Contoh satelit GPS dengan berbagai orbit.Satelit TerraSAR-X dan TanDEM-X dalam formasi terbang di atas benua Eropa.
Satelit adalah benda yang mengorbit sebuah objek yang lebih besar di luar angkasa yang bekerja berdasarkan prinsip gravitasi yang membuatnya tetap berada dalam orbit. Kemudian, Satelit di bagi menjadi dua jenis utama yaitu satelit alami dan satelit buatan. Satelit alami merupakan benda-benda yang terbentuk secara alami dan mengorbit planet atau objek lain, contohnya adalah Bulan yang merupakan satelit alami Bumi. Sedangkan Satelit buatan merupakan objek buatan manusia yang diluncurkan ke orbit untuk tujuan tertentu, seperti komunikasi, pengamatan cuaca, atau penelitian ilmiah. Contohnya yaitu satelit komunikasi, satelit cuaca, dan satelit pemetaan.
Sputnik 1 membantu mengidentifikasi kepadatan lapisan atas atmosfer dengan jalan mengukur perubahan orbitnya dan memberikan data dari distribusi signalradio pada lapisan ionosphere. Karena badan satelit ini diisi dengan nitrogen bertekanan tinggi, Sputnik 1 juga memberi kesempatan pertama dalam pendeteksian meteorit, karena hilangnya tekanan dalam disebabkan oleh penetrasi meteroid bisa dilihat melalui data suhu yang dikirimkannya ke bumi.
Sputnik 2 diluncurkan pada tanggal 3 November 1957 dan membawa awak makhluk hidup pertama ke dalam orbit, seekor anjing bernama Laika.
Pada bulan Mei, 1946, Project Rand mengeluarkan desain preliminari untuk experimen wahana angkasa untuk mengedari dunia, yang menyatakan bahwa, "sebuah kendaraan satelit yang berisi instrumentasi yang tepat bisa diharapkan menjadi alat ilmu yang canggih untuk abad ke duapuluh". Amerika sudah memikirkan untuk meluncurkan satelit pengorbit sejak 1946 di bawah Kantor Aeronotis angkatan Laut Amerika (Bureau of Aeronautics of the United States Navy). Project RAND milik Angkatan Udara Amerika akhirnya mengeluarkan laporan di atas, tetapi tidak mengutarakan bahwa satelit memiliki potensi sebagai senjata militer; tetapi, mereka menganggapnya sebagai alat ilmu, politik, dan propaganda. Pada tahun 1954, Sekertari Pertahanan Amerika menyatakan, "Saya tidak mengetahui adanya satupun program satelit Amerika."
Pada tanggal 29 Juli 1955, Gedung Putih mencanangkan bahwa Amerika Serikat akan mau meluncurkan satelit pada musim semi 1958. Hal ini kemudian diketahui sebagai Project Vanguard. Pada tanggal 31 July, Soviets mengumumkan bahwa mereka akan meluncurkan satelit pada musim gugur 1957.
Mengikuti tekanan dari American Rocket Society (Masyarakat Roket America), the National Science Foundation (Yayasan Sains national), and the International Geophysical Year, interest angkatan bersenjata meningkat dan pada awal 1955 Angkatan Udara Amerika dan Angkatan Laut mengerjai Project Orbiter, yang menggunakan wahana Jupiter C untuk meluncurkan satelit. Proyek ini berlangsung sukses, dan Explorer 1 menjadi satelit Amerika pertama pada tanggal 31 januari 1958.
Pada bulan Juni 1961, tiga setengah tahun setelah meluncurnya Sputnik 1, Angkatan Udara Amerika menggunakan berbagai fasilitas dari Jaringan Mata Angkasa Amerika (the United States Space Surveillance Network) untuk mengkatalogkan sejumlah 115 satelit yang mengorbit bumi.
Satelit buatan manusia terbesar pada saat ini yang mengorbit bumi adalah Stasiun Angkasa Internasional (International Space Station).
Deskripsi
Satelit merupakan sebuah benda di angkasa yang berputar mengikuti rotasi bumi. Satelit dapat dibedakan berdasarkan bentuk dan kegunaanya seperti: satelit cuaca, satelit komunikasi, satelit iptek dan satelit militer.
Untuk dapat beroperasi satelit diluncurkan ke orbitnya dengan bantuan roket. Negara -negara maju seperti Amerika Serikat, Rusia, Prancis dan belakangan Cina, telah memiliki stasiun untuk melontarkan satelit ke orbitnya.
Posisi satelit pada orbitnya ada tiga macam, yaitu
Low Earth Orbit (LEO): 500-2.000 km di atas permukaan bumi.
Medium Earth Orbit (MEO): 8.000-20.000 km di atas permukaan bumi.
Geosynchronous Orbit (GEO): 35.786 km di atas permukaan bumi.
Seluruh pergerakan satelit dipantau dari bumi atau yang lebih dikenal dengan stasiun pengendali. Cara kerja dari satelit yaitu dengan cara uplink dan downlink. Uplink yaitu transmisi yang dikirim dari bumi ke satelit, sedangkan downlink yaitu transmisi dari satelit ke stasiun bumi.
Komunikasi satelit pada dasarnya berfungsi sebagai repeater di langit. Satelit juga menggunakan transponder, yaitu sebuah alat untuk memungkinkan terjadinya komunikasi 2 arah.
Umumnya komunikasi satelit menggunakan banyak tranponders. Contohnya Intelsat VIII menggunkan 44 transponders dapat mengakomodir 22.500 telepon sirkuit dan 3 channel TV, pada masa sekarang ini sampai bisa mengakomodir komunikasi di Asia dan Afrika.
Antena satelit sangat penting peranannya dalam jaringan komunikasi satelit. Karena benda yang ini berfungsi sebagai penerima transimisi di setiap kawasan di dunia. Sedangkan satellite spacing (penempatan satelit) digunakan agar dalam melakukan transmisi lebih mudah berdasarkan kawasannya.
Sedangkan power system yang digunakan oleh satelit diperoleh melalui sinar matahari yang diubah ke bentuk listrik yang menggunakan Sel surya (Solar cells). Selain itu, satelit juga dilengkapi dengan sumber tenaga yang berdurasi 12 tahun yang merupakan bahan bakarnya agar dapat beroperasi.
Jenis satelit
Skema jangkauan satelit Inmarsat.
Satelit astronomi adalah satelit yang digunakan untuk mengamati planet, galaksi, dan objek angkasa lainnya yang jauh.
Satelit navigasi adalah satelit yang menggunakan sinyal radio yang disalurkan ke penerima di permukaan tanah untuk menentukan lokasi sebuah titik dipermukaan bumi. Salah satu satelit navigasi yang sangat populer adalah GPS milik Amerika Serikat selain itu ada juga Glonass milik Rusia. Bila pandangan antara satelit dan penerima di tanah tidak ada gangguan, maka dengan sebuah alat penerima sinyal satelit (penerima GPS), bisa diperoleh data posisi di suatu tempat dengan ketelitian beberapa meter dalam waktu nyata.
Stasiun angkasa adalah struktur buatan manusia yang dirancang sebagai tempat tinggal manusia di luar angkasa. Stasiun luar angkasa dibedakan dengan wahana antariksa lainnya oleh ketiadaan propulsi wahana antariksa utama atau fasilitas pendaratan; Dan kendaraan lain digunakan sebagai transportasi dari dan ke stasiun. Stasiun angkasa dirancang untuk hidup jangka-menengah di orbit, untuk periode mingguan, bulanan, atau bahkan tahunan.
Satelit miniatur adalah satelit yang ringan dan kecil. Klasifikasi baru dibuat untuk mengkategorikan satelit-satelit ini: satelit mini (500–200 kg), satelit mikro (di bawah 200 kg), satelit nano (di bawah 10 kg).
Satelit pengamat Bumi adalah satelit yang dirancang khusus untuk mengamati Bumi dari orbit, mirip dengan satelit mata-mata tetapi ditujukan untuk penggunaan non-militer seperti pengawasan lingkungan, meteorologi, pembuatan peta, dll.
Banyak jenis observasi dapat dibuat dari satelit, termasuk pengintai militer, pemetaan medan, fotografiastronomi, inspeksi internasional, pengamatan awan, dan fotografi Bumi-berguna dalam ilmu bumi.
Pengamatan dapat dilakukan dengan berbagai cara, menggunakan sensor yang beroperasi di bagian yang berbeda dari spektrum elektromagnetik. Sensor pertama kali digunakan oleh manusia adalah mata telanjang. Berikutnya datang fotografi dengan kemampuannya untuk merekam dalam jumlah besar bentuk permanen dari informasi rinci. Kemudian disusul pengembangan radar pengintai, intersepsi elektronik, dan pengintaian inframerah.
Beberapa observatorium telah diluncurkan ke orbit, dan kebanyakan telah memperluas pengetahuan kita tentang kosmos. Pengamatan astronomi dari Bumi dibatasi oleh pemfilteran dan gangguan radiasi elektromagnetik karena atmosferBumi. Oleh karena itu mengirim observatorium ke luar angkasa sangat diperlukan. Sebagaimana sebuah teleskop mengorbit Bumi di luar atmosfer dia tidak kena oleh twinkling (distorsi karena turbulensi panas udara) atau polusi cahaya dari sumber cahaya buatan di Bumi. Beberapa teleskop landas bumi (seperti Teleskop Keck I dan II, Very Large Telescope) dapat menghilangkan efek turbulensi atmosfer dengan bantuan optik adaptifnya.
Astronomi berbasis-angkasa bahkan lebih penting untuk menjangkau frekuensi yang berada di luar jendela optik dan jendela radio, kedua rentang panjang gelombang dari spektrum elektromagnetik yang tidak berkurang oleh atmosfer. Contohnya, Pengamatan sinar-X hampir tidak mungkin bila dilakukan dari Bumi, dan telah mencapai tempat yang penting dalam astronomi hanya karena satelit orbit yang dilengkapi dengan teleskop sinar-X seperti Observatorium Chandra.
Observatorium angkasa umumnya dibagi menjadi dua kelas: misi memetakan seluruh langit, dan observatorium yang membuat pengamatan bagian tertentu dari langit.
Banyak observatorium angkasa telah menyelesaikan misinya, dan lainnya masih beroperasi. Satelit telah diluncurkan oleh NASA, ESA dan Japan Aerospace Exploration Agency.
Biasanya merupakan teleskop bintang yang diarahkan ke Bumi dan bukan ke arah bintang. Generasi awal dari satelit ini ialah Corona[1][2] dan Zenit yang mekanismenya yaitu, mereka mengambil foto dari angkasa, kemudian melontarkan kaleng berisi negatif film ke bumi untuk diambil kemudian.
Satelit aktif dan pasif
Starshine 3 merupakan jenis satelit pasif
Satelit pasif merupakan satelit yang mencerminkan radiasi elektromagnetik yang diterimanya tanpa modifikasi atau amplifikasi. Satelit pasif tidak dapat menghasilkan tenaga mereka tetapi hanya mencerminkan kekuatan yang diterimanya.
Satelit aktif adalah satelit yang dapat mengirimkan daya disebut satelit aktif. Mereka dapat memperkuat atau memodifikasi sinyal yang diterima kemudian untuk transmisi.
Satelit miniatur atau satelit kecil adalah satelit dengan massa dan ukuran rendah, biasanya di bawah 500 kg (£ 1100). Sementara semua satelit tersebut dapat disebut satelit kecil, klasifikasi yang berbeda digunakan untuk mengkategorikan mereka berdasarkan massa.
Salah satu alasan untuk miniaturisasi satelit adalah untuk mengurangi biaya: satelit yang lebih berat membutuhkan roket yang lebih besar dengan daya dorong yang lebih besar yang juga memiliki biaya yang lebih besar. Sebaliknya, satelit yang lebih kecil dan lebih ringan membutuhkan kendaraan peluncuran yang lebih kecil dan lebih murah dan kadang-kadang dapat diluncurkan dalam kelipatan.
Sebuah altimeter radar, altimeter elektronik, altimeter refleksi, altimeter radio (RADALT), radio altimeter kisaran rendah (LRRA) atau hanya RA merupakan sebuah alat ukur ketinggian di atas medan saat ini di bawah pesawat atau wahana antariksa. Jenis altimeter memberikan jarak antara antena dan tanah langsung di bawah, berbeda dengan altimeter barometric yang menyediakan jarak di atas datum ditetapkan, biasanya berarti permukaan laut.
Satelit adalah benda langit yang tidak memiliki sumber cahaya sendiri dan bergerak mengelilingi planet tertentu sambil mengikuti planet tersebut beredar. Contohnya Bulan yang merupakan satelit dari Bumi.
Pergerakan satelit dalam mengelilingi bumi secara umum mengikuti hukum Keppler (Pergerakan Keplerian) yang didasarkan pada beberapa asumsi yaitu pergerakan setelit hanya dipengaruhi oleh medan gaya berat sentral bumi, satelit bergerak dalam bidang orbit yang tetap dalam ruang, massa satelit tidak berarti dibandingkan massa bumi, satelit bergerak dalam ruang hampa, dan tidak ada matahari, bulan, ataupun benda-benda langit lainnya yang mempengaruhi pergerakan satelit.
Orbit merupakan jenis-jenis tempat beredarnya satelit mengelilingi permukaan bumi. Dalam Konteks Geodesi satelit, informasi tentang orbit satelit akan berperan dalam beberapa hal yaitu:
Position Determination
Untuk menghitung koordinat satelit yang nantinya diperlukan sebagai koordinat titik tetap dalam perhitungan koordinat titik-tiitk lainnya di atau dekat permukaan bumi.
Observation Planning
Untuk merencanakan pengamatan satelit (waktu dan lama pengamatan yang optimal)
Receiver Aiding
Membantu mempercepat alat pengamat (Receiver) sinyal satelit untuk menemukan satelit yang bersangkutan
Satellite Selection
Untuk memilih, kalau diperlukan, satelit-satelit yang secara geometrik “lebih baik” untuk digunakan.
Jenis orbit
Banyak satelit dikategorikan atas ketinggian orbitnya, meskipun sebuah satelit bisa mengorbit dengan ketinggian berapa pun.
Orbit Rendah (Low Earth Orbit, LEO): 300 – 1500 km di atas permukaan bumi.
Orbit Menengah (Medium Earth Orbit, MEO): 1500 – 36000 km.
Orbit Geosinkron (Geosynchronous Orbit, GSO): sekitar 36000 km di atas permukaan Bumi.
Orbit Geostasioner (Geostationary Orbit, GEO): 35790 km di atas permukaan Bumi.
Orbit Tinggi (High Earth Orbit, HEO): di atas 36000 km.
Orbit berikut adalah orbit khusus yang juga digunakan untuk mengkategorikan satelit:
Orbit Molniya, orbit satelit dengan perioda orbit 12 jam dan inklinasi sekitar 63°.
Orbit Sunsynchronous, orbit satelit dengan inklinasi dan tinggi tertentu yang selalu melintas ekuator pada jam lokal yang sama.
Berkas:Satellites-and-orbits.jpgBeberapa jenis orbit dan contoh satelitnya. Terlihat perbedaan orbit geosinkron dan orbit geostasioner.Berkas:Commercial Communications Satellites.pngSatelit komunikasi komersial di orbit geosinkron.Berkas:Sunsyn.gifOrbit sinkron matahari (sunsynchronous). Orbit suatu banda angkasa yang sedemikian hingga kemunculan satelit di atas suatu lokasi terjadi pada waktu matahari yang sama.Berkas:Nimiq5OrbitInsertion.jpgpenyisipan Orbit Nimiq 5.Berkas:Earth-Moon Communication from a Moving Lunar Rover.pngKomunikasi Bumi-Bulan dari Penggerak Lunar yang BergerakBerkas:Data transmitted from Curiosity Rover to Earth.pngTransmisi Curiousity menggunakan frekuensi x-band dan UHF. Curiosity dapat mengirimkan menggunakan frekuensi x-band langsung menuju Bumi atau, jika bumi tidak di atas cakrawala pada saat itu, dapat mengirimkan kembali menggunakan UHF baik Mars Reconnaissance Orbiter atau Mars Odyssey Orbiter. Kendaraan yang kemudian akan memancarkan kembali retransmit sinyal, menggunakan x-band, ke arah Bumi. Di Bumi, Deep Space Network akan menerima sinyal dan relay ke pusat pengendali misi NASA.
Orbit Geosinkron adalah orbit suatu benda (umumnya satelit buatan) dengan bumi sebagai pusatnya, yang mempunyai perioda sama dengan rotasi bumi yaitu satu hari sideris atau 23,9344 jam. Secara geometri orbit ini mempunyai setengah sumbu utama (semimajor axis) yang panjangnya 42.164,17 km. Satelit dengan orbit geosinkron akan berada di atas suatu titik di muka bumi pada jam tertentu. Selain dari waktu tersebut satelit akan tampak bergeser relatif terhadap titik itu. Jika satelit geosinkron mempunyai bentuk orbit lingkaran sempurna dan mengorbit sebidang dengan garis katulistiwa maka dilihat dari bumi satelit itu akan tampak diam, orbit yang demikian disebut orbit geostasioner.
Orbit Geostasioner adalah orbit geosinkron yang berada tepat di atas ekuator Bumi (0° lintang), dengan eksentrisitas orbital sama dengan nol. Dari permukaan Bumi, objek yang berada di orbit geostasioner akan tampak diam (tidak bergerak) di angkasa karena perioda orbit objek tersebut mengelilingi Bumi sama dengan perioda rotasi Bumi. Orbit ini sangat diminati oleh operator-operator satelit buatan (termasuk satelit komunikasi dan televisi). Karena letaknya konstan pada lintang 0°, lokasi satelit hanya dibedakan oleh letaknya di bujur Bumi.
Orbit Stasioner
Merupakan sebuah orbit yang menempatkan satelit untuk terus tetap berada pada posisinya mengacu pada sebuah titik atau lokasi. Satelit yang ditempatkan pada orbit stasioner kebanyakan bergerak dari arah timur ke barat mengikuti pergerakan rotasi bumi.
LEO (Low Earth Orbit)
Satelit jenis LEO merupakan satelit yang mempunyai ketinggian 320 – 800 km di atas permukaan bumi. Karena orbit mereka yang sangat dekat dengan bumi, satelit LEO harus mempunyai kecepatan yang sangat tinggi supaya tidak tertarik oleh gravitasi bumi. Kecepatan edar satelit LEO mencapai 27.359 Km/h untuk mengitari bumi dalam waktu 90 menit. Delay Time LEO sebesar 10 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi)
Aplikasi dari satelit jenis LEO ini biasanya dipakai pada sistem Remote Sensing dan Peramalan Cuaca karena jarak mereka dengan permukaan bumi yang tidak terlalu jauh. Pada masa sekarang satelit LEO yang mengorbit digunakan untuk aplikasi komunikasi seluler. Karena jarak yang tidak terlalu jauh dan biaya yang murah, satelit LEO sangat banyak diluncurkan untuk berbagai macam aplikasi. Akibatnya bahwa jumlah satelit LEO sudah sangat padat, tercatat sekarang ada 8000 lebih satelit yang mengitari bumi pada orbit LEO. Satelit pada lingkaran low earth orbit ditempakan sekitar 161 hingga 483 km dari permukaan bumi. Karena sifatnya yang terlalu dekat dengan permukaan bumi menyebabkan satelit ini akan bergerak sangat cepat untuk mencegah satelit tersebut terlempar keluar dari lintasan orbitnya. Satelit pada orbit ini akan bergerak sekitar 28163 km/jam. Satelit pada orbit ini dapat menyelesaikan satu putaran mengeliling bumi antara 30 menit hingga 1 jam. Satelit pada low orbit hanya dapa terlihat oleh station bumi sekitar 10 menit.
Kelebihan LEO antara lain
Latency atau delay rendah.
Daerah lintang terbesar terdapat pada kutub utara dan selatan.
Path loss kecil.
Mudah diaplikasikan pada frekuensi reuse yang lebih besar.
Pengendalian pada stasiun bumi berdaya kecil.
Kekurangan LEO
Jumlah satelit banyak ( 50-70 satelit).
Tidak efektif untuk cakupan nasional atau regional
Luas cakupan daerah kecil.
Karena kebutuhan jumlah satelit banyak, biaya peluncuran untuk menyebarkan mahal.
Sulit dalam peluncuran dan mengoperasikan karena jumlah satelit banyak.
Lifetime orbital jauh lebih pendek daripada GEO dan MEO karena degradasi orbital.
Karakteristik LEO
Tinggi orbit: 200 – 3000 km, di atas permukaan bumi
Periode Orbit: 1.5 jam
Kecepatan putar: 27.000 km/jam
Waktu Tampak: 10 Menit
Delay Time: 10 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi)
Jumlah Satelit: 50 (Global Coverage)
Penggunaan: Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata, sistem telekomunikasi bergerak (mobile) contohnya satelit Iridium dan Global Star.
MEO (Medium Earth Orbit)
Satelit pada orbit ini merupakan satelit yang mempunyai ketinggian di atas 10000 km dengan aplikasi dan jenis yang sama seperti orbit LEO. Namun karena jarak yang sudah cukup jauh jumlah satelit pada orbit MEO tidaklah sebanyak satelit pada orbit LEO. Satelit jenis MEO ini mempunyai delay sebesar 60 – 80 ms. MEO, Medium Earth Orbit Satelit dengan ketinggian orbit menengah dengan ketinggian 9656 km hingga 19312 km dari permukaan bumi. Pada orbit ini satelit dapat terlihat oleh stasiun bumi lebih lama sekitar 2 jam atau lebih. Dan waktu yang diperlukan untuk menyeleseaikan satu putaran mengitari bumi adalah 2 jam hingga 4 jam.
Kelebihan MEO, antara lain
Latency atau delay lebih rendah daripada GEO (tetapi lebih besar dari LEO).
Penggunaan frekuensi reuse lebih baik dibanding dengan GEO (tetapi kurang dari LEO)
Sedikit satelit untuk menyebarkan dan mengoperasikan dan lebih murah daripada sistem LEO (tapi lebih mahal dibandingkan dengan GEO).
Lifetime satelit pada orbit MEO lebih lama dari sistem LEO (tetapi kurang dari GEO).
Kekurangan MEO, antar lain
Jumlah satelit yang dibutuhkan lebih banyak dibandingkan GEO.
Karena lebih banyak jumlahya, maka biaya peluncuran lebih mahal daripada GEO.
Antena pengendalinya umumnya lebih mahal dan kompleks.
Cakupan daerah sempit (yaitu: lautan, padang pasir, hutan)
Karakteristik MEO antara lain
Tinggi orbit: sekitar 6.000 – 12.000 km, di atas permukaan bumi
Periode Orbit: 5 – 12 jam
Kecepatan putar: 19.000 km/jam
Waktu Tampak: 2 – 4 jam per hari
Delay Time: 80 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi)
Jumlah Satelit: 10 – 12 (Global Coverage)
Penggunaan: Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata, sistem telekomunikasi bergerak (mobile) misalnya satelit Oddysey dan ICO.
GEO ( Geostationery Earth Orbit)
Satelit GEO merupakan sebuah satelit yang ditempatkan dalam orbit yang posisinya tetap dengan posisi suatu titik di bumi. Karena mempunyai posisi yang tetap maka waktu edarnyapun sama dengan waktu rotasi bumi. Posisi orbit satelit GEO sejajar dengan garis khatulistiwa atau mempunyai titik lintang nol derajat.
Sebuah orbit geostasioner, atau Geostationary Earth Orbit (GEO), adalah orbit lingkaran yang berada 35.786 km (22.236 mil) di atas ekuator Bumi dan mengikuti arah rotasi bumi. Sebuah objek yang berada pada orbit ini akan memiliki periode orbit sama dengan periode rotasi Bumi, sehingga terlihat tak bergerak, pada posisi tetap di langit, bagi pengamat di bumi. Satelit komunikasi dan satelit cuaca sering diorbitkan pada orbit geostasioner, sehingga antena satelit yang berkomunikasi dengannya tidak harus berpindah untuk melacaknya, tetapi dapat menunjuk secara permanen pada posisi di langit di mana mereka berada. Sebuah orbit geostasioner adalah satu tipe orbit geosynchronous.
Gagasan tentang sebuah satelit geosynchronous untuk tujuan komunikasi pertama kali diterbitkan pada tahun1928 oleh Herman Potocnik. Ide orbit geostasioner pertama kali disebarkan pada skala luas dalam sebuah makalah tahun 1945 berjudul "Extra-Terrestrial Relay – Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?" oleh penulis ilmu pengetahuan fiksi dari Inggris, Arthur C. Clarke, yang diterbitkan di majalah Dunia Wireless. Orbit, yang Clarke gambarkan sebagai orbit yang berguna untuk siaran dan relay komunikasi satelit, kadang-kadang disebut Orbit Clarke. Demikian pula, Sabuk Clarke adalah bagian dari ruang sekitar 35.786 km (22.000 mil) di atas permukaan laut, pada bidang Khatulistiwa, di mana geostasioner orbit dapat diimplementasikan. Orbit Clarke ini sekitar 265.000 km (165.000 mil) panjangnya.
Satelit GEO mempunyai jarak sebesar 35786 Km dari permukaan bumi. Keuntungan satelit orbit GEO ini salah satunya adalah dalam mentracking antena pengendalian dari suatu stasion bumi tidak perlu mengikuti pergerakan satelit karena satelit tersebut sama periodenya dengan rotasi bumi. Bandingkan dengan tracking antena pada satelit LEO yang harus mengikuti pergerakan satelitnya yang tidak sama dengan periode bumi berputar. Kerugian dari satelit orbit GEO adalah karena jarak yang sangat jauh dari permukaan bumi maka daya pancar sinyal haruslah tinggi dan sering terjadi delay yang cukup signifikan. Cakupan satelit GEO pun sebenarnya tidak mencakup semua posisi di permukaan bumi. Lokasi yang berada di kutub utara dan selatan tidak dapat terjangkau dengan menggunakan satelit GEO karena foot printnya yang terbatas.
Kelebihan GEO
Stasiun pengendali tidak harus setiap saat melakukan track terhadap satelit.
Hanya beberapa satelit cukup meng-cover seluruh lapisan bumi.
Maksimal lifetime 15 tahun atau lebih.
Kekurangan GEO
Delai propagasi yang cukup besar, berkisar antara 250 milidetik.
Proses peluncuran satelit mahal karena berada pada orbit yang jauh. Antena penerima pada stasiun bumi harus berdiameter besar agar dapat menangkap sinyal/frekuensi yang dipancarkan.
Karakteristik GEO
Tinggi orbit: sekitar 35.800 km, di atas permukaan bumi
Periode Orbit: 24 jam
Kecepatan putar: 11.000 km/jam,
Waktu Tampak: Selalu tampak ( karena kecepatan putar satelit sama dengan kecepatan putar bumi
Delay Time: 250 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi)
Jumlah Satelit: 3 (Global Coverage)
Penggunaan: Banyak digunakan oleh satelit untuk sistem telekomunikasi tetap, seperti Palapa, Intelsat, Asiasat, dll.
Perbandingan Orbit geosinkron di planet pada sistem tata surya
Mercury: Rsynch=242843 km, RH=220594 km, Rplanet=2440 km, Vc=0.3 km/s
Venus: Rsynch=1535681 km, RH=1010369 km, Rplanet=6052 km, Vc=0.46 km/s
Moon: Rsynch=88463 km, RH=129417 km, Rplanet=1737 km, Vc=0.24 km/s
Mars: Rsynch=20429 km, RH=1083941 km, Rplanet=3390 km, Vc=1.45 km/s
Jupiter: Rsynch=160052 km, RH=53155071 km, Rplanet=69911 km, Vc=28.14 km/s
Saturn: Rsynch=111606 km, RH=65439558 km, Rplanet=58232 km, Vc=18.43 km/s
Uranus: Rsynch=82674 km, RH=70064595 km, Rplanet=25362 km, Vc=8.37 km/s
Neptune: Rsynch=83395 km, RH=115863626 km, Rplanet=24622 km, Vc=9.03 km/s
Pluto: Rsynch=18892 km, RH=7633076 km, Rplanet=1184 km, Vc=0.22 km/s
Keterangan
Rsynch = Radius syncronous
Vc = orbital speed
Rh = radius Hill Sphere
Rplanet = Radius planet
Orbit Polar
Satelit yang mengorbit pada orbit polar merupakan satelit yang mempunyai inklinasi (penyimpangan) sebesar 90° dari orbit geostationer. Satelit berorbit polar sangat bermanfaat untuk mengamati permukaan bumi karena satelit mengorbit dalam arah utara-selatan dan bumi berputar dalam arah timur-barat, maka satelit berorbit polar akhirnya akan dapat “menyapu” seluruh permukaan bumi. Karena alasan tersebut maka satelit pemantau longkungan global seperti satelit inderaja dan satelit cuaca, umumnya mempunyai orbit polar.
Orbit Eliptical
Satelit dengan orbit elips merupakan satelit yang mengorbit dengan bentuk orbit yang elips terhadap bumi. Dengan bentuk orbit yang ellips tersebut maka menghasilkan suatu jarak yang tidak sama (sinkron) pada setiap posisi dengan permukaan bumi. Bentuk orbit eliptical pada sebuah satelit dapat ditunjukan pada gambar di bawah ini
Pada satelit dengan orbit eliptical maka akan terjadi satu posisi terjauh dari permukaan bumi dan satu posisi terdekat dari permukaan bumi. Posisi terjauh dari permukaan bumi dinamakan dengan posisi apogee. Posisi terdekat dengan permukaan bumi dinamakan dengan posisi perigee.
Keutamaan dari orbit Ellips pada lingkup daerah-daerah kutub yang dapat diabaikan, diperlukan untuk daerah-daerah terpencil dan jauh dalam suatu negara. Periode rotasi sekitar 5 – 12 jam dan terlihat langsung dari stasiun bumi sekitar 2-4 jam tiap hari. Orbit ini digunakan untuk keperluan satelit komunikasi, misalnya satelit Telster.
Circular Equatorial Orbit
Orbit ini mempunyai sudut yang sejajar dengan garis horizon dan merupakan orbit geostasioner, yaitu tempat di mana sebagian besar satelit telekomunikasi berada. Pada orbit inilah seluruh permukaan bumi bisa dicakup oleh tiga satelit dengan perbedaan sudut sebesar 120 derajat, atau menurut perhitungan Intelsat posisi satelit tersebut adalah:
30 O E (East): area Afrika dan Eropa, atau di atas samudera India ( Indian Ocean Region/ IOR ).
150 O E (East): area China dan Oceania, di atas samudra Pasifik ( Pacific Ocean Region / POR ).
90 O E (East): area Amerika, di atas samudera Atlantik ( Atlantic Ocean Region / AOR ).
Elliptically Inclined Orbit
Orbit ini membentuk sudut inklinasi (miring) terhadap bidang khatulistiwa dengan kemiringan sekitar 63 derajat. Perioda orbit adalah 12 jam sehingga diperlukan minimal 2 satelit per hari yang harus tampak. Orbit ini dipakai untuk sistem komunikasi di daerah Rusia dan sekitarnya karena dengan kemiringan ini maka daerah disekitar kutub bisa dicakup Contoh satelit komunikasi yang menggunakan orbit ini adalah satelit Molniya milik Russia untuk keperluan telekomunikasi domestiknya.
Circular Polar Orbit
Orbit ini mempunyai lintasan yang tegak lurus terhadap garis khatulistiwa, sehingga apabila akan digunakan untuk telekomunikasi global perlu ditempatkan banyak satelit. Dipergunakan untuk keperluan navigasi, pengamatan di bidang meteorologi dan sumber daya alam.
Kecepatan orbit
Untuk satelit dalam orbit lingkaran, hubungan antara kecepatan orbital dan ketinggian ketat. Tugas roket peluncuran satelit adalah untuk melepaskan satelit pada tempat yang layak di ruang angkasa, dengan kecepatan yang sesuai dan arah gerakan untuk memasukkannya ke dalam orbit yang diinginkan.
Bagaimana satelit tetap di orbit dapat berpikir tentang dua setara cara, baik yang menjelaskan hubungan antara ketinggian satelit dan kecepatan.
Gerak satelit dapat dilihat sebagai menciptakan gaya sentrifugal yang menentang daya tarik gravitasi. Sebagai contoh, bayangkan melampirkan objek ke string dan berayun dalam lingkaran. Tujuannya menarik keluar terhadap string, dan bahwa kekuatan luar (gaya sentrifugal) menjadi lebih besar semakin cepat ayunan objek. Pada kecepatan yang tepat, gaya sentrifugal dari satelit karena gerak mengelilingi bumi hanya menyeimbangkan tarikan gravitasi, dan satelit tetap di orbit.
Karena tarikan gravitasi tumbuh lebih lemah lebih lanjut satelit adalah dari bumi, gaya sentrifugal yang diperlukan untuk menyeimbangkan gravitasi juga menurun dengan jarak dari Bumi. Semakin tinggi orbit satelit, semakin rendah kecepatan orbitnya.
Bergantian, satelit dapat dilihat sebagai terus jatuh menuju pusat bumi. Namun, karena satelit juga bergerak sejajar dengan permukaan bumi, bumi terus kurva jauh dari satelit. Dalam orbit melingkar, kecepatan satelit adalah persis apa yang dibutuhkan sehingga terus jatuh tetapi terus jarak konstan dari Bumi. Kecepatan yang dibutuhkan tergantung pada ketinggian satelit karena geometri satelit Bumi dan karena tingkat di mana satelit jatuh ke bumi tergantung pada kekuatan gravitasi di ketinggiannya.
Parameter kunci lain yang digunakan untuk menggambarkan satelit adalah waktu yang diperlukan untuk satelit untuk melakukan perjalanan mengelilingi bumi sekali, yaitu, untuk menyelesaikan satu orbit. Waktu ini dikenal sebagai periode orbit. Karena sebagai ketinggian orbit meningkatkan satelit kedua bergerak lebih lambat dan harus melakukan perjalanan jauh pada setiap orbit, periode meningkat dengan ketinggian orbit.
Untuk orbit ketinggian rendah (ketinggian beberapa ratus kilometer), periode adalah sekitar 90 menit; pada ketinggian yang lebih tinggi, periode meningkat. Sejak satu hari kira-kira 1.440 menit, plot menunjukkan bahwa satelit di ketinggian sekitar 36.000 kilometer mengorbit sekali sehari-pada tingkat yang sama bumi berputar. Orbit tersebut disebut geosynchronous.
Sebuah satelit ditempatkan di orbit geosynchronous di atas khatulistiwa adalah unik karena itu tetap di atas titik yang sama di bumi. Orbit geostasioner tersebut memiliki kegunaan penting.
Umumnya sebuah pelabuhan angkasa harus mempunyai luas yang cukup besar agar jika sebuah roket meledak ia tak akan membahayakan nyawa manusia di sekitar lokasi peluncuran.
Peluncuran roket pembawa bisa saja ke arah orbit retrograde, orbit dengan kemiringan lebih dari 90°. Atau lebih tepatnya, orbit yang berlawanan dengan arah rotasiplanet. Selain yang berada di orbit sinkron matahari, beberapa satelit diluncurkan ke orbit retrograde karena jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk meluncurkannya jauh lebih besar daripada untuk orbit prograde, orbit searah rotasi planet. Demikian pula peluncuran untuk orbit kutub, utara atau selatan, orbit yang melintas di atas atau hampir di atas kedua kutub planet pada setiap revolusi. Oleh karena itu, ia memiliki kemiringan (atau sangat dekat dengan) 90 derajat. Sehingga lokasi peluncuran mungkin saja menyesuaikan dengan arah orbit peluncuran satelit dan kondisi geografis yang mendukung misalnya ditepi samudra maupun tujuan peluncuran seperti peluncuran uji coba penelitian saja juga teknologi peluncuran arah tertentu, kemudian dengan teknik transfer orbit maupun perubahan inklinasi orbit untuk membelokkan arah jalur tujuan satelit.
Secara umum, perubahan kemiringan dapat membutuhkan delta v yang sangat besar untuk dilakukan, dan sebagian besar perencana misi mencoba menghindarinya bila memungkinkan untuk menghemat bahan bakar. Ini biasanya dicapai dengan meluncurkan pesawat ruang angkasa langsung ke kemiringan yang diinginkan, atau sedekat mungkin dengannya untuk meminimalkan perubahan kemiringan yang diperlukan selama masa pakai pesawat ruang angkasa. Flybys planet adalah cara paling efisien untuk mencapai perubahan kemiringan yang besar, tetapi mereka hanya efektif untuk misi antarplanet. Cara paling sederhana untuk melakukan perubahan bidang adalah dengan melakukan pembakaran di sekitar salah satu dari dua titik persimpangan bidang awal dan akhir. Delta-v yang diperlukan adalah vektor perubahan kecepatan antara dua bidang pada titik tersebut. Untuk orbit transfer Hohmann, orbit awal dan orbit akhir terpisah 180 derajat. Karena bidang orbital transfer harus mencakup badan pusat, seperti Matahari, dan node awal dan akhir, ini dapat memerlukan dua perubahan bidang 90 derajat untuk mencapai dan meninggalkan bidang transfer. Dalam kasus seperti itu, seringkali lebih efisien untuk menggunakan manuver bidang patah di mana pembakaran tambahan dilakukan sehingga perubahan bidang hanya terjadi pada perpotongan bidang orbit awal dan akhir, daripada di ujungnya.
Lokasi yang lebih disukai biasanya terletak di dekat katulistiwa ke arah timur agar dapat memanfaatkan kecepatan rotasi Bumi (465 m/s) secara maksimum, dan merupakan orientasi yang baik untuk menuju sebuah orbitgeostasioner. Selain itu, hal ini meningkatkan rasio massa terhadap orbit. Untuk orbit-orbit kutub atau Molniya, aspek-aspek ini tidak berlaku. Untuk keselamatan, sebuah jalur peluncuran di atas air atau tanah kosong sangatlah penting.
Jaringan Transmisi Satelit
Satellite merupakan alat dalam orbit bumi yang khusus untuk menerima atau menghantarkan data secara nirkabel (tanpa kabel). berkomunikasi melalui frekuensi radio. Komunikasi satelit mirip dengan line-of-sight microwave (transmisi mengikuti garis lurus/LoS), hanya saja salah satu stasiunnya, yaitu satelit, mengorbit di atas bumi. Satelit berfungsi seperti antena dan repeater yang sangat tinggi. Sebagai repeater, berfungsi untuk menerima signal gelombang microwave dari stasiun bumi, ditranslasikan frequensinya, kemudian diperkuat untuk dipancarkan kembali ke arah bumi sesuai dengan coveragenya yang merupakan lokasi stasiun bumi tujuan atau penerima. Dalam komunikasi GEO ( merupakan sistem komunikasi satelite yang paling banyak) posisi satelite adalah sekitar 36.000 km di atas bumi. Satelit komunikasi merupakan stasiun Relay atau Repeater gelombang microwave yang diletakkan di angkasa. Satelit ini menerima sinyal radio dengan bidang frekuensi tertentu dari bumi setelah diperkuat dan diubah ke bidang frekuensi yang berbeda.
Satelit adalah suatu station relay. Satelit menerima pada satu frekuensi, memperkuat atau mengulang sinyal dan transmit pd frekuensi lain. Memerlukan orbit geo-stationary, tinggi 35,784 km (William Stallings, Data and Computer Communications 7th Edition).
Transmisi data
Media transmisi data dengan menggunakan satellit adalah sebuah interkoneksi komunikasi data dengan menggunakan satelit yang diletakan di luar muka bumi dengan ketinggian tertentu di mana pembawa sinyalnya menggunakan frequensi tertentu yang dipancarkan dari stasiun dimuka bumi dan dipantulkan oleh satellite untuk diarahkan ke permukaan bumi lainnya selama masih dalam coverage area satellite tersebut.
Untuk pelaksanaan komunikasi, satelit harus mengorbit atau mengelilingi bumi yang berotasi. Orbit yang digunakan adalah orbit Geosynchronous di mana dengan menggunakan orbit ini sebuah satelit dapat menjangkau sepertiga bagian bumi dengan ketinggian 36.000 Km (22.300 Miles) dari permukaan bumi, satelit yang mencapai ketinggian seperti ini memiliki lintasan yang mengelilingi bumi selama 24 jam sehingga akan selalu tampak diam terhadap suatu titik di permukaan bumi.
Satelit dengan menggunakan orbit ini sangat menguntungkan yaitu biaya untuk mengontrol satelit relatif lebih rendah dan hubungan tidak pernah putus. Satelit Intelsat dan Palapa adalah beberapa contoh satelit yang menggunakan orbit Geosynchronus.
Cara kerja satelit
Cara kerja satelit secara system konvensional
Yaitu dengan mengirimkan sinyal dari computer dan direlai oleh satelit tanpa di lakukan pemprosesan dalam satelit. Kelemahan metode ini, computer yang ter-hubung langsung pada satelit harus bekerja selama 24 jam. Jika salah satu computer dimatikan maka hubungan ke computer tersebut akan terputus. Keun-tungannya satelit komunikasi konvensional dapat digunakan tanpa perlu dimodifikasi. Computer dalam satelit berfungsi untuk menyimpan sementara informasi yang secara otomatis dapat dilakukan.
Cara kerja transmisi data melalui satelit
Pemanfaatan system komunikasi satelit telah memberikan kemampuan bagi manusia untuk berkomunikasi dan mendapatkan informasi dari berbagai penjuru dunia secara simultan tanpa memperhatikan jarak relatifnya. Komponen dasar dari transmisi satelit adalah:
Stasiun bumi, digunakan untuk mengirim dan menerima data
Satelit, disebut juga dengan transponder
PC yang menggunakan jaringan internet dengan jaringan satelit dikatagorikan sebagai jaringan wireless dengan menggunakan gelombang mikro. Gelombang mikro ini akan ditransmisikan dan diproses oleh stasiun satelit bumi yang kemudian ditransmisikan ke satelit di angkasa luar, dan selanjutnya akan diterima kembali oleh stasiun sateit bumi tujuan.
Cara kerja transmisi data melalui satelit dengan memperhatikan komponen-komponen tersebut, yaitu satelit menerima sinyal dari stasiun bumi (up-link) kemudian memperkuat sinyal, mengubah frekuensi dan mentransmisikan kembali data ke stasiun bumi penerima yang lain (down-link). Dalam transmisi satelit terjadi penundaan atau delay karena sinyal harus bergerak menuju ruang angkasa dan kembali lagi ke bumi, jeda waktu sekitar 0,5 sekon. Satelit menggunakan frekuensi yang berbeda untuk menerima dan mentransmisikan data. Jangkauan frekuensi satelit adalah:
4-6 giga hertz,disebut dengan C-band
12-14 giga hertz, disebut dengan Ku-Band
20 giga hertz.
Keunggulan media transmisi Satelit
Area coverage yang luas, jangkauan cakupannya yang luas baik nasional, regional maupun global, bahkan dapat mencapai setengah dari permukaan bumi.
VSAT bisa dipasang di mana saja selama masuk dalam jangkauan satelit.
Dapat Koneksi di mana saja. Tidak perlu terjadi LoS (Line of Sight) dan tidak ada masalah dengan jarak, karena garis lurus transfer data ke arah luar bumi jadi tidak terhalang oleh bangunan – bangunan/ letak geografis bumi.
Komunikasi dapat dilakukan baik titik ke titik maupun dari satu titik ke banyak titik secara broadcasting, multicasting.
Handal dan bisa digunakan untuk koneksi voice (PABX), video dan data, dengan menyediakan bandwidth yang lebar dengan menyewa pada provider saja.
Jika ke internet jaringan akses langsung ke ISP/ NAP router.
Sangat baik untuk daerah yang kepadatan penduduknya jarang dan belum mempunyai infrastuktur telekomunikasi.
Media transmisi satelite(VSAT) tidak akan bertabrakan dengan VSAT yang lain karena memiliki orbit masing – masing yang bersifat unik, jadi tidak mungkin sama. Sedangkan pada wireless, bisa saja terjadi tabrakan frekuensi dengan pengguna wireless yang lain atau frekuensi di daerah tersebut sudah penuh sehingga mengalami kesulitan.
Kelemahan media transmisi wireless
Untuk melewatkan sinyal TCP/IP, besarnya throughput akan terbatasi karena delay propagasi satelit geostasioner. Kini berbagai teknik protokol link sudah dikembangkan sehingga dapat mengatasi problem tersebut. Di antaranya penggunaan Forward Error Correction yang menjamin kecilnya kemungkinan pengiriman ulang.
Dalam hal keamanan, yaitu transmisi data sangat mudah ditangkap karena berjalan melalui udara terbuka.
Harga relatif mahal karena harga peralatan yang mahal.
Memakan tempat, terutama untuk piringannya/antenanya.
Waktu yang dibutuhkan dari satu titik di atas bumi ke titik lainnya melalui satelit adalah sekitar 700 milisecond (latency), sementara leased line hanya butuh waktu sekitar 40 milisecond. Hal ini disebabkan oleh jarak yang harus ditempuh oleh data yaitu dari bumi ke satelit dan kembali ke bumi. Satelit geostasioner sendiri berketinggian sekitar 36.000 kilometer di atas permukaan bumi.
Curah Hujan yang tinggi, Semakin tinggi frekuensi sinyal yang dipakai maka akan semakin tinggi redaman karena curah hujan. Untuk daerah seperti Indonesia dengan curah hujan yang tinggi penggunaan Ku-band akan sangat mengurangi availability link satelit yang diharapkan. Sedangkan untuk daerah daerah sub tropis dengan curah hujan yang rendah penggunaan Ku-Band akan sangat baik. Pemilihan frekuensi ini akan berpengaruh terhadap ukuran terminal yang akan dipakai oleh masing masing pelanggan. Dan juga, media transmisi satelite rentan terhadap cuaca, debu meteor/ debu angkasa, dan keadaan cuaca lainnya.
Sun Outage, Sun outage adalah kondisi yang terjadi pada saat bumi – satelit – matahari berada dalam satu garis lurus. Satelit yang mengorbit bumi secara geostasioner pada garis orbit geosynchronous berada di garis equator atau khatulistiwa (di ketinggian 36.000 Km) secara tetap dan mengalami dua kali sun outage setiap tahunnya. Energi thermal yang dipancarkan matahari pada saat sun outage mengakibatkan interferensi sesaat pada semua sinyal satelit, sehingga satelit mengalami kehilangan komunikasi dengan stasiun bumi, baik head-end/teleport maupun ground-segment biasa.
Seringkali menembakan gas hydrazine (H2Z) agar rotasi satelit agar satelit stabil di orbit, satelit perlu beberapa kali di kalibrasi agar tetap pada orbitnya.
Perbandingan media transmisi wireless dan satellite
Berdasarkan ulasan – ulasan tersebut, maka terlihat perbandingan media transmisi wireless dan satellite. Kelemahan/kelebihan media transmisi wireless/satellite itu dilihat dari kebutuhan dan keperluan pelanggan/suatu perusahaan tersebut, kemudian dilihat dari sisi pembangunan jaringannya, tempat lokasinya (letak geografis), devicenya dan sisi lainnya.
Media transmisi wireless lebih murah dibandingkan media transmisi satellite. Kebanyakan media transmisi wireless digunakan dalam koneksi di tempat umum dan ada juga cabang – cabang perusahaan.
Kebanyakan media transmisi satelite (VSAT) digunakan untuk koneksi dalam perusahaan besar.
Dilihat dari sisi latency, media transmisi satelite lebih tinggi latency-nya di banding wireless.
Kemudian, satelite tidak memperhatikan jarak, jauhnya jarak tidak mempengaruhi, sedangkan pada wireless jarak mempengaruhi frekuensi transmisi data.
Pada wireless semakin tinggi gelombang radio maka semakin tinggi bandwidth tetapi jarak semakin pendek.
Untuk lokasi, sangat tidak dimungkinkan menggunakan media transmisi wireless di sekitar bangunan atau gedung – gedung tinggi. Hal ini terkesan tidak efektif jika menggunakan media transmisi wireless karena dapat terjadi nLoS ataupun NLoS.
Dilihat dari segi device yang digunakan. Pada satelite transmisi langsung dari satelite, sedangkan media transmisi wireless tergantung device yang digunakan (access point, radio link,dll). Pada satelite menggunakan hub. Pada media transmisi wireless, menggunakan device access point (AP) untuk transmit data, sedangkan media transmisi satelite langsung transmit data dari satelite (VSAT LINK), ada pula menggunakan hub. AP biasanya memiliki daerah cakupan sampai 100 meter, yang biasanya disebut cell atau range. Sehingga untuk jangkauan (area coverage), media transmisi satelite dapat menjangkau lebih jauh dibanding media transmisi wireless. Kemudian, baik media transmisi wireless ataupun satelite memiliki sistem kerja dengan frekuensi yang berbeda.
Tergantung pada aplikasi, satelit dapat digunakan dengan desain jaringan darat yang berbeda atau topologi jaringan. Pada sederhana, satelit dapat mendukung satu-arah atau menghubungkan dua-arah antara dua stasiun bumi (masing-masing disebut transmisi simplex dan transmisi dupleks). Kebutuhan komunikasi yang lebih kompleks juga dapat di atasi dengan lebih topologi jaringan yang canggih, seperti bintang dan mesh.
Gelombang mikro (bahasa Inggris: microwave) adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu di atas 3 GHz (3x109 Hz).
Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, akan muncul efek pemanasan pada benda tersebut. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, makanan menjadi panas dan masak dalam waktu singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam oven microwave.
Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada radar. radar digunakan untuk mencari dan menentukan jejak suatu benda dengan gelombang mikro dengan frekuensi sekitar 1010 Hz.
Deskripsi Fisik Satelit komunikasi adalah sebuah station relay gelombang mikro. Digunakan untuk menghubungkan dua atau lebih transmitter/receiver gelombang mikro pada bumi, yang dikenel dengan station bumi atau ground station. Saatelit menerima
transmisi di atas satu band frekuensi (uplink), amplifies dan mengulang sinyal-sinyal, lalau mentransmisikannya ke frekuensi yang lain (downlink). Sebuah satelit penorbit tunggal akan beroperasi pada beberapa band frekuensi, yang disebut sebagai
transponder channel atau singkatnya transponder.
satellite communications, millimeter-wave radar research, military radar targeting and tracking applications, and some non-military applications, automotive radar
SHF transmissions: Radio astronomy, microwave devices/communications, wireless LAN, most modern radars, communications satellites, satellite television broadcasting, DBS, amateur radio
Satelit Komunikasi adalah satelit buatan yang dipasang diangkasa dengan tujuan telekomunikasi menggunakan radio pada frekuensi gelombang mikro. Kebanyakan satelit komunikasi menggunakan orbit geosinkron atau orbit geostasioner, meskipun beberapa tipe terbaru menggunakan satelit pengorbit bumi rendah. Untuk pelayanan tetap, satelit komunikasi menyediakan sebuah teknologi tambahan bagi kabel komunikasi kapal selam optik fiber. Untuk aplikasi bergerak, seperti komunikasi ke kapal laut dan pesawat terbang di mana aplikasi teknologi lain seperti kabel, tidak praktis atau tidak mungkin digunakan.
Space Segment
Space segment (bagian yang berada di angkasa) terdiri dari
Struktur / Bus
Payload
Power Supply
Kontrol temperature
Kontrol attitude dan orbit
Sistem propulsi
Telemetry, Tracking, & Command (TT&C)
Space segment berguna untuk mengontrol dan memonitor satelit. Hal ini termasuk, tracking, telemetry dan command station (TT&C) bersama dengan satellite control centre, tempat operasional dari station-keeping dan checking fungsi vital dari satelit dilakukan. Gelombang radio yang ditransmisi oleh stasiun bumi, diterima oleh satelit. Link yang terbentuk disebut UPLINK. Satelit akan mentransmisi gelombang radio ke stasiun bumi penerima, dan link nya disebut DOWNLINK. Kualitas dari suatu link radio ditentukan oleh
carrier-to-noise ratio.
Kualitas dari overall link menentukan kualitas sinyal yang dikirim ke end user.
Pada prinsipnya satelit komunikasi merupakan stasiun pengulang (repeater)diangkasa. Sinyal-sinyal yang dikirim oleh antena di bumi setelah diterimadiperkuat oleh peralatan-peralatan di satelit kemudian dikirim kembali ke bumi.Keuntungan utama dari satelit komunikasi adalah daya tampung lalu lintastelekomunikasi yang besar dan fleksibel serta mempunyai daerah liputan yangluas di bumi. Subsistem – subsistem yang harus dimiliki oleh satelit:
Sub-sistem Antena ; untuk memnerima dan memancarkan sinyal
Transponder: peralatan-peralatan elektronik untuk menerima, memperkuatdan mengubah frekuensi sinyal-sinyal yang diterima dan dipancarkankembali ke bumi.
Sub-sistem pembangkit daya listrik: untuk membangkitkan daya listrikyang dibutuhkan bagi satelit. d) Sub-sistem pengatur daya: untuk mengatur dan mengubah daya listrik yangdibangkitkanke dalam bentuk-bentuk yang dibutuhkan oleh peralatan-peralatan elektronik.
Sub-sistem komando dan telemetri: untuk memancarkan data-datatentang satelit ke bumi dan menerima komando (perintah-perintah) dari bumi.
Sub-sistem pendorong (thrust) untuk mengatur perubahan-perubahanposisi dan ketinggian satelit agar bisa berada tetap pada posisi tertentudalam orbit. g) Sub-sistem stabilisasi: untuk menjaga agar antena-antena satelit dapatselalu mengarah ke sasaran yang tepat di bumi.
Ground Segment
Ground segment (biasa disebut stasiun bumi) terdiri dari
User Terminal
SB Master
Jaringan.
Dari SB (stasiun bumi) langsung dihubungkan ke end user. Stasiun bumi dibedakan atas ukurannya yang bervariasi berdasarkan volume traffic yang dibawa oleh link satelit dan tipe trafiknya. Stasiun terbesar memiliki antena berdiameter 30 m (standard A dari Intelsat Network), yang terkecil memiliki diameter antena 0,6 m atau lebih kecil lagi berupa mobile station terminal. Sebagian stasiun berfungsi menerima dan mengirim, namun ada juga yang hanya menerima saja (RCVO station)
Berdasarkan fungsinya, ground segment dibedakan atas:
Stasiun Bumi Utama: stasiun bumi yang berdungsi untuk mengendalikansatelit agar tetap ditempat yang diperintahkan, serta menjalankan fungsiyang dikomandokan.
Stasiun Bumi Besar: stasiun bumi yang dapat mengirimkan danmenerima sinyal-sinyal informasi dan siaran televisi
Stasiun Bumi Kecil: stasiun bumi yang dapat mengirimkan dan menerimasinyal-sinyal informasi tetapi hanya dapat menerima siaran televisi.
Stasiun Bumi Bergerak (SBB): stasiun bumi yang untuk keadaan daruratataupun khusus misalnya peliputan siaran TV secara langsung.
Television Reception Only (TVRO): stasiun bumi yang hanya dapatmenerima siaran televisi lewat satelit.
High Throughput Satellites (HTS)
High Throughput Satellite (HTS) merupakan teknologi di mana kapasitas akses data melalui satelit bisa jauh lebih besar dari kapasitas yang saat ini banyak digunakan.
Jika saat ini kapasitas maksimal Throughput adalah 155 Mbps, melalui teknologi High Throughput Satellite (HTS), kecepatan akses data bisa mencapai 100Gbits. Implementasi sistem High Throughput Satellite (HTS) dapat diterapkan pada semua jenis transponder, seperti Ka-Band, Ku-Band, dan C-Band.
Sistem Pemosisi Global[5] (bahasa Inggris: Global Positioning System (GPS)) adalah sistem untuk menentukan letak di permukaan bumi dengan bantuan penyelarasan (synchronization) sinyal satelit. Sistem ini menggunakan 24 satelit yang mengirimkan sinyal gelombang mikro ke Bumi. Sinyal ini diterima oleh alat penerima di permukaan, dan digunakan untuk menentukan letak, kecepatan, arah, dan waktu. Sistem yang serupa dengan GPS antara lain GLONASSRusia, GalileoUni Eropa, IRNSSIndia.
Frekuensi Transponder
Frekuensi yang digunakan pada komunikasi satelit disusun dalam bentuk kanal-kanal yang disebut dengan transponder. Satu satelit bisa memilki banyak transponder, tergantung dari design dan tujuan penggunaannya. Sebagai contoh misalnya Satelit Palapa-D memiliki 40 transponder yang terdiri dari 24 transponder C-band, 11 transponder Ku-band dan 5 transponder Extended C-band. Jumlah transponder sebanyak ini dimaksudkan untuk mengatisipasi kebutuhan pelanggan yang semakin meningkat. Dulu satelit Palapa generasi pertama (Palapa-A1) hanya membawa 12 transponder saja (C-band) karena pada zaman itu (Papala-A1 diluncurkan bulan Juli 1976) kebutuhan akan transponder masih sangat rendah. Contoh lainnya adalah satelit Cakrawarta-1 (diluncurkan bulan November 1997) di mana satelit ini hanya membawa 5 transponder saja (S-band), karena dengan 5 transponder ini sudah cukup untuk menyiarkan 40 program siaran TV berlangganan (Indovision).
Pita frekuensi satelit yang paling populer adalah C-band (4 – 6 GHz) karena sinyal pada frekuensi ini tidak terpengaruh oleh hujan dan bebas dari interferensi sinyal-sinyal microwave teresterial. Alokasi frekuensi pada C-band dirinci dalam gambar di bawah ini, di mana bandwidth satu transponder dibatasi sebesar 36 MHz dan antar transponder diberi jarak (guard band) sebesar 4 MHz (gambar 1b). Gambar 1a memperlihatkan alokasi frekensi dari masing-masing transponder berikut frekuensi tengahnya, sedangkan gambar 1c memperlihatkan frekuensi maksimum dan minimum dari sebuah transponder. (dalam gambar ini diambil contoh transponder 7H).
Berdasarkan contoh dalam gambar 1c di atas maka frekuensi maximum dari transponder 12V adalah 4200 MHz, sedangkan frekuensi minimum dari transponder 1H adalah 3700 MHz. Dengan demikian total frekuensi yang dialokasikan untuk seluruh transponder adalah 4200 – 3700 = 500 MHz.
Sementara itu jumlah total transponder seluruhnya ada 24, sedangkan bandwidth masing-masing transponder 36 MHz dan guard band 4 MHz. Jika dihitung secara linier maka akan diperoleh = 24 transpoder x (36 + 4) MHz = 960 MHz. Artinya, untuk 24 transponder @ 36 MHz dan guard band @ 4 MHz dibutuhkan bandwidth total = 960 MHz. Tetapi pada kenyataanya cukup dengan 500 MHz saja kebutuhan itu sudah tercukupi. Artinya kita bisa menghemat bandwidth hampir separonya. Hal ini bisa terjadi karena ada sifat polarisasi gelombang (elektromagnetik) yang bisa dimanfaatkan, yaitu bahwa dua buah gelombang yang polarisasinya saling tegak lurus akan terisolasi satu sama lain. Besarnya faktor isolasi ini adalah sekitar 30 dB atau seper-seribu. Dengan kata lain, dua buah sinyal dapat menggunakan satu frekuensi yang sama asalkan polarisasinya berbeda 90 derajat. Dengan memanfaatkan fenomena ini maka kita bisa menghemat bandwidth hingga separonya.
Deep Space Network
View from the Earth's north pole, showing the field of view of the main NASA Deep Space Network antenna locations. Once a mission gets more than 30,000 km from earth, it is always in view of at least one of the stations.
Deep Space Network adalah jaringankomunikasi yang mendukung misi wahana antariksa antar planet; beberapa contoh yang telah ada, seperti:
German Space Operations Center, GSOC, Oberpfaffenhofen
Pusat Pengendali Misi atau Mission Control Center (MCC) adalah pusat pengendali dari kontrol, monitoring dan dukungan aktivitas yang berhubungan dengan penerbanganwahana antariksa berawak.
Stasiun bumi Jatiluhur.MYK-15A satellite ground station
Stasiun bumi adalah terminal telekomunikasi yang berada di bumi, yang didesain untuk berkomunikasi dengan wahana antariksa atau menerima gelombang radio dari luar angkasa.
Stasiun bumi biasanya dibangun di tempat yang jauh dari permukiman penduduk karena "radiasi" atau kawasan industri yang berdebu.
Stasiun Bumi (Ground Segment) adalah bagian dari sistem transmisi satelit yang terletak di bumi dan berfungsi sebagai stasiun terminalnya; yaitu pengubah signal Base Band dan/atau signal frekuensi suara, menjadi signal dengan frekuensi radio, dan sebaliknya. sebagai stasiun terminalnya.
Pada awal operasi, stasiun bumi dibedakan menjadi 5 macam, berdasar kepada fungsi, kapasitas dan fasilitas dari stasiun bumi yang bersangkutan. Kelima macam stasiun bumi itu yaitu:
Dalam penerbangan angkasa, kendaraan peluncur atau roket pembawa adalah roket yang digunakan untuk membawa muatan dari permukaan bumi ke luar angkasa. Sebuah sistem peluncuran termasuk kendaraan peluncur, panggung stage peluncuran dan infrastruktur lainnya. Biasanya muatan payload adalah buatan satelit yang ditempatkan ke orbit, tetapi beberapa spaceflights yang sub-orbital sementara yang lain memungkinkan wahana antariksa untuk keluar dari orbit Bumi seluruhnya. Sebuah kendaraan peluncuran yang membawa muatan pada lintasan suborbital sering disebut sounding roket.
Peluncuran kendaraan, kendaraan peluncur khususnya orbital, memiliki minimal dua tahap, tetapi kadang-kadang sampai 4.
Roket tahap atas atau tahap atas saja adalah roket tahapan atas yang mendorong muatan pada lintasan antar, atau ke orbit yang lebih tinggi dari orbit sebenarnya yang dapat dicapai dengan menggunakan roket pendorong.
Seringkali, mesin tahap atas dapat direstart kembali beberapa kali di ruang angkasa.
Beberapa tahapan atas tetap melekat dengan payload mereka dan memberikan layanan panjang setelah mencapai orbit awal mereka. Banyak wahana antariksa intelijen awal Amerika, misalnya, tahap atas Agena tetap melekat sepanjang hidup operasional mereka. Agena akan memberikan wahana antariksa dengan kekuatan, komunikasi, dan kontrol sikap, serta memberikan manuver orbital yang diperlukan.
Beberapa tahap atas telah memberikan layanan di lebih dari satu boster. Misalnya, Agena digunakan pada berbagai roket Thor, Atlas dan Titan. Centaur dan IUS juga bertugas di beberapa keluarga dari peluncur. Meskipun upgrade berkala, keluarga tahap atas cenderung tetap bekerja selama jangka waktu yang lama. Agena, pertama diterbangkan pada tahun 1959, akan terbang di atas 360 misi sebelum pensiun pada 1987. Centaur, 50 tahun setelah penerbangan pertama pada tahun 1963, masih melihat sering digunakan pada booster Atlas 5.
Penginderaan jauh, remote sensing (atau disingkat inderaja) adalah pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat yang tidak secara fisik melakukan kontak dengan objek tersebut atau pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat dari jarak jauh, (misalnya dari pesawat, wahana antariksa, satelit, kapal atau alat lain. Contoh dari penginderaan jauh antara lain satelit pengamatan bumi, satelit cuaca, memonitor janin dengan ultrasonik dan wahana luar angkasa yang memantau planet dari orbit. Inderaja berasal dari bahasa Inggrisremote sensing, bahasa Prancistélédétection, bahasa Jermanfernerkundung, bahasa Portugissensoriamento remota, bahasa Spanyolpercepcion remote dan bahasa Rusiadistangtionaya. Pada masa modern, istilah penginderaan jauh mengacu kepada teknik yang melibatkan instrumen di pesawat atau wahana antariksa dan dibedakan dengan penginderaan lainnya seperti penginderaan medis atau fotogrametri. Walaupun semua hal yang berhubungan dengan astronomi sebenarnya adalah penerapan dari penginderaan jauh (faktanya merupakan penginderaan jauh yang intensif), istilah "penginderaan jauh" umumnya lebih kepada yang berhubungan dengan teresterial dan pengamatan cuaca.
Astronomi radio adalah cabang astronomi yang mempelajari fenomena benda angkasa melalui pengukuran karakteristik gelombang radio yang dipancarkannya. Gelombang radio mempunyai panjang gelombang yang lebih panjang dibandingkan gelombang cahaya. Untuk mendapatkan sinyal yang bagus, astronomi radio membutuhkan antena besar atau kelompok antena-antena kecil yang bekerja secara bersamaan (contohnya: Very Large Array di New Mexico, Amerika Serikat).
OPALS (Optical Payload for Lasercomm Science) adalah komunikasi optik dalam percobaan luar angkasa yang dikembangkan di NASAJet Propulsion Laboratory untuk Stasiun Luar Angkasa Internasional. Ini adalah pengujian potensi dalam penggunaan laser optik untuk mengirimkan data, di tingkat yang lebih tinggi yaitu dari ruang angkasa berbasis komunikasi tradisional RF, ke Bumi dari ruang angkasa. Ini diluncurkan ke stasiun orbital atas sebuah roket SpaceXFalcon 9 pada 18 April 2014, sebagai bagian dari muatan kargo unpressurized dari wahana antariksa SpaceX CRS-3 Dragon.
Sumber Daya Satelit
Setiap satelit membutuhkan sumber daya power. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan adalah biaya, daya tahan, dan efektivitas (jumlah daya yang dihasilkan). Satelit menghabiskan banyak listrik. Penempatan power sumber daya dipasang di dalam atau di luar satelit.
Beberapa sumber daya power yang mungkin untuk satelit meliputi:
Generator termoelektrik radioisotop atau radioisotope thermoelectric generator (RTG, RITEG) adalah sebuah generator listrik yang menggunakan sebuah array dari termokopel untuk mengubah panas yang dilepaskan oleh peluruhan bahan radioaktif yang cocok menjadi listrik oleh efek Seebeck.
RTGS telah digunakan sebagai sumber listrik di satelit, pesawat antariksa berawak dan seperti fasilitas remote sebagai serangkaian mercusuar Uni Soviet yang didirikan di dalam Lingkaran Arktik.
Negara-negara yang mampu meluncurkan satelit sendiri, termasuk pembuatan kendaraan peluncur.
Catatan: banyak negara yang dapat mendesain (membentuk) dan membuat satelit yang mana bisa dibiliang tidak memerlukan kapasitas ekonomi, ilmu dan industri yang tinggi tetapi tidak mampu untuk meluncurkannya, dan mereka menggunakan peluncur asing. Daftar di bawah tidak menempatkan berbagai negara tersebut, dan hanya mencantumkan negara yang mampu meluncurkan satelitnya sendiri, ditambah tanggal dimana negara tersebut menunjukan kemampuannya. Seterusnya juga tidak mencantumkan konsorsium satelit atau satelit multinasional.
Pioneer 0. Satelit orbiter pertama yang diluncurkan untuk mengorbit pada Bulan tetapi tidak berhasil. Satelit ini diluncurkan pada tanggal 17 Agustus 1958.
Deploy of PALABA-B1 Satellite durig Shuttle Mission STS-7
Space probe
Wahana ruang angkasa Voyager 1 dan 2 di luncurkan tahun 1977. Voyager 2 diluncurkan di Cape Canaveral, Florida, pada tanggal 20 Agustus 1977 . Dan Voyager 1 menyusul berikutnya tanggal 5 September 1977.
Wahana nirawak ini melakukan penjelajahan ke planet-planet luar dengan cara mengambil gambar dan mengirimnya ke stasiun penerima di Bumi.
Untuk mengelilingi planet-planet, wahana ruang angkasa mempunyai kecepatan 63.000 km/jam (Voyager1).
Pada tahun 1970 sampai 1980 an, planet-planet luar berjajar sedemikian rupa hal ini hanya mungkin terjadi 175 tahun sekali, sehingga memungkinkan wahana ruang angkasa untuk melintasi semua planet tersebut dengan memanfaatkan grafitasi masing-masing planet yang di lintasinya.
pada tahun 1979 Voyager 1 yang telah terbang sejauh 206.700 km meluncur melintasi planet Jupiter dikuti oleh Voyager 2 yang telah terbang sejauh 570.000 km. Masing-masing wahana ruang angkasa ini telah mengambil foto sebanyak 17.000 buah.
Bagian-bagian wahana ruang angkasa
Proyek yang menelan dana sebanyak 856 juta dolar ini terdiri dari seabrek peralatan. Komponen untuk masing-masing kendaraan luar angkasa nir awak ini sebanyak 65.000 bagian.
komponen memori komputernya ada satu juta bagian. Berikut ini adalah komponen-komponen utama wahana luar angkasa voyager 1 dan 2
Magnetometer di cantelkan di sepanjang 13 meter lengan yang terbuat dari fiberglass berfungsi untuk mendeteksi medan magnetik.
Antena (high gain antena) berbentuk piringan parabola dengan 3,7 meter diameter berfungsi untuk berkomonikasi dengan bumi
Low gain antena berguna untuk berkomunikasi dengan bumi saat voyager dekat ke bumi
.jpg)
.svg)
