MENGENAL ORBIT SATELIT

ORBIT SATELIT 

 1. Jenis Orbit Satelit

Jenis-jenis tempat beredarnya satelit mengelilingi permukaan bumi dinamkan dengan Orbit. Orbit sebuah Satelit dapat dibedakan menjadi 3 macam jenis yaitu:

a.  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. Pada orbit stasioner ini dibedakan berdasarkan ketinggianya menjadi: 

LEO

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 terlempar ke atmosfer. Kecepatan edar satelit LEO mencapai 27.359 Km/h untuk mengitari bumi dalam waktu 90 menit. 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 selular. 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 seperti padagambar di bawah ini: 

Kelebihan LEO antara lain

1. Latency atau delay rendah.
2. Daerah lintang terbesar terdapat pada kutub utara dan selatan.
3. Path loss kecil.
4. Mudah diaplikasikan pada frekuensi reuse yang lebih besar.
5. Pengendalian pada stasiun bumi berdaya kecil.

Kekurangan LEO

1. Jumlah satelit banyak ( 50-70 satelit).
2. Tidak efektif untuk cakupan nasional atau regional
3. Luas cakupan daerah kecil.
4. Karena kebutuhan jumlah satelit banyak, biaya peluncuran untuk menyebarkan mahal.
5. Sulit dalam peluncuran dan mengoperasikan karena jumlah satelit banyak.
6. 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

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 dengan keuntungan dan kerugian sebagai berikut: 

Kelebihan MEO, antara lain

1. Latency atau delay lebih rendah daripada GEO (tetapi lebih besar dari LEO).
2. Penggunaan frekuensi reuse lebih baik dibanding dengan GEO (tetapi kurang dari LEO)
3. Sedikit satelit untuk menyebarkan dan mengoperasikan dan lebih murah daripada sistem LEO (tapi lebih mahal dibandingkan dengan GEO).
4. Lifetime satelit pada orbit MEO lebih lama dari sistem LEO (tetapi kurang dari GEO).

Kekurangan MEO, antar lain

1. Jumlah satelit yang dibutuhkan lebih banyak dibandingkan GEO.
2. Karena lebih banyak jumlahya, maka biaya peluncuran lebih mahal daripada GEO.
3. Antena pengendalinya umumnya lebih mahal dan kompleks.
4. Cakupan daerah sempit (yaitu: lautan, padang pasir, hutan)

Karakteristik MEO antara lain

1. Tinggi orbit: sekitar 6.000 – 12.000 km, di atas permukaan bumi
2. Periode Orbit: 5 – 12 jam
3. Kecepatan putar: 19.000 km/jam
4. Waktu Tampak: 2 – 4 jam per hari
5. Delay Time: 80 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi)
6. Jumlah Satelit: 10 – 12 (Global Coverage)
7. Penggunaan: Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata, sistem telekomunikasi bergerak (mobile) misalnya satelit Oddysey dan ICO.

GEO

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. 

 

Gambar 2.3 Orbit Satelit GEO 

Satelit GEO mempunyai jarak sebesar 35786 Km dari permukaan bumi. Pada satelit dengan orbit GEO inilah yang akan banyak dibahas dan dijadikan sebagai contoh perhitungan soal. 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 seperti gambar di bawah ini. 

Gambar satelit GEO yang tidak bisa mencakup seluruh permukaan bumi. Selengkapnya keuntungan dan kerugian satelit GEO adalah sebagai berikut:

 

Kelebihan GEO

1. Stasiun pengendali tidak harus setiap saat melakukan track terhadap satelit.
2. Hanya beberapa satelit cukup meng-cover seluruh lapisan bumi.
3. Maksimal lifetime 15 tahun atau lebih.

Kekurangan GEO

1. Delai propagasi yang cukup besar, berkisar antara 250 milidetik.
2. 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.