Misi Antariksa Magellan dan Analisis Dampak Perubahan dalam Misi

Profil

Desain wahana antariksa Magellan dirancang dengan kebutuhan biaya yang rendah, namun memiliki high-performance. Wahana untuk luar angkasa sebelumnya, VOIR telah dirancang dan dibuat berdasarkan pesanan akan tetapi proyek Magellan menghemat biaya itu dengan mengambil keuntungan dari persediaan teknologi misi luar angkasa yang telah teruji sebelumnya dan dari beberapa komponen sparepart (cadangan). (lihat tabel 4-1)

Komponen	Sumber
Antena jangkauan menengah	Mariner Mars 1971
Antena jangkauan tinggi dan rendah	Voyager
Equipment Bus	Voyager
Star-scanner design	Inertial Upper Stage
Radio-frequency traveling-wave tube assemblies	Ulysses
Attitude-control computer	Galileo
Command and data subsystem	Galileo
Power control unit	P-80 satellite
Thruster rockets (kecil)	Voyager
Electric-power distribution unit	Galileo
Pyrotechnic control	Galileo
Solid-rocket motor design	Space Shuttle payload                                                  assist module (PAM)
Propellant-tank design	Space Shuttle auxilary                                                  power unit

Desain Magellan yang lebih sederhana ini juga mengakibatkan beberapa komponen akan mempunyai fungsi – fungsi yang lebih kompleks. Contohnya, dibandingkan menggunakan antena terpisah untuk pemetaan dan telemetri, antena utama wahana ini akan melakukan 2 fungsi ini bersamaan.

Tim perancang Magellan telah bekerja melalui persyaratan kinerja dan anggaran yang ketat dalam rangka memproduksi wahana antariksa yang sesuai dengan kondisi fiskal proyek. Sehingga tim ini merupakan salah satu tim terpercaya dalam kemampuannya untuk melaksanakan tujuan misi Magellan.

Tampilan Fisik secara Keseluruhan

Wahana antariksa Magellan (lihat gambar 4-1) yang diangkut ke dalam kargo dari Space Shuttle Atlantis dengan massa 3,453 kg (7,612 pounds) dan terdiri dari:

(1)    Antena (jangkauan tinggi, menengah, dan rendah beserta altimeter)

(2)    Forward equipment module.

(3)    Equipment bus.

(4)    Solar panels.

(5)    Propulsion module.

(6)    Solid-rocket orbit-insertion motor.

(7)    Inertial-Upper-Stage (IUS) adapter structure.

Tujuan Misi

• Mendapatkan gambar radar “near – global” permukaan Venus, dengan resolusi setara dengan 1 km per pasang garis .

• Mendapatkan peta topografi “near – global” dengan 50 km resolusi spasial dan 100 m resolusi vertikal.

• Mendapatkan data lapangan gravitasi “near – global” dengan resolusi 700 km dan akurasi 2-3 milligals .

• Mengembangkan pemahaman tentang struktur geologi planet Venus, distribusi berat jenis dan dinamika atau pergerakan dari Venus.

Karakteristik Misi Utama

Peluncuran : 4 Mei 1989 sampai 10 Agustus 1990

Siklus Pemetaan Pertama : 15 September1990 sampai 15 Mei 1991

Periode Orbit : 3,25 jam

Orbit Inklinasi : 86 derajat

Pemetaan Radar Per Orbit : 37.2 menit

Cakupan Pemetaan Radar Planet : 98 %

Cakupan Data Gravitasi Planet : 95 %

Misi Tambahan : 15 September 1991

Siklus 2 : Menggambarkan daerah kutub selatan dan “gap” dari siklus 1

Siklus 3 : Mengisi “gap” yang kurang dan mengumpulkan gambaran suara

Siklus 4 : Mengukur medan gravitasi Venus

Siklus 5 : “Aerobraking” ke orbit melingkar dan pengukuran gravitasi secara global

Siklus 6 : Mengumpulkan data gravitasi beresolusi tinggi dengan melakukan percobaan sains radio

Percobaan Windmill : Mengamati perilaku molekul pada atsmosfer bagian atas Venus.

Akhir Percobaan : 11 Oktober 1994

Propulsi

24 propellan cair (hydrazine) yang digunakan sebagai thrusters (pendorong) memiliki berbagai fungsi di antaranya untuk mengontrol attitude (perilaku) wahana, koreksi lintasan/orbit, dan reaksi desaturasi balik. Di tengah-tengah 10 equipment bus, diletakkan sebuah tanki propellan, yang pada saat peluncuran, terdapat 132,5 kilogram (293 pon) monopropellant hidrazin .

Tahukan Kamu ?

Setelah mengorbit Venus selama lebih dari belasan tahun, masih tersedia cukup propelan yang bisa digunakan untuk mendesaturasi reaksi pada roda. Meski jumlah propellan itu takkan cukup untuk mempertahankan orbit sehingga menyebabkan Magellan akhirnya memasuki atmosfer Venus dan terbakar.

Daya Listrik

Magellan beroperasi pada tegangan sebesar 28 volt dalam sebuah unit daya FEM. Sumber energi ini berupa panel surya (solar cell), sepasang baterai nikel-cadmium, atau gabungan panel surya dan baterai. Bahkan, satu baterai saja masih bisa menggerakkan misi ini meski harus kehilangan sebagian data. Panel surya secara langsung menyediakan semua daya yang dibutuhkan wahana selama terbang dan selama transmisi data saat melakukan pemetaan di orbit planet Venus, termasuk saat proses pengisian ulang baterai. Sedangkan baterai itu sendiri juga menambah daya dari panel surya selama proses pemetaan dilakukan. Ketika terjadi matahari, venus, dan wahana berada dalam satu garis lurus sehingga sinar matahari terhalang menuju panel surya, maka seluruh kebutuhan daya akan disediakan oleh baterai.

Analisis Kualitatif Bila Misi Wahana Mengalami Beberapa Perlakuan/Perubahan

1.         Peluncuran ditunda 1 bulan dari tanggal yang direncanakan

Akan berpengaruh, karena kita harus menentukkan arah, jumlah bahan bakar dan lain-lain agar mencapai orbit yang seharusnya dicapai agar tetap sesuai dengan perhitungan awal. Dan perusahaan yang memanfaatkan satelit yang akan digunakan akan merugi, karena seharusnya satelit tersebut sudah digunakan selama sebulan, dan mendapatkan keuntungan baik secara finansial maupun non-finansial.

2.         Massa spacecraft diubah menjadi 1,5 kali massa spacecraft yang direncanakan

Perubahan massa wahana antariksa dalam sebuah misi luar angkasa memiliki pengaruh terhadap berbagai aspek. Penambahan massa wahana bisa terjadi karena membawa komponen lain, mengganti satu komponen dengan komponen lain dengan massa yang berbeda, penambahan bahan bakar karena ingin melakukan misi dalam jangka waktu yang lama, dsb. Apabila massa wahana bertambah sedikitnya ada 3 hal yang berpengaruh secara langsung:

-    Cost bahan bakar akan bertambah tinggi baik karena memang ingin menambah bahan bakar akibat perpanjangan usia misi wahana atau karena memerlukan tambahan gaya dorong (thrust) dan gaya angkat (lift) yang lebih besar akibat penambahan massa wahana.

-    Orbit satelit akan berubah karena semakin besarnya pengaruh gravitasi dengan sebuah planet yang dilintasi. Sebagaimana yang telah diketahui bahwa gaya gravitasi dipengaruhi oleh massa objek – objek yang bersangkutan serta jarak antar objek tersebut.

-       Mereset (mengatur ulang) kecepatan wahana bila ingin mencapai orbit yang sama bila massa wahana tidak berubah. Kecepatan wahana ini akan menghasilkan gaya sentrifugal yang akan melawan gaya gravitasi.

3.     Roket peluncur yang digunakan diganti dengan roket peluncur yang lain

Roket peluncur sangat menentukan keberhasilan dari misi ini. Apabila roket peluncur diganti, maka haruslah dengan roket yang memiliki spesifikasi dan kemampuan minimal setara atau lebih dari roket awal agar wahana antariksa dapat menembus atmosfer Bumi dan peluncuran dapat berjalan dengan efisien dan efektif. Jika roket peluncur pengganti memiliki kemampuan yang lebih rendah dari roket awal, maka peluncuran wahana antariksa sangat besar kemungkinan untuk gagal, waktu mencapai tujuan menjadi lebih lama, fuel yang dibutuhkan menjadi lebih banyak sehingga massa bertambah, atau bahkan bisa jadi wahana antariksa tidak bisa menembus atmosfer. Oleh karena itu, penggunaan roket peluncur pengganti dengan kemampuan yang lebih rendah sangat beresiko untuk dilakukan, karena tidak efisien dan efektif, serta akan mengalami kerugian dari sisi “cost”/biaya yang digunakan.

4.      Tempat peluncuran yang digunakan diubah

Tempat peluncuran yang diubah berpengaruh terhadap jalur peluncuran roket dan biaya yang digunakan. Semua itu harus dianalisis dan dihitung ulang agar misi tetap berjalan sesuai harapan. Jalur peluncuran roket/”trajectory” yang baru haruslah sesuai agar tujuan dan orbit dapat tercapai dan tidak keluar dari lintasan yang diharapkan. Tempat peluncuran yang dekat dengan khatulistiwa merupakan tempat dengan gaya gravitasi yang lebih kecil dibanding tempat lain, sehingga jika roket diluncurkan dari sini, maka peluncuran akan lebih efektif dan menghemat biaya. Waktu peluncuran juga harus kembali dianalisis dan dihitung ulang akibat adanya rotasi bumi agar waktu peluncuran tepat dan efektif dari tempat peluncuran yang baru.