analisis perilaku hambatan atmosfer dari model

ANALISIS PERILAKU HAMBATAN ATMOSFER DARI MODEL ATMOSFER DAN DATA SATELIT Neflia dan Santi Sulistiani Peneliti Pusat Pemanfaatan Sains Antariksa, LAPAN

ABSTRACTS Atmospheric drag's behaviour can be shown by atmospheric drag's parameter B*. By assumming that ballistic koeffisien for each satellite is constant, according to atmospheric drag's model SGP-4, B* depends only on atmospheric density. For each altitudes, B*, according to satellite data and atmospheric models, h a s a different behaviour. B*'s behaviour will resemble the atmospheric density behaviour with the increase of altitudes. ABSTRAK Perilaku h a m b a t a n atmosfer dapat ditunjukkan dengan salah satu parameter hambatan atmosfer, yaitu B*. Dengan mengasumsikan bahwa koefisien balistik pada tiap satelit konstan, m a k a berdasarkan model gangguan atmosfer SGP-4, B* hanya bergantung p a d a kerapatan atmosfer. Pada tiap ketinggian, berdasarkan data satelit dan model atmosfer, B* memiliki perilaku yang berbeda. Perilaku B* akan menyerupai perilaku kerapatan atmosfer dengan bertambahnya ketinggian. Kata kunci : Hambatan atmosfer, B*, Model atmosfer 1

PENDAHULUAN

dengan

Kajian tentang orbit satelit, khususnya satelit orbit rendah, tidak mungkin terpisah dari kajian tentang gangguan orbit akibat hambatan atmosfer. Berbagai model telah dibuat u n t u k merepresentasikan h a m b a t a n atmosfer. Komponen h a m b a t a n atmosfer juga termasuk pada data elemen orbit yang didasarkan p a d a data pengamatan orbit dan model gangguan orbit SGP-4 {Simplified General Perturbation - versi 4). Data pengamatan dalam bentuk TLE [Two Line Element) ini a k a n dikaji dalam menggambarkan perilaku hambatan atmosfer pada berbagai ketinggian. Penyebab u t a m a dari h a m b a t a n atmosfer adalah k e r a p a t a n atmosfer. Kerapatan atmosfer atas b e r u b a h - u b a h akibat interaksi a n t a r a s t r u k t u r molekul atmosfer, radiasi matahari dan geomagnet. Komponen h a m b a t a n atmosfer p a d a model SGP-4 dinyatakan dengan

I 2m

\P

(1-1)

2m

(koefisien balistik) adalah

suatu konstanta, C D koefisien hambatan, A penampang satelit dan m massa satelit dan p kerapatan atmosfer. Harga B* terdapat p a d a TLE yang nilainya tergantung p a d a ketinggian, aktivitas matahari dan geomagnet. Sementara itu kerapatan atmosfer dapat j u g a diperoleh dari model, a n t a r a lain model Jacchia dan MSIS. Dari model kerapatan atmosfer, p akan dapat juga dihitung B * pada suatu ketinggian. Untuk memahami perilaku h a m b a t a n atmosfer p a d a berbagai ketinggian data B * dari penga m a t a n atmosfer ini akan dibandingkan dengan B * yang diturunkan dari model. Anomali yang terjadi akan dianalisa u n t u k memahami kondisi nyata yang tidak terungkap pada model. Penelitian ini bertujuan u n t u k mengetahui perilaku h a m b a t a n atmosfer dengan menggunakan parameter hambatan atmosfer (B*) berdasarkan data TLE satelit d a n model kerapatan atmosfer. 136

2

MODEL ATMOSFER

Model atmosfer yang digunakan dalam analisa perilaku hambatan atmosfer ini adalah model Jacchia77 dan model MSIS90. Model Jacchia d a n MSIS dibangun berdasarkan perhitungan kerapatan dari pengamatan p a d a rentang parameter model d a n fitting akar kuadrat nonlinier pada data kerapatan u n t u k memperoleh kerapatan.

Kerapatan tlap u n s u r p a d a ketinggian di bawah 100 km u n t u k u n s u r N2, Ar dan He ditentukan dengan menggunakan persamaan

2.1 Jacchia 77 Model J a c c h i a m e r u p a k a n fitting dari nilai kerapatan yang diperoleh data orbit satelit sepanjang periode 19611970. S e m u a profil temperatur J a c c h i a dimulai pada nilai konstan T„=188K pada ketinggian d-r

G„ = ( / )

z„=90km

dengan

gradien

, kemudian meningkat p a d a

titik balik matahari p a d a ketinggian z„=125 km, d a n menjadi asimptotik pada temperatur T, (sering disebut dengan

Dengan q„(i) volume fraksi u n s u r , M m a s s a molekular rata-rata, M a m a s s a

temperatur exosferik). Baik temperatur T„ dan gradien temperatur G„ = ( d % z )

molekular p a d a ketinggian permukaan laut, a, koefisien difusi termal,