Exomars Tgo Edm

8/17/2019 Exomars Tgo Edm

1/18

TUGAS 4 ASTRODINAMIKA

Oleh:

Dionys Diningrat 13614011

Kevin Horasio 13614023

Jehian Panangian 13614028

Faber Yosa O! "! 13614044

PROGRAM STUDI AERONOTIKA DAN ASTRONOTIKAFAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARA

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2016

1


2/18

ExoMars Trace Gas Orb!er a"# La"#er $2016%

#$o%ars &ra'e (as Orbiter ata biasa )isebt &(O *er+a,an sat +roye, ,olaborasi antara European Space Agency -#"./ )an Russion Federal Space Agency -os'os*os/ )engan *isi

*eln'r,an orbiter riset at*oseri, )an Sc&a'are((

a+a,ah Schiaparelli -,li, lin, )i atas nt, +enelasan/

1! sebah #ntry Des'ent an) 5an)ing De*onstrator %o)le -#D%/ yang

*en)e*onstrasi,an +en)aratan )i %ars +a)a tahn 2016

#$o%ars &(O )an 5an)er a)alah bagian )ari E)ro'ea"*(e# ExoMars Pro+ra,,e )an

*er+a,an ben)a antari,sa terberat yang a,an *en)arat )i +lanet %ars!

Di+er,ira,an a,an *en)arat )i +lanet %ars +a)a aal O,tober 2016 #$o%ars &(O an)5an)er *e*baa *isi +e*etaan at*oser! &an )ari *isi ini a)alah nt, *en)a+at,an

+e*aha*an yang lebih bai, tentang %etana -7H4/ +a)a at*oser *ars ata at*oser lainnya

yang ha)ir )i %ars sehingga )a+at *e*i' in)i,asi a,an tan)atan)a ,ehi)+an se'ara biologi

ata geologi!

5atar bela,ang )ari *isi ini a)alah observasi yang sebel*nya telah )i)e*onstrasi,an )i

b*i *enn,,an baha a)a tan)a ,ebera)aan *etana )i at*oser +lanet %ars +a)a lo,asi )an

a,t yang bervariasi! Kebera)aan *etana tersebt )a+at *engin)i,asi,an tan)a ,ehi)+,an*i,robial )i %ars ata tan)atan)a geala geo,i*ia se+erti vl,anis*e )an a,tivitas hi)roteral!

&antangan yang )i*ili,i *isi ini a)alah nt, *ene*,an lo,asi s+esii, )an +asti )ari *etana

+a)a at*oser %ars )an *ela,,an +enga*atan +a)a *etana tersebt terha)a+ )e,o*+osisi

)engan or*al)ehi) ata *etanol )an or*asior*asi biologis ata geologis yang )i*ili,i

senyaa!

2

https://en.wikipedia.org/wiki/Schiaparelli_EDM_landerhttps://en.wikipedia.org/wiki/Schiaparelli_EDM_lander


3/18

.9O& &H# %;"";O<

T&e Orb!er #a" Sc&a'are(( )iln'r,an bersa*asa*a +a)a 14 %aret 2016 )engan

ro-e! Pro!o" )an a,an terbang ,e %ars )ala* ,onigrasi ,o*+osit! Dengan *enga*bil

,entngan )ari +osisi 9*i )an %ars ase ,rsial bisa )ibatasi se,itar = blan )engan

,o*binasi tiba )i %ars +a)a blan O,tober!

&iga hari sebel* *en'a+ai at*oser %ars "'hia+arelli a,an )i,elar,an )ari Orbiter

*en Planet %erah! "'hia+arelli *a,a a,an +antai *en tan *as,,an at*oser %ars

+a)a 21 000 ,* > h a,selerasi *enggna,an aerobra-"+ #a" 'aras)! )an ,e*)ian re*

)engan bantan siste* thrster sebel* *en)arat )i +er*,aan +lanet %ars!

Dari yang *eln'r ,e %ars hingga *en)arat "'hia+arelli a,an ber,o*ni,asi )engan

Orbiter! "etelah )i +er*,aan ,o*ni,asi )ari "'hia+arelli a,an )i),ng )ari %ars #$+ress

)an )ari


4/18

Pe()"c)ra" .a&a"a A"!ar-sa ExoMars

• 5o,asi Peln'ran:

600 ,g berat "'hia+arelli )an Orbiter *enyelesai,an +engian )an terintegrasi nt,

ro,et Proton )i ,os*o)ro* 9ai,onr )i Ka?a,hstan +a)a +ertengahan Janari 2016!Peln'ran tera)i +a)a 0@!31 (%& +a)a 14 %aret 2016! #*+at l,a ba,ar ro,et tera)i

10 a* sebel* *o)l ,etrnan )an +engorbit )ibebas,an! "ebah sinyal )ari orbiter it

)iteri*a )i 21:2@ (%& hari it yang *enegas,an baha +eln'ran it benarbenar

s,ses )an +esaat rang ang,asa berngsi )engan bai,!

&a, la*a setelah +e*isahan )ari +robe teles,o+ tanah 9rasil *en'atat ben)aben)a ,e'il

)i se,itar +anggng +engat 9ri?% atas )an #$o%ars *enn,,an baha taha+ 9ri?

% *ele)a, bebera+a ,ilo*eter ahnya tan+a *ersa, +engorbit ata +en)arat! 9rieing

artaan )i %os,o ,e+ala os'os*os *e*bantah ano*ali a+a+n )an *e*bat

se*a )ata +eln'ran terse)ia nt, +e*eri,saan! Pesaat rang ang,asa yang

*er+a,an te*+at ea, (as Orbiter )an +en)arat "'hia+arelli se)ang )ila,,an nt,%ars )an )ala* rang,a ,era!

• Aahana Peln'r:

4


5/18

Re-o"s!r)-s Per/a(a"a" Ms ExoMars TGO a"# La"#er

nt, *ere,onstr,si +eralanan yang )ila,,an oleh ahana antari,sa #$o%ars ,a*i

*enggna,an as*sias*si nt, *e*+er)ah +erhitngan )an as*sias*si ,arena )ata

yang ,a*i +eroleh ga ti)a, begit leng,a+ nt, halhal )etail! 9eri,t a)alah as*si yang,a*i gna,an )an )ata yang ,a*i gna,an:

a Da!a se')!ar P(a"e! B),

• r bB 63=1 ,*

• C bB 3!@86 10 ,*3>s2

• r b*B a b* B 14@@8023 ,*

• e bB 0!016=

• Orbit sir,lar -9era)a +a)a bi)ang e,li+ti,a *atahari/

b Da!a se')!ar Ma!a&ar

• CsB 1!32=1244 1011 ,*3>s2

c Da!a se')!ar P(a"e! Mars

• C*B 4!283 104 ,*3>s2

• r *B 33@0 ,*

• r ** B 2!4@1 108 ,*

• h*arsat*os+hereB12 ,*

• a** B 22=@3@200 ,*

• e*B 0!0@34

• 9era)a +a)a bi)ang e,li+ti,a *atahari

# Da!a Ro-e! Pro!o"

• o,et i*+lsi

• &inaan lintasan ahana )ara a)alah 2 )i*ensi

• %ain "tage )ari +roton ti)a, )i+erhitng,an ,arena hanya )igna,an nt, E*ene*bs

at*oser b*i

• Perhitngan )i*lai saat se'on) stage )inyala,an!

• Kara,teristi, #nergy -73/ +erhitngan ESA sebesar 44-,3s3

• Keti,a ahana telah sa*+ai )i at*oser *ars *a,a )iangga+ telah *en)arat ,arena ,eti,a

ahana telah *en'a+ai at*oser a,an )i+erl,an analisis yang ',+ ,o*+le,s

•

5


6/18

Per,iraan alr *isi #$o%ars setelah *eln'r )ari 9*i

Per,iraan alr *isi "'hia+arelli setelah le+as )ari &(O )an *en)arat )i %ars

6


7/18

Data se+tar #$o%ars &(O

7


8/18

Data se+tar #$o%ars 5an)er

-"'hia+arelli/

.s*si Perhitngan %;"; #GO%."

%engabai,an "!er,e#a!e orb! )an !ra"s5er orb! )i,arena,an )ata +ara*eter orbit

tersebt ti)a, )i,etahi )an ti)a, leng,a+! Pa)a orbit +ar,ir ro,et langsng *e*as,i stage 4 -)engan *enggna,an 9rit?%/ Jariari orb! 'ar-r -ariari b*i ,etinggian orbit +ar,ir )ari +er*,aan b*i/ sa*a

)engan nilai ariari esca'e orb!orb! &'erbo(- !

8


9/18

A"a(ss #e"+a" .a-!) Ma/)

a! A"a(ss Orb! Par-r

nt, *enganalisis )engan a,t *a +erta*ata*a ,ita hars *elihat rnttan

,ea)ian setelah ro,et tersebt *eln'r! Dengan begit ,ita )a+at *enent,an +osisi *ana yang

a,an )itina se+erti ga*bar )i baah ini!

Dari )ata *isi #$o%ars yang ,a*i +eroleh -e!"++a" orb! 'ar-r a)alah se,itar 1= ,*

)engan orbit berbent, sir,lar )an s)#)! "-("as sebesar 1 ! o!

Perl )i,etahi baha ro,et *e*ili,i 3 stages )an stage 4 o+sional Briz-M ga )igna,an

)ala* *isi ,ali ini beri,t a)alah )ata se+tar ro,et

9


10/18

5an'h .?i*th:

cos (i )=cos (∅ gc )sin( β)

i B in,linasi

∅gc B latit)e

β a)alah B a?i*th!

Dari )ata satelit ,ita *engetahi baha in,linasi sebesar =4

"e)ang,an latit)e )ari lo,asi +eln'ran -bai,onr ,a?a,hstan/ a)alah 4!61666@

%a,a )a+at )itent,an besar nilai 5an'h .?i*th a)alah 23!2

I yang )i+erl,an nt, *e*bat orbit tersebt *ena)i orbit +ar,ir sir,lar )a+at ,ita

te*,an )engan *enghitng besarnya ,e'e+atan orbit +a)a orbit sir,lar )engan

,etinggian 1= ,* )engan +ersa*aan vis viva integral:

V 2= μ(

2

r −

1

a)

Karena orbit tersebt sir,ler *a,a besarnya r a,an sa*a )engan besarnya a sehingga:

V 2

= μ

r

"esai )engan )ata yang a)a +a)a bagian re,onstr,si )i atas ,ita a,an in+t μ

sebesar 3!@86 10 )an r a)alah 63=11= ,* *a,a a,an )i+eroleh nilai sebesar

70884 -,s Dengan nilai o saat ro,et *eln'r )ari +er*,aan b*i a)alah 0 ,*

+er se'on) ata sa*a )engan 0 ,*>s *a,a )a+at )i+eroleh nilai I sebesar:

10


11/18

∆V =V 2−V 1

∆V =7.80334−0

∆V =7.80334km /s

b A"a(ss L"!as 9'erbo(-

I yang )i+erl,an nt, *e*bat orbit +ar,ir tersebt le+as *ena)i orbit hi+erboli,

sir,lar )a+at ,ita te*,an )engan *enghitng besarnya ,e'e+atan orbit +a)a orbit

hi+erboli, )engan ara, pericenter B 63=11= ,* )engan +ersa*aan vis viva integral:

V 2= μ(

2

r −

1

a)

Karena orbit tersebt hi+erboli, )an besar +erin'enter sebesar 63=11= )an besar

energi ,ara,teristi, sebesar 44-,3s3: *a,a:

73B2

%a,a )a+at )itent,an B 2!=2=63 ,*>s

nt, rB *a,a +ersa*aan *ena)i:

V ∞2=

− μa

Di)a+at nilai a B 3=!268 -tan)a negati *engin)i,asi,an nilai a ,e arah s*b $

negati )ari pericenter /

Maka untuk menemukan V pericenter hiperbolik (Vph) kita dapat menunakan

per!amaan denan nilai a "an !udah ditemukan !ebelumn"a#

Vph2= μ(

2

r −

1

a)

$idapat Vph sebesar 11.367 Km/s

%V & Vph'V%V didapat bernilai & 11#367'7#80334 & 3#56435

arena nilai dari %V telah diketahui maka dapat dicari *umlah bahan bakar "an

diperlukan untuk mendapatkan nilai %V !ebe!ar 3#56435 km+! denan menunaan

,!iolko-!k" ./uation

11


12/18

∆V =go I sp ln( M

0

M )

3.56435=9.81285

1000 ln(

24.132

M )

Maka dari per!amaan ,!iolko-!k" ter!ebut akan didapatkan M !ebe!ar 6#74409 ton

!ehina ma!!a propelan "an terpakai adalah 17#38791 ton !ehina roket ri'M

ma!ih memiliki memiliki 2#41209 ton bahan bakar#

'! A"a(ss Orb! Tra"s5er 9e(ose"!r-

"etelah *en)a+at,an nilai sebagai hasil analisis lintas le+as hi+erboli, taha+ selantnya

a)alah nt, *enganalisis orbit transer heliosentri,nya )ari b*i ,e *ars! nt, *engetahi

,e'e+atan ahana relati terha)a+ *atahari *a,a ,e'e+atan relati terha)a+ sat +lanet

hars )i*lah,an )engan ,e'e+atan +lanet tersebt relati terha)a+ *atahari!

Dengan menggunakan asumsi bumi yang mengorbit sirkuler terhadap matahari maka akan

didapat persamaan sebagai berikut.

V earth=√ μmataharirbumi−matahari

Sehingga akan didapat nilai kecepatan bumi (Vearth) sebagai berikut untuk jarak dari

matahari ke bumi yang diketahui (rbumi-matahari = 14!" # 1$" km) dan μmatahari = 1!%&' # 1$11

km%s&.

V earth=29.7833 km/s

ntuk mengetahui kecepatan *ars terhadap *atahari maka digunakan persamaan Vis Vi+a

,ntegral dan dengan data-data yang telah dicantumkan pada bagian aal pembahasan.

V mars2 = μmatahari(

2

r−

1

a)

V 2=1.3271011( 2

2.491108 − 1

227939200)

V mars=21.98324 km /s

12


13/18

Ke'e+atan relati ben)a terha)a+ *atahari ,eti,a ,elar )ari b*i -es/ )an saat a,an *en'a+ai

*ars -*s/!

es B earth

*ars B *s L *ars

"ehingga a,an )i)a+at nilai ,e'e+atan ben)a terha)a+ *atahari ,eti,a ,elar )ari +engarh b*i

yait

es ; 82


14/18

ano*ali benar )ari b*i )a+at )ihitng )engan *enggna,an +ersa*aan +osisi )ari lintasan

ahana antari,sa!

r= a (1−e2 )1+e cosθ

Dite*,an θ sebesar 360 )an θ/2 sebesar 180

P=2 π √a3

μ

P B 484==12 se,on B134@8!4= a* B61!8@ hari

14


15/18

15


16/18

$idapat Vph sebesar 11.367 Km/s dan Ve! & 82


17/18

"oal 9ons

.s*si,an orbit o+erasi )i +lanet tan a)alah eli+ti, )engan e B 01! .n)a )i*inta

*enent,an besar I -)an *assa +ro+elan/ yang )i+erl,an nt, sat *anver *e*tar a+si)al se+erti terlihat )ala* ga*bar )i baah ini! IM B 4N

Jaab:

.s*si:

Aahana *e*a,ai *esin Frs! s!a+e * 7S710K $'ro!o" M% )engan ;s+ 28 se,on!

9esarnya se*i *aor a$is aB 000 ,* ,arena ahana #$o%ars ti)a, *e*+nyai orbit

+ar,ir +a)a +lanet *ars sehingga +erhitngan ti)a, )ial,,an

Aahana *e*+nyai %assa 1 ton nt, *e*+er*)ah +erhitngan

Equation Used

Sehingga

∆V =2√ μ

a(1−e) [ e√ 1+e ]sin ∆ ω

2 ∆V =2√

4.28289104

4000(1−0.1) [ 0.1

√ 1+0.1 ]sin 45

2

∆V =0.2517 km /s

∆V =go I sp ln( M

0

M )

0 .2517=9 .81285ln( 1 M )

17


18/18

M =1.094203 ton

Ja)i *assa +ro+elan yang )ibth,an bernilai 10=4208 !o" a!a) 10=4208 -+

18

Exomars Tgo Edm

Documents

Transcript of Exomars Tgo Edm