## Vol.  16   No. 2   Desember  2018                                         ISSN 1412- 8063
Nomor : 21/E/KPT/2018

## Diterbitkan oleh Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN)
Bogor – Indonesia
J.TEKNO.DIRGANT. VOL.  16 NO. 2 HAL. 93-175 BOGOR,     DESEMBER  2018 ISSN 1412 – 8063
Vol.  16   No. 2   Desember  2018                                          ISSN 1412- 8063 Nomor : 21/E/KPT/2018

## DAFTAR ISI
KARAKTERISTIK MODEL UJI STRUKTUR SAYAP MUS-01 (CHARACTERISTIC OF MUS-01 WING’S STRUCTURE TESTING MODEL) Aryandi Marta, Atik Bintoro, Riki Ardiansyah Halaman 93-100 SISTEM PENYALA NIRKABEL JARAK JAUH UNTUK MUATAN ROKET (WIRELESS SWITCHING FOR ROCKET PAYLOAD) Endro Artono, Salman 101-110
REVIEW PERBANDINGAN TEKNIK MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) UNTUK SISTEM PENGISIAN DAYA MENGGUNAKAN SEL
SURYA (REVIEW COMPARISON MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) TECHNIQUE FOR CHARGING SYSTEMS USING SOLAR CELLS) Bayu Azmi, Jefri Abner H, Prasepvianto E B, Hendrik Seputra 111-122 KAJIAN PROGRAM PENINGKATAN KINERJA PROPELAN KOMPOSIT BERBASIS AP/HTPB/AL (PROGRAM REVIEW OF INCREASING THE PERFORMANCE OF COMPOSITE PROPELLANT BASE AP/HTPB/Al) Heri Budi Wibowo 123-138 PENGARUH DIOCTYL ADIPATE TERHADAP SIFAT RHEOLOGI HTPB TERPLASTISASI (EFFECT OF DIOCTYL ADIPATE ON THE RHEOLOGICAL PROPERTIES OF PLASTICIZED HTPB) Afni Restasari1, Luthfia Hajar Abdillah, Rika Suwana Budi, Kendra Hartaya 139-148 SIMULASI PENENTUAN BASIS OPERASI PADA SISTEM PEMANTAUAN
MARITIM BERBASIS WAHANA TERBANG TAK BERAWAK (SIMULATION TO DETERMINE THE OPERATION BASE ON MARITIME SURVEILLANCE SYSTEM BASED ON UNMANNED AIR VEHICLE) Prasetyo Ardi Probo Suseno, Adi Wirawan 149-158 KOREKSI DATA AUTOMATIC IDENTIFICATION SYSTEM (AIS) SATELIT
LAPAN-A2 DAN LAPAN-A3 MENGGUNAKAN METODE INTERPOLASI DAN
EKSTRAPOLASI (LAPAN-A2 AND LAPAN-A3 AUTOMATIC IDENTIFICATION SYSTEM (AIS) SATELIT DATA CORRECTION USING INTERPOLATION AND EXTRAPOLATION METHODE Abdul Karim, Rizki Permala, M Mukhayadi, Wahyudi Hasbi 159-168 STIFFNESS EVALUATION OF LAPAN-A5/CHIBASAT DEPLOYABLE SOLAR
PANEL COMPOSITE PLATE USING SIMPLIFIED FINITE ELEMENT MODEL (EVALUASI KEKAKUAN PLAT KOMPOSIT PANEL SURYA LAPAN- A5/CHIBASAT YANG DAPAT DIBENTANGKAN MENGGUNAKAN MODEL ELEMEN HINGGA YANG DISEDERHANAKAN) Robertus Heru Triharjjanto, Poki Agung Budiantoro 169-175
Vol.  16  No. 2 Desember 2018                                               ISSN 1412- 8063 Nomor: 21/E/KPT/2018

## SUSUNAN DEWAN PENYUNTING JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
Penyunting
• Ketua
Prof. Dr. Heri Budi Wibowo (Propelan, Piroteknik dan Material Penahan Panas)
• Anggota
Dr. Robertus Heru Triharjanto, M.Sc (Desain Kendaraan Ruang Angkasa, Misil dan Satelit)
Ir. Atik Bintoro, MT., APU (Desain Kendaraan Ruang Angkasa, Misil dan Satelit) Prof. Dr. Wahyu Widada (Sistem Elektrik Ruang Angkasa) Dr. Kendra Hartaya, M.Si., APU (Propelan, Piroteknik dan Material Penahan Panas) Dr. Ir. Bagus H. Jihad, M.T (Propelan, Piroteknik dan Material Penahan Panas) Dr. Efendi Dodi Arisandi (Avionik, Sensor Dirgantara) Dr. Mabe Siahaan, M.Si (Konversi Energi Dirgantara)
Dr. Harry Septanto, M.T (Desain Kendaraan Ruang Angkasa, Misil dan Satelit)
Drs. Agus Harno Nurdin Syah, M.Si (Getaran Mekanik)
Herma Yudhi Irwanto, M. Eng (Avionik, Sistem Kontrol Penerbangan)
Dr. Arif Nur Hakim (Sistem Propulsi)

## Mitra Bestari
Dr. Firman Hartono, S.T., M.T (Teknik Mesin dan Dirgantara)/Institut Teknologi Bandung Dr.Ir. Bambang Siswojo, M.T. Teknik Elektro, Universitas Brawijaya

## SUSUNAN SEKRETARIAT REDAKSI JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA

## Pemimpin Umum
Drs. Sutrisno, M.Si

## Pemimpin Redaksi Pelaksana
Lilis Mariani, M.Eng
Redaksi Pelaksana Soleh Fajar Junjunan S.T., M.T Yanuar Prabowo S.T
Sony Dwi Harsono, S.T, M.Eng
Ir. Widodo Slamet, M.T

## Tata Letak
Afrido Prayogi S.T Hidayatullah S.T Berdasarkan Kutipan dari Keputusan Direktur Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan, Kemeterian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi Republik Indonesia Nomor: 21/E/KPT/2018 ditetapkan Jurnal Teknologi Dirgantara Sebagai Jurnal Ilmiah Terakreditasi
Gambar cover: Launch configuration of LAPAN-A5 and In orbit configuration of LAPAN-A5
Alamat Penerbit :
LAPAN, Jl. Raya Lapan No.2 Mekarsari, Rumpin Bogor 16350, Jawa Barat Email: publikasi@lapan.go.id Situs : http://www.lapan.go.id & http://www.jurnal.lapan.go.id

## Vol.  16   No. 2   Desember  2018                                         ISSN 1412- 8063
Nomor: 21/E/KPT/2018

## DARI  REDAKSI
Sidang Pembaca yang kami hormati, Puji  syukur,  kita  panjatkan  kehadirat  Tuhan  Yang  Maha  Esa  atas  rahmat  dan  karunia-Nya, sehingga  Jurnal  Teknologi  Dirgantara  Vol.  16,  No.  1,  Desember  2018  hadir ke  hadapan sidang  pembaca dengan mengetengahkan 8 (delapan) artikel sebagai berikut, Karakteristik Model Uji Struktur Sayap Mus- 01 (Characteristic Of Mus-01 Wing’s Structure Testing Model)” ditulis oleh Aryandi Marta, Atik Bintoro, Riki Ardiansyah. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan penelitian karakteristik model uji struktur sayap MUS-01;  ”  Sistem  Penyala  Nirkabel  Jarak  Jauh  Untuk  Muatan  Roket (Wireless  Switching  For  Rocket Payload)” ditulis oleh Endro Artono, Salman. Penelitian ini bertujuan untuk menyalakan atapun mematikan muatan roket secara nirkabel; ”Review Perbandingan Teknik Maximum Power Point Tracker (Mppt) Untuk Sistem  Pengisian  Daya  Menggunakan  Sel  Surya (Review  Comparison  Maximum  Power  Point  Tracker (Mppt)  Technique  For  Charging  Systems  Using  Solar  Cells)”  ditulis  oleh  Bayu  Azmi,  Jefri  Abner  H, Prasepvianto E B, Hendrik Seputra. Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan secara maksimal energi surya. dengan tiga metode utama pada MPPT yaitu metode konvensional, metode kecerdasan buatan, dan metode hibrid; ”Kajian Program Peningkatan
Kinerja Propelan Komposit Berbasis
AP/HTPB/AL (Program  Review  Of  Increasing  The  Performance  Of  Composite  Propellant  Base AP/HTPB/AL)” ditulis  oleh  Heri Budi  Wibowo. Tulisan ini bertujuan  untuk melakukan  Kajian strategi litbang  dalam  meningkatkan  kinerja  propelan  komposit  berbasis  AP/HTPB/Al;  ”  Pengaruh  Dioctyl Adipate  Terhadap  Sifat  Rheologi  Htpb  Terplastisasi (Effect  Of  Dioctyl  Adipate  On  The  Rheological Properties Of Plasticized Htpb)” ditulis oleh Afni Restasari1, Luthfia Hajar Abdillah, Rika Suwana Budi, Kendra Hartaya. Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan formula isian cair dan parameter mixing yang dapat mendukung peningkatan isian padat sehingga sifat mekanik propelan optimum dan spesifik impuls  dari  roket  naik;  ”  Simulasi  Penentuan  Basis  Operasi Pada  Sistem  Pemantauan  Maritim  Berbasis Wahana Terbang Tak Berawak (Simulation To Determine The Operation Base  On Maritime  Surveillance System Based On Unmanned Air Vehicle)” ditulis oleh Prasetyo Ardi Probo Suseno, Adi Wirawan. Tujuan penelitian adalah mendiskusikan metode untuk menentukan basis operasi pada pemantauan maritim yang menggunakan  pesawat  terbang  tak  berawak  sebagai  komponen  utamanya;  ”Koreksi  Data  Automatic Identification  System  (Ais)  Satelit  Lapan-a2  Dan  Lapan-a3  Menggunakan  Metode  Interpolasi  Dan Ekstrapolasi (Lapan-a2 And Lapan-a3 Automatic Identification System (Ais) Satelit Data Correction Using Interpolation  And  Extrapolation  Methode”  ditulis  oleh  Abdul  Karim,  Rizki  Permala,  M  Mukhayadi, Wahyudi  Hasbi.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  melakukan  analisis  serta  koreksi  atas  data  yang  rusak mengunakan metode interpolasi dan ekstrapolasi; Stiffness Evaluation Of Lapan-a5/chibasat Deployable Solar  Panel  Composite  Plate  Using  Simplified  Finite  Element  Model (Evaluasi  Kekakuan  Plat  Komposit Panel  Surya Lapan-  A5/chibasat Yang Dapat Dibentangkan Menggunakan  Model Elemen Hingga Yang Disederhanakan)” ditulis oleh Robertus Heru Triharjjanto, Poki Agung Budiantoro. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan model kekakuan plat komposist panel surya dengan jumlah elemen yang lebih sedikit, atau lebih sederhana.
Demikianlah  8  artikel  yang  kami  sajikan  dalam  Jurnal  Teknologi  Dirgantara  Vol.  16,  No.  2, Desember 2018. Seperti diketahui jurnal ini memuat hasil penelitian di bidang teknologi dirgantara dalam bahasa Indonesia atau bahasa Inggris dan terbuka bagi ilmuwan-ilmuwan dalam dan luar negeri. Semoga sidang pembaca dapat mengambil manfaatnya.
Bogor,  Desember  2018 Redaksi

## JURNAL
ISSN 1412-8063
Vol. 16  No. 1,  Juni 2018 Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya ABSTRAK EVALUASI TEKNIK PENIMBANGAN HIDROSTATIK PADA PENGUKURAN DENSITAS  PROPELAN  PADAT  KOMPOSIT = EVALUATION OF HYDROSTATIC WEIGHING  TECHNIQUE  IN  COMPOSITE SOLID PROPELLANT DENSITY MEASUREMENT
Luthfia  Hajar  Abdillah,  Afni  Restasari, Kendra Hartaya, Ratna Rizky Puspitasari

## J. Tekgan, 16(1) 2018 : 1 – 8
Densitas  menjadi  salah  satu  data karakteristik  propelan  padat  komposit  yang penting.  Data  nilai  densitas  propelan  ini digunakan  dalam  proses  simulasi  dan perancangan motor roket untuk mendapatkan performa  roket  yang  diinginkan.  Pengukuran densitas yang dilakukan selama ini menggunakan teknik penimbangan hidrostatik yang  melibatkan  pengukuran  berat  sampel  di dalam  air,  sehingga  dimungkinkan  terjadi penyimpangan  hasil  pengukuran.  Untuk  itu tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui  besarnya  penyimpangan  nilai densitas propelan yang terjadi dan mengetahui cara  pengukuran  yang  tepat  melalui  teknik penimbangan hidrostatik
sehingga menghasilkan nilai densitas yang lebih sesuai.
Beberapa sampel propelan diukur densitasnya menggunakan  dua  instrumen  densitometer untuk  melihat  adanya  penyimpangan  hasil pengukuran.  Dari  hasil  penelitian  diperoleh bahwa  penyimpangan  nilai  densitas  propelan yang  terjadi  berkisar  antara  2,08%  hingga 5,58%  dengan  adanya  delay  pembacaan  berat sampel di air.
Kata kunci: densitas propelan, penyimpangan, teknik penimbangan hidrostatik
ANALISIS KINERJA ENJIN ROKET CAIR ECX1000H2-3 = PERFORMANCE ANALYSIS OF LIQUID ROCKET ENGINE
ECX1000H2-3 Arif  Nur  Hakim1,  Hudoro  Tahdi, Taufiqur Rochman

## J. Tekgan, 16(1) 2018 : 9 – 22
Enjin  roket  cair  ECX1000H2-3  telah dikembangkan  dengan  mengadopsi  injektor konfigurasi  baru  untuk  meningkatkan  gaya dorong yang telah dicapai enjin sebelumnya. Injektor baru mempunyai jumlah lubang fuel dan  oksidator  masing-masing  sebanyak  54 dan  156  dengan  diameter  sebesar  1  mm. Bentuk  elemen  injektor  telah  dimodifikasi untuk  meningkatkan  debit  propelan.  Uji statik telah dilakukan untuk menguji kinerja sistem  enjin  secara  keseluruhan.  Hasil pengujian  mencatat  gaya  dorong  dan tekanan rata-rata sebesar 730 kgf dan 22,6 bar  atau  meningkat  19,7%  dari  hasil  enjin sebelumnya,  namun  masih  84  %  lebih rendah  dari  prediksi  berdasarkan  hasil  uji injector dikarenakan kinerja sistem pengumpan  yang  tidak  optimal.  Selain  itu, terjadi ledakan kecil saat penyalaan karena akumulasi  propelan  yang  tidak  terbakar akibat terbatasnya area kontak api penyalaan dengan propelan.
Kata  kunci:    enjin  roket  cair,  asam  nitrat, kerosen,  uji  statik,  proses penyalaan.

## JURNAL

## Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063 Vol. 16  No. 1,  Juni 2018
Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya
OPTIMASI  WAKTU  DEKOMPRESI  LOSSY MENGGUNAKAN METODE PENGELOMPOKAN  JUMLAH-BIT  KODE HUFFMAN  PADA  DATA  LISA  SATELIT LAPAN-A3  =  TIME  OPTIMIZATION  FOR
LOSSY  DECOMPRESSION  OF  THE  LISA
SENSOR  DATA  ON  LAPAN  A3  SATELLITE USING A GROUPING METHOD OF
HUFFMAN CODE BIT NUMBER Suhermanto, Rahmat Arief
J. Tekgan, 16(1) 2018 : 23 – 34
Satelit  LAPAN-A3  menyediakan  tiga pilihan  untuk  transmisi  data  multi-spektral LISA,  yaitu  tanpa  kompresi,  terkompres  lossy ataupun  terkompres  lossless.  Transmisi  data multi-spektral  menggunakan  kompresi  real- time lossy, dibangun menggunakan kombinasi transformasi  Fourier  dan  enkoda-dekoda Huffman. Proses enkoda-dekoda Huffman data multi-spektral 4-kanal (biru, hijau, merah, dan near  infrared)  dengan  resolusi  radiometrik 12bit/pixel  dikerjakan  berbasis  tabel  statik dengan  514  kode  biner.  Permasalahan  yang dihadapi saat dilakukan uji operasional modul dekompresi lossy adalah, kinerja modul sangat lambat  dan  diperlukan  waktu  cukup  lama (hingga  12  jam)  untuk  mengolah  97120  baris data  LISA  atau  setara  dengan  185  detik pengamatan. Tulisan ini mengusulkan metode perbaikan algoritma dekompresi data LISA real- time  lossy  menggunakan  pengelompokan jumlah-bit pada algoritma dekoda Huffman dan menggunakan  pointer  untuk  pembacaan  data dan  operasi  logika  di  memori  buffer.  Proses pencarian  nilai-kode  Huffman  dilakukan menggunakan pendekatan diagram pohon yang dimulai  dari  jumlah-bit  terkecil.  Hasil  uji kinerja pada 6 contoh data menunjukan bahwa modul dekompresi lossy yang diusulkan dapat mempercepat  waktu  proses  rata-  rata  15  kali dibandingkan  dengan  modul  sebelumnya. Sementara  itu,  rasio  kompresi  lossy  masih sesuai  dengan  spesifikasi  desain  yaitu  4  kali, dan  persentase  kemunculan  data  berkarakter khusus  pada  data  tanpa  cacat  adalah  sangat kecil yaitu kurang dari 0,5%.
Kata kunci:  optimasi waktu, dekompresi lossy, huffman code, LISA, LAPAN A3
PENGGUNAAN BINDER HTPB BERENERGI TINGGI UNTUK MENINGKATKAN ENERGETIK PROPELAN  KOMPOSIT  =  APPLICATION OF  HIGH  ENERGY  HTPB  BINDER  TO ENHANCE THE ENERGETIC

## OF
COMPOSITE PROPELLANT
Luthfia  Hajar  Abdillah,  Heri  Budi Wibowo, Kendra Hartaya
J. Tekgan, 16(1) 2018 : 35 – 44
Untuk mendapatkan performa propelan  yang  lebih  energetik,  penelitian terbaru  menunjukkan  bahwa  diperlukan penggunaan  material-material  yang  bersifat lebih energetik, misalnya penggunaan binder energetik.  Pengawasan  yang  ketat  atas peredaran  material  energetik  seperti  ini cukup  menyulitkan  untuk  mendapatkan material-material  tersebut.  Oleh  karena  itu kemandirian  untuk  memiliki  material tersebut sudah seharusnya menjadi perhatian.  Binder  propelan  komposit  yang paling  banyak  digunakan  saat  ini  adalah HTPB  yang  bersifat  non-energetik.  Untuk membuatnya  lebih  berenergi  tinggi  dapat dilakukan  dengan  menambahkan  gugus yang  bersifat  energetik  seperti  gugus  nitro, namun  tetap  aman  digunakan  (bersifat stabil). Tulisan ini mengkaji potensi konversi binder  HTPB  menjadi  nitro-HTPB  yang bersifat energetik, meliputi material,
peralatan, dan metode yang dapat diaplikasikan di Indonesia. Prosesnya adalah nitrasi HTPB menjadi
nitro-HTPB.
Berdasarkan  kajian  energetiknya,  nitro- HTPB memiliki potensi untuk meningkatkan sifat  energetik  propelan  padat  komposit. Metode  proses  pembuatan  nitro-HTPB  yang paling  efektif  dan  optimal  adalah  proses nitrasi dengan menggunakan bahan sodium nitrit pada suhu rendah (0oC).
Kata  kunci  :  HTPB,  nitro-HTPB,  binder energetik, propelan

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063
Vol. 16  No. 1,  Juni 2018
Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya
PREDIKSI  DAN  VALIDASI  TEKANAN STATIK  RUANG  BAKAR  ROKET  RX-320 DENGAN MENGGUNAKAN METODA INVERS = RX-320 ROCKET STATIC PRESSURE COMBUSTION CHAMBER PREDICTION AND VALIDATION BY USING
INVERS METHOD Sofyan, Vicky Wuwung

## J. Tekgan, 16(1) 2018 : 45 – 58
Data  tekanan  ruang  bakar  adalah parameter  penting  dalam  memprediksi  gaya dorong  dan  perancangan  ruang  bakar  roket. Namun,  pada  saat  pengujian  statik,  terdapat roket yang diuji adalah roket untuk uji terbang, sehingga tidak dibuat tempat untuk meletakkan  sensor  tekanan  statik  untuk pengukuran  pada  roket  tersebut.  Oleh  sebab itu,  untuk  memprediksi  tekanan  ruang  bakar roket  digunakanlah  metode  invers  yaitu penyelesaian  iteratif  persamaan  -  persamaan dasar  gaya  dorong  roket  pada  nosel  dengan menebak  harga  tekanan  statik  ruang  bakar terlebih  dahulu  dan  mengikutsertakan  harga gaya  dorong  hasil  uji  statik  serta  variasi effisiensi  dari  nosel  ke  dalam  proses perhitungan.  Hasil  dari  perhitungan  ini kemudian  divalidasi  dengan  menggunakan simulasi numerik CFD 3-D
untuk mendapatkan  perbandingan  yang  lebih  detil pada nosel. Pada penelitian ini digunakan nosel roket  RX  320  LAPAN  dengan  fokus  pada  data gaya  dorong  maksimum  hasil  uji  statik. Simulasi  numerik  3-D  dilakukan  dengan menggunakan  perangkat  lunak  CFD  Numeca, dengan  model  turbulen  k- ε extended  wall, skema numerik multigrid level 3, center based. Hasil  perhitungan  dengan  metode  invers  dan perbandingannya  dengan  simulasi  numerik menunjukkan  bahwa  perbandingan  tekanan statik  exit  ruang  bakar  yang  terkecil  adalah sebesar  0.017%,  yang  dicapai  pada  effisiensi nosel sebesar 92% dengan tekanan statik ruang bakar adalah 57.94 bar.
Kata kunci:   tekanan, ruang bakar, metode invers, uji statik, CFD numeca, effisiensi nosel, RX-320

## PENGEMBANGAN DAN PEMILIHAN
TEKNIK ANALISIS BERAT MOLEKUL HTPB UNTUK ACUAN DALAM KONTROL  KUALITAS  =  MOLECULAR WEIGHT ANALYSIS DEVELOPMENT
AND  SELECTION  OF  HTPB  FOR REQUIREMENTS IN QUALITY CONTROL
Heri  Budi  Wibowo,  Widhi  Cahya Dharmawan
J. Tekgan, 16(1) 2018 : 59 – 70
Telah  dilakukan  pengembangan teknik  analisis  berat  molekul  rata-rata polimer HTPB (Hydroxy Terminated
Polybutadiene)  dalam  rangka  pemilihan metode  analisis  untuk  kontrol  kualitas bahan  baku  propelan.  Analisis  viskosimetri sangat  cepat,  mobilitas  tinggi,  akurasi rendah,  dan  dapat  diperoleh  berat  molekul rata-rata  viskos  (Mv),  dapat  digunakan untuk  kontrol  kualitas  bahan  di  lapangan. Analisis  dengan  metode  osmometri  dapat diperoleh  berat  molekul  rata-rata  jumlah (Mn)  dengan  akurasi  tinggi  dan  mobilitas rendah dan dapat digunakan untuk kontrol kualitas.  Analisis  dengan  metode  GPC menghasilkan  berat  molekul  rata-rata jumlah  (Mn)  dan  polidispersitas  HTPB, akurasi  tinggi,  mobilitas  rendah,  dan  dapat digunakan  untuk  kontrol  kualitas  dan pengembangan  polimer.  Teknik  analisis berat  molekul  HTPB  dengan  viskosimetri adalah  paling  murah,  hasil  pengukuran kasar, dan dapat digunakan untuk aanalisis in situ. Kualitas HTPB efektif adalah 3 tahun. HTPB  perlu  dilakukan  kontrol  kualitas  tiap bulan  untuk  memastikan  tidak  terjadi kerusakan signifikan atau untuk menyesuaikan formulasi propelan. Kata  kunci  :  HTPB,  kontrol  kualitas, viskosimetri,  osmometri, GPC, berat molekul polimer

## JURNAL

## Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063
Vol. 16  No. 1,  Juni 2018
Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya
SUN  SENSOR  DAN  MAGNETOMETER SEBAGAI SENSOR PENENTU
SIKAP SATELIT  INKLINASI  RENDAH  LAPAN- A2  = SUN SENSOR AND MAGNETOMETER AS ATTITUDE DETERMINATION SENSORS FOR LOW INCLINATION SATELLITE
LAPAN A-2 Satriya Utama, Patria Rachman Hakim
J. Tekgan, 16(1) 2018 : 72 – 83
LAPAN-A2 merupakan satelit low earth orbit  (LEO)denganinklinasi  rendah  yang  salah satu  misinya  adalah  pengamatan  citra  bumi. Dalam  melaksanakan  misi  pengambilan  citra ataupun  penurunan  data,  sikap  satelit  perlu diketahui  operator  di  stasiun  bumi.Sebagai sensor  utama  untuk  mengetahui  sikap  satelit digunakan star sensor. Namun ketika berada di wilayah  terang,  star  sensor  dapat  dengan mudah  tergangguoleh  cahaya  matahari  atau bumi. Tulisan ini memperkenalkan penentuan sikap  alternatif  menggunakan  sun  sensor  dan magnetometer.  Idenya,  sun  sensor  dan magnetometer  mengukur  vektor  matahari  dan vektor medan magnet pada sumbu satelit. Lalu, dengan  menggunakan  model  posisi  matahari dan  propagator  orbit  SGP4,  vektor  matahari dan vektor medan magnet pada sumbu inersial bumi dapat dihitung. Dari dua vektor pada dua tata  acuan  yang  berbeda,  matriks  rotasi  yang merupakan representasi sikap satelit terhadap bumi  dapat  dihitung.  Dari  pengujian,  metode ini  berhasil  menghitung  sikap  satelit  dengan akurasi 3°.
Kata  kunci:  LAPAN-A2,  penentuan  sikap,  sun sensor, magnetometer
PENGEMBANGAN SISTEM PENGENDALI DARAT BAGI ROKET DAN UAV KECEPATAN TINGGI DENGAN TRAKING

## ANTENA OTOMATIS
BERBASISKAN GPS = DEVELOPMENT OF ROCKET AND HIGH  SPEED  UAV  GROUND  CONTROL SYSTEM WITH GPS-BASED AUTO
TRACKING ANTENNA Herma Yudhi Irwanto J. Tekgan, 16(1) 2018 : 84 – 92 Pengujian  wahana  terbang  baik roket maupun wahana nir-awak berkecepatan tinggi yang saat ini dikembangkan  oleh  LAPAN,  membutuhkan sebuah sistem untuk memonitor posisi dan mengendalikan  perilaku  wahana  tersebut. Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk membangun  stasiun  bumi  pengendali wahana yang diuji terbang. Sistem tersebut dibangun  dengan  memanfaatkan  beberapa komponen dan peralatan yang saat ini telah tersedia  di  Pustekroket,  menjadi  sebuah sistem  pengendali  darat  yang  dilengkapi dengan traking antena otomatis berbasiskan GPS. Sistem pengendali darat ini dilengkapi dengan tracking antena otomatis yang selalu mengarah  pada  wahana  terbang,  sehingga data-data  perilaku  terbang  wahana  akan secara  maksimal  dapat  dimonitor  dan dianalisa  secara  langsung  dengan  mudah. Sistem  ini  telah  diuji  cobakan  dalam  skala laboratorium  terkait  dengan  pengujian menggunakan  hardware  in  the  loop simulation  system,  sehingga  telah  terbukti memudahkan  kegiatan  pementauan  uji terbang, dibandingan dengan yang sebelumnya  digunakan,  yakni  dengan traking antena secara manual. Kata kunci:   wahana nir-awak berkecepatan tinggi, sistem pengendali darat, traking antena otomatis berbasis GPS, hardware in the loop

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063
Vol. 16  No. 2,  Desember 2018
Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya
KARAKTERISTIK  MODEL  UJI  STRUKTUR SAYAP  MUS-01  =  CHARACTERISTIC  OF MUS-01  WING’S  STRUCTURE  TESTING MODEL Aryandi  Marta,  Atik  Bintoro,  Riki Ardiansyah
J. Tekgan, 16(2) 2018 : 93 – 100
Telah dilakukan penelitian karakteristik model uji struktur sayap MUS-01. Direncanakan,  model  ini  akan  digunakan sebagai sayap pesawat tanpa awak LSU-03NG. Model  uji  terbuat  dari  komposit  jenis  e-glass. Pada saat pengujian, model uji struktur diberi beban  secara  statik  sesuai  maximum  take  off weight  (MTOW)  sebesar  35  kg.  Metode penelitian ini melibatkan misi pesawat terbang tanpa  awak,  khususnya  pada  bagian  struktur model  uji,  dimensi  model,  dan  eksperimen langsung berupa pembebanan pada model uji. Hasil pengujian menunjukan bahwa model uji MUS-01  mempunyai  karakteristik  sebagai model uji yang tidak mampu menerima beban operasional  pesawat  terbang  tanpa  awak  seri LSU-03NG. Sehingga model ini tidak direkomendasikan  untuk  digunakan  sebagai struktur  sayap  pesawat  terbang  tanpa  awak LSU-03NG.
Kata kunci : MUS-01, LSU-03NG, karakteristik,
MTOW SISTEM  PENYALA  NIRKABEL  JARAK JAUH UNTUK MUATAN ROKET = WIRELESS SWITCHING FOR ROCKET
PAYLOAD Endro Artono, Salman
J. Tekgan, 16(2) 2018 : 101 – 110
Proses pengaktifan sistem elektronik pada  muatan  roket  hasil  penelitian  dan pengembangan  LAPAN  selama  ini  masih dilakukan secara manual, dengan
menggeser  atau  menekan  saklar  pada tabung muatan roket dari posisi mati (OFF) ke posisi hidup (ON). Sistem penyala muatan roket ini dirancang untuk dapat menyalakan atau mematikan muatan roket tanpa kontak fisik antara operator dengan roket. Hasil dari penelitian  ini,  telah  dibuat  sebuah  sistem untuk  menyalakan  atapun  mematikan muatan  roket  secara  nirkabel.  Sistem  ini juga dapat melepaskan perangkat antarmuka  untuk  penyalaan  muatan  dari badan  roket,  sehingga  tidak  mengganggu roket saat diluncurkan.
Kata  kunci:  muatan,  nirkabel,  saklar, elektronika

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063 Vol. 16  No. 2,  Desember 2018 Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya REVIEW PERBANDINGAN TEKNIK MAXIMUM  POWER  POINT  TRACKER (MPPT) UNTUK SISTEM PENGISIAN DAYA MENGGUNAKAN SEL SURYA = REVIEW COMPARISON MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) TECHNIQUE  FOR  CHARGING  SYSTEMS USING SOLAR CELLS
Bayu Azmi, Jefri Abner H, Prasepvianto E B, Hendrik Seputra

## J. Tekgan, 16(2) 2018 : 102 – 122
Energi  surya  telah  dianggap  sebagai prospek  sumber  energi  terbarukan  untuk pembangkit  tenaga  listrik.  Sistem  fotovoltaik surya  menjadi  objek  yang  populer  untuk dikembangkan oleh peneliti. Rendahnya efisiensi  dalam  konversi  energi  adalah  salah satu  kelemahan  sistem  ini.  Modul  fotovoltaik memiliki  titik  operasi  tunggal  di  mana  output tegangan dan arus menghasilkan output daya maksimum. Dalam kebanyakan sistem fotovoltaik,  algoritma  kontrol  tertentu,  yaitu Maximum  Power  Point  Tracker  (MPPT)  untuk memanfaatkan  secara  maksimal  energi  surya tersebut.  Ada  tiga  metode  utama  pada  MPPT yaitu metode konvensional, metode kecerdasan buatan,  dan  metode  hibrid.  Setiap  metode memiliki  kelebihan  dan  juga  kekurangan. Metode  konvensional  memiliki  kelebihan seperti  biaya  rendah  dan  implementasi  yang sederhana tetapi juga memiliki kerugian seperti tidak  dapat  beradaptasi  dengan  kondisi lingkungan.  Metode  berdasarkan  kecerdasan buatan  memiliki  Power  Point  Tracking  yang lebih  cepat  dan  koreksi  terhadap  kondisi lingkungan  sebagai  kelebihannya  tetapi  juga memiliki kerugian seperti penerapan yang lebih rumit dan biaya yang lebih mahal.
Kata kunci : Energi surya, Photovoltaic, MPPT,
Konvensional, kecerdasan buatan KAJIAN PROGRAM PENINGKATAN KINERJA PROPELAN KOMPOSIT BERBASIS  AP/HTPB/AL  =  PROGRAM REVIEW OF INCREASING THE PERFORMANCE OF COMPOSITE PROPELLANT BASE AP/HTPB/Al Heri Budi Wibowo J. Tekgan, 16(2) 2018 : 123 – 138 Kajian strategi litbang dalam meningkatkan  kinerja  propelan  komposit berbasis  AP/HTPB/Al  dilakukan  dalam rangka  mencapai  teknologi  propelan  yang setara dengan negara maju dalam penguasaan teknologi roket sipil, khususnya untuk  roket  Sonda  dan  roket  Pengorbit Satelit  di  LAPAN.  Kajian  dilakukan  dengan melakukan review terhadap capaian produk propelan  yang  dihasilkan  saat  ini,  analisis faktor  yang  berpengaruh,  dan  penyusunan strategi  untuk  mengatasinya.  Hasil  kajian menunjukkan bahwa diperlukan organisasi, tahapan litbang dan pengelolaan SDM yang sistematis, serta tahapan pencapaian teknologi yang perlu dilakukan. Keterbatasan bahan baku propelan merupakan masalah utama dalam pengembangan  propelan  di  Indonesia. Peningkatan kinerja propelan dapat dilakukan  dengan  meningkatkan  solid loading  density  dan  penambahan  bahan energetik tinggi.
Kata kunci :  propelan  komposit,  kinerja propelan, roket sonda

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063 Vol. 16  No. 2,  Desember 2018 Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya PENGARUH DIOCTYL ADIPATE TERHADAP  SIFAT  RHEOLOGI  HTPB TERPLASTISASI = EFFECT OF DIOCTYL ADIPATE ON THE RHEOLOGICAL PROPERTIES OF PLASTICIZED HTPB Afni  Restasari,  Luthfia  Hajar  Abdillah,
Rika Suwana Budi, Kendra Hartaya
J. Tekgan, 16(2) 2018 : 139 – 148
Kajian
strategi
litbang
dalam meningkatkan  kinerja  propelan  komposit berbasis AP/HTPB/Al dilakukan dalam rangka mencapai  teknologi  propelan  yang  setara dengan  negara  maju  dalam  penguasaan teknologi  roket  sipil,  khususnya  untuk  roket Sonda  dan  roket  Pengorbit  Satelit  di  LAPAN. Kajian  dilakukan  dengan  melakukan  review terhadap  capaian  produk  propelan  yang dihasilkan  saat  ini,  analisis  faktor  yang berpengaruh,  dan  penyusunan  strategi  untuk mengatasinya.  Hasil  kajian  menunjukkan bahwa  diperlukan  organisasi,  tahapan  litbang dan  pengelolaan  SDM  yang  sistematis,  serta tahapan  pencapaian  teknologi  yang  perlu dilakukan. Keterbatasan bahan baku propelan merupakan masalah utama dalam pengembangan propelan di Indonesia. Peningkatan kinerja propelan dapat dilakukan dengan meningkatkan solid loading density dan penambahan bahan energetik tinggi.
Kata kunci : propelan  komposit,  kinerja propelan, roket sonda
SIMULASI PENENTUAN BASIS OPERASI PADA  SISTEM  PEMANTAUAN  MARITIM BERBASIS  WAHANA  TERBANG  TAK BERAWAK = SIMULATION TO DETERMINE THE OPERATION BASE ON MARITIME  SURVEILLANCE  SYSTEM
BASED ON UNMANNED AIR VEHICLE Prasetyo  Ardi  Probo  Suseno,  Adi Wirawan
J. Tekgan, 16(2) 2018 : 149 – 158
Paper  ini  mendiskusikan  metode untuk  menentukan  basis  operasi  pada pemantauan  maritim  yang  menggunakan pesawat  terbang  tak  berawak  sebagai komponen  utamanya.  Penentuan  basis operasi disusun berdasarkan data-data yang telah direkam oleh satelit radarsat 2. Dalam penelitian  ini  dipilih  laut  Natuna  sebagai fokus wilayah karena laut Natuna merupakan salah satu laut di Indonesia yang paling rawan mengalami kegiatan penangkapan ikan illegal. Simulasi dilakukan  menggunakan  software  MATLAB. Hasil simulasi yang dilakukan menunjukkan bahwa  basis  operasi  dapat  ditempatkan sedemikian  rupa,  sehingga  dengan  jumlah operasi  yang  minimal,  seluruh  daerah  yang berpotensi  kegiatan  penangkapan  ikan illegal  masih  dapat  tercakup  dalam  wilayah operasi tersebut.
Kata kunci:   UAV,  Pemantauan,  Maritim, Basis operasi, Gugus, Natuna.

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063 Vol. 16  No. 2,  Desember 2018 Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya KOREKSI DATA AUTOMATIC IDENTIFICATION  SYSTEM  (AIS)  SATELIT LAPAN-A2 DAN LAPAN-A3 MENGGUNAKAN  METODE  INTERPOLASI DAN EKSTRAPOLASI =  LAPAN-A2  AND  LAPAN-A3  AUTOMATIC IDENTIFICATION  SYSTEM  (AIS)  SATELIT DATA CORRECTION USING INTERPOLATION  AND  EXTRAPOLATION METHODE) Abdul Karim, Rizki Permala, M Mukhayadi, Wahyudi Hasbi
J. Tekgan, 16(2) 2018 : 159 – 168
Lembaga  Penerbangan  dan  Antariksa Naional (LAPAN) telah memiliki dua buah satelit (LAPAN-  A2  dan  LAPAN-A3)  yang  membawa sensor  Automatic  Identification  System  (AIS). Pemanfaatan  data  AIS  berbasis  satelit  ini sangat  berguna  bagi  pemantauan  kapal  di wilayah perairan Indonesia. Posisi satelit pada ketinggian  sekitar  642  Km  dan  500  Km  dari permukaan  laut  menghasilkan  cakupan  yang luas  sehingga  dapat  menerima  banyak  data kapal.  Permaslahannya  adalah  teknologi  AIS yang  menggunakan  sistem  Time  Division Multiple Access (TDMA) memiliki keterbatasan dalam  menangani  data  yang  besar  sehingga beberapa data yang diterima dapat mengalami kerusakan akibat terjadinya message collision. Oleh  karena  itu  dalam  penelitian  ini  telah dilakukan analisis serta koreksi atas data yang rusak  mengunakan  metode  interpolasi  dan ekstrapolasi. Hasil koreksi atas data yang rusak mencapai  22,6%  untuk  satelit  LAPAN-A2  dan 20,8% untuk satelit LAPAN-A3.
Kata kunci: AIS, Satelit, LAPAN
STIFFNESS  EVALUATION  OF  LAPAN- A5/CHIBASAT  DEPLOYABLE  SOLAR
PANEL  COMPOSITE  PLATE  USING SIMPLIFIED  FINITE  ELEMENT  MODEL = EVALUASI KEKAKUAN PLAT KOMPOSIT  PANEL  SURYA  LAPAN- A5/CHIBASAT YANG DAPAT DIBENTANGKAN MENGGUNAKAN MODEL ELEMEN HINGGA YANG DISEDERHANAKAN Robertus Heru Triharjjanto, Poki Agung Budiantoro
J. Tekgan, 16(2) 2018 : 169 – 175
Satelit  LAPAN-A5/ChibaSat,  yang akan mempunyai muatan synthetic aperture radar,  memerlukan  kapasitas  daya  listrik yang lebih besar dibandingkan satelit-satelit LAPAN  pendahulunya.  Sehingga  panel suryanya  akan  dibentangkan  saat  di  orbit untuk  memaksimalkan  paparan  sinar matahari.  Bahan  komposit  honeycomb dipilih sebagai plat pembentang panel surya, karena  harus  ringan,  kuat  dan  kaku. Pemilihan  bahan  yang  khusus  tersebut memerlukan  perlakukan  khusus  saat perhitungan  kekakuan  struktur  satelit. Pemodelan  elemen  hingga  yang  umum  bagi kasus tersebut adalah dengan memodel tiap lapis  plat,  sehingga  jumlah  lemen  menjadi banyak.  Tujuan  dari  penelitian  adalah mendapatkan model kekakuan plat komposist  panel  surya  dengan  jumlah elemen  yang  lebih  sedikit,  atau  lebih sederhana.  Pemodelan  dilakukan  dengan mengunakan  perangkat  lunak  elemen hingga,  dan  model  honeycomb  sederhana divalidasi  dengan  kasus  kekakuan  plat standar.  Setelah  itu,  kondisi  batas  sesuai dengan  system  pembentang  panel  surya LAPAN-A5/ChibaSat. Hasil pemodelan menunjukkan bahwa kekakuan plat pembentang panel surya yang didesain telah memenuhi  persyaratan  peluncuran  untuk roket PSLV. Sehingga moda desain tersebut dapat  digunakan  dalam  pengembangan LAPAN-A5/ChibaSat.
Kata kunci:   model  elemen  hingga,  panel surya,  LAPAN-A5/ChibaSat, honeycomb

## KARAKTERISTIK MODEL UJI STRUKTUR SAYAP MUS-01 (CHARACTERISTIC OF MUS-01 WING’S STRUCTURE TESTING MODEL)
Aryandi Marta 1 , Atik Bintoro, Riki Ardiansyah Pusat Teknologi Penerbangan Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) Jl. Raya LAPAN Rumpin Bogor Jawa Barat
1 e-mail: aryandi.marta@lapan.go.id
Diterima: 9 April 2018; Direvisi: 7 Juli 2018; Disetujui: 25 Oktober 2018

## ABSTRACT
The  characteristic  model  of  MUS-01  wing  structure  testing  has  been  performed.  Planned,  this model will be used for an unmanned aircraft wing of the LSU-03NG. The test model is made from e- glass composite. When testing was performed, the structure test model was loaded statically according to 35 kg of maximum take off weight (MTOW). This research method also involves the unmanned aircraft mission, especially on the model test structure, model dimension, and direct experiment in the form of loading on the test model. The test result show that MUS-01 test model has characteristics as the test model which unable to take operational flight loads of unmanned aircraft for LSU-03NG series. So, this model is not recommended to be use as LSU-03NG unmanned aircraft wing structure.
Keywords: MUS-01, LSU-03NG, characteristic, MTOW

## ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian karakteristik model uji struktur sayap MUS-01. Direncanakan, model ini akan digunakan sebagai sayap pesawat tanpa awak LSU-03NG. Model uji terbuat dari  komposit jenis e-glass. Pada saat pengujian, model uji struktur diberi beban secara statik sesuai maximum take off weight (MTOW) sebesar 35 kg. Metode penelitian ini melibatkan misi pesawat terbang tanpa awak, khususnya  pada  bagian  struktur  model  uji,  dimensi  model,  dan  eksperimen  langsung  berupa pembebanan  pada  model  uji.  Hasil  pengujian  menunjukan  bahwa  model  uji  MUS-01  mempunyai karakteristik sebagai model uji yang tidak mampu menerima beban operasional pesawat terbang tanpa awak seri LSU-03NG. Sehingga model ini tidak direkomendasikan untuk digunakan sebagai struktur sayap pesawat terbang tanpa awak LSU-03NG.
Kata kunci : MUS-01, LSU-03NG, karakteristik, MTOW
1 PENDAHULUAN
K emampuan struktur sayap dalam menerima beban menjadi faktor penting pada  rancang  bangun  pesawat  terbang tanpa  awak,  tidak  terkecuali  pesawat seri LSU-03NG. Pesawat ini merupakan bagian  dari  upaya  Pusat  Teknologi Penerbangan  (PUSTEKBANG)  LAPAN, dalam  pengembangan  rancang  bangun seri sebelumnya, yaitu pesawat LSU-03 (Riki Ardiansyah, dkk.,
2016).
Kemampuan  struktur  akan  menjadi penentu  kualitas  sayap  dan  misi operasional
penerbangan pesawat.
Struktur
sayap berfungsi untuk menerima  gaya  angkat  dan  menjaga pesawat  agar  tetap  berada  pada  posisi seimbang, sehingga gaya angkat pesawat  sama  dengan  berat  total pesawat.
Persamaan aerodinamika
menyatakan bahwa :
W + L = 0 (1-1)
Dengan W = berat pesawat, dan L =  gaya  angkat  pesawat.    Pada  posisi setimbang,  jika  pesawat  dikenai  gaya dorong,  maka  pesawat  akan  bergerak maju (Yuvaraj G and Veeranjaneyulu K., 2016).
Untuk  mengetahui  kemampuan struktur  sayap  pesawat LSU-03NG , salah  satunya  dapat  dilakukan  dengan membuat  model  uji  sesuai  kebutuhan operasional  pesawat.  Model  uji  yang dimaksud  adalah  model  uji  struktur (MUS) sayap seri 01, disingkat MUS-01. Selanjutnya, dilakukan pengujian dengan  memberikan  beban  terhadap model uji. Pada kesempatan ini lingkup penelitian dibatasi pada kegiatan karakterisasi  kemampuan  model  uji saat  menerima  beban  operasional penerbangan.  Melalui  penelitian  ini diharapkan dapat mengetahui karakteristik model uji MUS-01, apakah sudah memenuhi syarat sebagai
struktur  sayap  pesawat  terbang  seri LSU-03NG  atau  tidak .  Penelitian  ini melanjutkan penyelidikan dari sisi hasil eksperimen,  yaitu  meneliti  langsung terhadap  model  yang  telah  diuji. Sedangkan pada penelitian sebelumnya telah  dilakukan  analisis  terhadap Kekuatan Struktur Sayap Pesawat LSU- 03NG  dengan  Metode  Elemen  Hingga (Rizky
Fitriansyah, dkk., 2017).
Sehingga bisa melengkapi hasil
penelitian  tersebut  sebagai  bahan pertimbangan untuk mendapatkan struktur sayap yang andal bagi pesawat LSU-03NG.

## 2 KONFIGURASI  PESAWAT  LSU- 03NG
Sebagaimana  pesawat  terbang tanpa  awak  pada  umumnya,  pesawat LSU-03NG mempunyai komponen utama yang terdiri dari struktur sayap, fuselage , landing  gear,  twins  boom dan rudder .  Dari  sisi  berat  total  pesawat yang  hanya  sebesar  35  kg,  pesawat  ini masih  termasuk  kategori  kecil  (Atik Bintoro,  2017).  Pesawat  seperti  ini, biasanya  mempunyai  siklus  terbang sebagai  berikut  :  gerak  taksi  di  darat, tinggal landas, disusul terbang di udara, diteruskan bergerak turun, dan diakhiri dengan  mendarat  di  lapangan  terbang. Pemenuhan  kebutuhan  struktur  sayap untuk  kegiatan  terbang  sesuai  dengan siklusnya dapat diketahui melalui hasil analisis
numerik
menggunakan perangkat lunak elemen hingga, diantaranya berupa : tegangan struktur arah  sumbu  X,  Y,  maupun  XY  (Rizky Fitriansyah,  dkk.,  2017). Analisis struktur  sayap  yang  tepat  dapat membantu memprediksi kualitas kinerja pesawat  terbang,  dalam  arti  mampu mengurangi  konsumsi  daya  pesawat sebagai  akibat  berkurangnya  gaya hambat dan meningkatnya gaya angkat ( Shreyas Krishna murthy, dkk., 2014).
Adapun konfigurasi pesawat terbang  LSU-03NG  tercantum  pada Gambar 2-1. Disain struktur pesawat ini sebagian  besar  terbuat  dari    komposit. Model  uji  MUS-01  sebagai  model eksperimen  sayap  pesawat  LSU-03NG pun,  juga  terbuat  dari  komposit  dan berpenguat pipa aluminium.
Gambar 2-1:    Konfigurasi  pesawat  terbang
tanpa awak LSU-03NG 3 METODE PENELITIAN
Pengujian secara mekanis memiliki peran penting dalam perancangan suatu komponen. Kegiatan ini  berfungsi  untuk  mendukung  dan memvalidasi model simulasi, mengetahui lokasi
kegagalan rancangan,  serta  mengetahui  perilaku struktur secara nyata saat diberi beban statis  maupun  dinamis  (Tiago  Ramos, dkk.,  2015).  Uji  kemampuan  struktur sayap  MUS-01  dilakukan  dengan memberikan beban operasional penerbangan  sebagai  beban  statik. B eban ini berasal dari gaya angkat yang terjadi pada titik tangkap gaya di model uji.  Besarnya  gaya  angkat  untuk pengujian  disesuaikan  dengan  besar beban  operasional  penerbangan,  dalam hal ini diambil Maximum Take Off Weight (MTOW) pesawat dikalikan dengan nilai faktor  beban.  Besarnya  nilai  faktor beban ini dapat mempengaruhi stabilitas  pesawat  terbang,  disamping faktor  lain  seperti  kecepatan  terbang pada Mach tertentu (Michele Castellani, dkk, 2016). Adapun prosedur pengolahan data hasil pengujian ditunjukan  oleh  diagram  alir  pada gambar 3-1.
Melalui  prosedur  Gambar  3-1 dapat diketahui terpenuhi atau tidaknya ketahanan  struktur  yang  maksimal terhadap  beban  terbang,  dalam  hal  ini diwakili oleh beban statik pada model uji. Melalui  pembebanan  ini,  juga  dapat diketahui  keamanan  struktur  model. Jika terjadi kerusakan struktur, berarti faktor  keamanan  struktur  pada  beban tersebut  bernilai  kurang  dari  satu. Padahal  kemampuan  struktur  sudah semestinya  lebih  besar  dari  gangguan yang  terjadi  [Santhosh  N.,  dkk.,  2014], dan bernilai lebih besar dari satu.
Mulai
Misi MUS-01 Konfigurasi, Dimensi, Material, Beban Penerbangan Pengujian Selesai Ya Ketangguhan Struktur Tidak
Gambar  3-1 : Prosedur pengolahan data.

## 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1  Konfigurasi  Sayap  Pesawat  LSU- 03NG
Struktur  sayap  pesawat  terbang tanpa  awak  LSU-03NG  terdiri  dari sepasang  sayap  yang  mempunyai ukuran  dan  bentuk  sama  persis,  di sebelah kiri dan kanan. Oleh karena itu, ukuran struktur tersebut cukup diwakili oleh  salah  satu  sisi  sayap  saja. Konfigurasi  struktur  sayap  ditunjukan pada  gambar  4-1,  bagian  (a)  adalah tampilan utuh sepasang struktur sayap, sedangkan  bagian  (b)  adalah  ukuran satu struktur sayap uji. Konfigurasi ini dijadikan  acuan  sebagai  ukuran  model uji MUS-01.
(a)

## (b)
Gambar 4-1 : Konfigurasi struktur sayap pesawat terbang LSU-03NG (satuan dalam milimeter)
Pesawat  tanpa  awak  yang  pernah dibuat Pustekbang, seperti seri LSU-05, juga terbuat dari komposit serat e-glass , serat karbon, serta resin epoxy (Fajar Ari Wandono, dkk., 2015)
Komposit  berbahan  serat e-glass bisa digunakan sebagai material struktur  pesawat    terbang  seri  LSU (Kosim  Abdurohman,  Aryandi  Marta, 2017). Struktur komposit bisa digunakan  untuk  komponen  sayap (Lidia Kristina Panjaitan, Ani Nurwasila 2015). Disamping itu struktur komposit jenis  ini  juga  relatif  tangguh  untuk struktur  pesawat  tanpa  awak  (Atik Bintoro,  2016).  Struktur  pesawat  LSU- 03NG  terbuat  dari  komposit,  demikian juga  bagian  sayapnya.  Sehingga  model uji MUS-01 juga terbuat dari komposit

## 4.2  Hasil Pengujian Model Uji MUS- 01
Sesuai  dengan  data  konfigurasi struktur  sayap  pesawat  LSU-03NG  dan metodologi penelitian di atas, pengujian model  uji  MUS-01  dilakukan  dengan mengacu  pada  misi  dan  skenario penerbangan  sebagai  pesawat  terbang tanpa awak kategori kecil (Atik Bintoro, 2017).  Misi  litbangyasa  struktur  sayap adalah  diperolehnya  struktur  yang bersifat  :  tangguh,  mudah  digunakan,
dan  ringan.  Untuk  memenuhi  hal tersebut,  dibuat  12  buah  model  uji sesuai konfigurasi Gambar 4-1. Dari 12 model  uji  tersebut  dipilih  secara  acak tiga  model  uji  dengan  nomor  001,  002, dan 009. Adapun bentuk fisik model uji MUS-01 seperti pada Gambar 4-2.
Model  uji  diberi  beban  merata sebesar  35  kg,  sesuai  dengan  besar MTOW sayap dikalikan faktor beban (n). Pada  pengujian  ini  distribusi  beban ditetapkan di tujuh titik tangkap dengan selang  jarak  masing-masing  25  cm, dihitung  dari  tengah  model  uji  dan disesuaikan  dengan  posisi rib dalam struktur outer wing . Untuk menentukan nilai pembebanan di tiap titik, dilakukan perhitungan menggunakan metode
Schrenk.  Metode  ini  mengasumsikan beban  yang  terjadi  disepanjang  sayap berbentuk  eliptikal  (Nanda  Wirawan, 2016). Dengan memberikan nilai geometri  sayap,  MTOW,  dan  faktor beban  diperoleh  pembebanan  pada tujuh  titik  tersebut  yang  ditampilkan pada Tabel 4-1.
Masing-masing  model  uji  diberi beban untuk n=1 dan dibiarkan selama tiga menit. Gambar 4-3 memperlihatkan kondisi  MUS-01  nomor  001  saat pengujian.

## Tabel  4-1  :  DISTRIBUSI  PEMBEBANAN  PAD SAYAP
Load Factor Segmen (Kg) Total I II III IV V VI VII
n=1 3.43  2.92  2.78  2.60  2.36  2.03  1.23 17.36
n=2 6.86  5.83  5.57  5.20  4.72  4.07  2.46 34.72 n=3  10.29 8.75  8.35  7.80  7.08  6.10  3.69 52.07
n=3.8  13.04 11.08 10.58 9.88  8.97  7.73  4.68 65.96
Gambar 4-2: Model uji struktur sayap MUS-01

## Gambar 4-3 : Pengujian struktur sayap MUS- 01 nomor 001
Untuk  model  sayap  nomor  001, strukturnya  mampu  menahan  beban n=1, tetapi pada saat diberi beban n = 2, struktur model uji langsung mengalami kerusakan. Kerusakan utama terjadi di bagian skin sayap  di  sekitar pin .  Hasil pengujiannya diperlihatkan pada Gambar 4-4.
Pengujian model uji struktur sayap MUS-01  yang  kedua  dilakukan  pada konfigurasi  sayap  nomor  009.  Pada pengujian ini, model uji MUS-01 mampu menahan  beban  dengan  faktor  beban n= 2,  dan  mengalami  kerusakan  di bagian skin di  sekitar  posisi pin . Struktur model uji mengalami kerusakan  total  ketika  diberi  beban dengan  faktor  beban n=3.  Kerusakan
yang  terjadi  pada  MUS-01  nomor  009 diperlihatkan pada Gambar 4-5.
Gambar 4-4 : Pengujian faktor beban = 2 pada MUS-01 nomor 001
Gambar 4-5 :  Kerusakan MUS-01 nomor 009 di bagian skin : (a) Pada n=2; (b) Pada n=3
Pengujian ketiga dilakukan untuk konfigurasi  model  uji  struktur  sayap nomor  002.  Pada  pengujian  ini,  model uji  dipasangi  dua  buah strain  gauge , yang  diletakkan  di  bagian skin, dekat dengan  posisi pin dan  di  bagian  pipa alumunium. Struktur model uji ini juga mengalami kerusakan saat diberi beban n=2.  Kerusakan  yang  terjadi  berupa robeknya skin disekitar pin ,  dan mengalami  kerusakan  total  saat  diberi beban n= 3.  Hasil  ujinya  terlihat  pada Gambar 4-6.
(a)                              (b)
Gambar 4-6: Kerusakan MUS-01 nomor 002:
(a) di bagian skin ; (b) Saat faktor beban n=3
Gambar 4-7:   Hasil  pengujian  terhadap  tiga model uji MUS-01
Berdasarkan  Gambar  4-7,  dapat diketahui  bahwa  semua  kerusakan struktur  terjadi  di  bagian skin saat pembebanan faktor beban n=2. Demikian juga untuk faktor beban n=3. Hal  ini  menunjukkan  bahwa  struktur model  uji  MUS-01  tidak  mampu menerima beban lebih dari faktor beban n=2.  Padahal  hasil  rancang  bangun struktur pesawat terbang harus mampu menerima  beban  operasional  pesawat terbang sebesar MTOW dikalikan dengan faktor keamanannya, dalam arti faktor  keamanannya  lebih  dari  satu (Santhosh N., dkk., 2014).
Tegangan  akibat  beban  pengujian sudah  melebihi  kemampuan  tegangan izin  dari  struktur  model  uji.  Dapat dikatakan  bahwa  faktor  keamanan model  uji  struktur  sayap  yang  berasal dari  kemampuan  model  dibagi  dengan tegangan akibat beban bernilai di bawah satu,  sehingga  model  uji  MUS-01  tidak mampu  menahan  beban  operasional pengujian. Sehingga, model uji MUS-01 tidak direkomendasikan untuk digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam  perancangan  struktur  sayap pesawat LSU-03NG.
Beberapa  dugaan  yang  menjadi penyebab  kerusakan  pada  model  uji antara lain :
- Konfigurasi  struktur  yang  tidak memperkuat area pin dimana struktur yang ada hanya menempelkan pin alumunium  pada rib dengan  menggunakan  perekat
jenis jelcoat seperti pada Gambar 4-8. - Selain itu, berdasarkan hasil pengukuran  dari strain  gauge 1  di
area pin menunjukkan  peregangan terus  terjadi  saat  pembebanan  n=1. Sedangkan  untuk strain  gauge 2  di pipa  alumunium,  peregangan  terjadi konstan  pada  semua  pembebanan yang  diberikan.  Grafik  perubahan regangannya  dapat  dilihat  pada Gambar 4-9 dan Gambar 4-10.
Gambar 4-8 : Pipa alumunium pada pin
Gambar 4-9 : Perubahan regangan pada strain gauge 1
Diantara  keuntungan  struktur komposit, yaitu dapat digunakan menemukan  solusi  bobot  minimum yang  layak.  Penurunan  bobot,  dapat meningkatkan kemampuan muatan dan mengurangi  kebutuhan  bahan  bakar (Ahmad  Alsahlani  and  Thurai  Rahulan, 2017).
Gambar 4-10 :  Perubahan regangan pada
strain Gauge 2
Saat ini material komposit banyak digunakan  dalam  struktur  pesawat terbang  tanpa  awak.  Penghematan bobot  sebagai  akibat  dari  penggunaan bahan komposit tersebut akan memiliki dampak  pada  kekuatan  dan  kekakuan yang  spesifik  terhadap  struktur  ( Nitesh Gupta,  2013) . Namun  demikian,  atas dasar  hasil  uji  yang  telah  dilakukan, untuk  model  uji  MUS-01  yang  terbuat dari komposit serat e-glass, masih perlu dilakukan  perbaikan  lebih  lanjut, terutama untuk menahan beban operasional  sesuai  MTOW  pesawat terbang tanpa awak seri LSU-03NG. Hal ini  sejalan  dengan  hasil  penelitian terdahulu  (Rizky  Fitriansyah,  dkk., 2017). Dengan demikian, sesuai prosedur  olah  data  hasil  uji  yang tercantum  pada  Gambar  3-1,  maka rancang  bangun  dan  pengujian  perlu diulang lagi hingga dihasilkan model uji yang  tangguh  untuk  struktur  sayap pesawat terbang tanpa awak LSU-03NG.

## 5 KESIMPULAN
Dari  pembahasan  di  atas  dapat diketahui  bahwa  Model  Uji  Struktur MUS-01 mengalami kerusakan fatal saat dilakukan pengujian. Hal ini menunjukkan bahwa model uji tersebut mempunyai karakteristik sebagai model uji yang tidak mampu menerima beban operasional pesawat terbang tanpa awak seri  LSU-03NG.  Ketidakmampuan  ini patut diduga dikarenakan adanya faktor
beban yang melebihi kemampuan model uji  tersebut.  Dengan  kata  lain,  jika besaran  MTOW  pesawat  terbang  tanpa awak  LSU-03NG  dipertahankan  maka struktur  Model  Uji  MUS-01  tidak  bisa dijadikan  bahan  pertimbangan  sebagai model  struktur  sayap  untuk  pesawat tersebut.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Pada  kesempatan  ini  penulis mengucapkan  terima  kasih  kepada semua  pihak  yang  telah  membantu kelancaran penelitian, terutama kepada Kepala  Pusat  Teknologi  Penerbangan LAPAN,  Kepala  Bidang  Program  dan Fasilitas Pustekbang, serta rekan rekan tim  rancang  bangun  pesawat  terbang tanpa awak LSU-03NG.

## DAFTAR PUSTAKA
Ahmad Alsahlani and Thurai Rahulan, (2017),
Composite Structural Analysis of a High Altitude,  Solar  Powered  Unmanned Aerial  Vehicle,  International  Journal  of Mechanical  Engineering  and  Robotics Research Vol. 6, No. 1, January 2017 Atik  Bintoro,  (2016),  Lendutan  Struktur  Twin Boom  Pesawat  Nir  Awak  LSU-05  Pada Saat  Menerima  Beban  Terbang,  Jurnal Teknologi  Dirgantara,  Vol.  14  No.  2 Desember 2016
Atik  Bintoro,  (2017),  Laporan  Tahun  2016
Pelaksanaan Program Litbangyasa Pustekbang  2016:  Kajian  Sertifikasi LSU, Pengembangan Laboratorium
Pustekbang  Dan Missi LSU-03,  Pusat
Teknologi Penerbangan, LAPAN, Bogor Fajar  Ari  Wandono,  Riki  Ardiansyah,  Dony Hidayat, (2015), Evaluasi Kriteria
Kegagalan  Tsai-Hill  Pada  Struktur Rangka  Main  Landing  Gear  LSU-05 , Buku Bunga Rampai Teknologi Pesawat Terbang  sebagai  Mitra  Pengembang Teknologi  Roket  dan  Satelit  Nasional, Indonesia Book Project (IBP), Jakarta.

## Kosim  Abdurohman,  Aryandi  Marta,  (2017),
Tensile  Properties Komposit  Serat  e-
Glass,  Hasil  Vacuum  Infussion  sebagai Material Struktur LSU (Lapan
Surveillance  UAV ),  Prosiding  Siptekgan
XXI-2017, Pustekbang, LAPAN, Bogor
Lidia  Kristina  Panjaitan,  Ani  Nurwasilah,
(2015),  Penelitian  Resin  Epoxy  Content dan  Ketebalan  Material  Komposit  LSU- 05 dengan Metode Hand Lay-up & Vacum Bagging , Buku Bunga Rampai Teknologi Pesawat Terbang sebagai Mitra Pengembang Teknologi Roket dan Satelit
Nasional,  Indonesia  Book  Project  (IBP),
Jakarta.
Michele  Castellani, Jonathan  E.  Cooper,  and Yves  Lemmens,  (2016),  Flight  Loads Prediction  of  High  Aspect  Ratio  Wing Aircraft  Using  Multibody  Dynamics,
International  Journal  of  Aerospace Engineering, Volume 2016 (2016), Article ID 4805817, 13 pages Nanda Wirawan, (2016), Perhitungan Distribusi Gaya Akibat Beban Aerodinamika  Pada  Sayap  LSU-03. Laporan  Teknik,  Pustekbang,  LAPAN, Bogor
Nitesh  Gupta,  M.J.  Augustin,  Sakthi  Sathya,
Saransh Jain, S.R. Viswamurthy,
Kotresh  M.  Gaddikeri  and  Ramesh Sundaram,  (2013),  Structural  Health Monitoring of Composite Aircraft
Structures  Using  Fiber  Bragg  Grating Sensors, Journal of the Indian Institute
of Science VOL 93:4 Oct.–Dec. 2013
Riki  Ardiansyah,  Nanda  Wirawan,  (2016),
Perhitungan Letak dan Pergeseran Pusat
Gravitasi Pesawat LSU-03 untuk menentukan Posisi Beban dan Pemberat, Prosiding Siptekgan XX-2016, Pustekbang, LAPAN, Bogor
Rizky  Fitriansyah,  Fajar  Ari  Wandono,  Atik
Bintoro,  Analisis  Kekuatan  Struktur
Sayap LSU-03NG dengan Menggunakan
Metode Elemen Hingga, Prosiding Siptekgan  (2017),  ISBN  :  978-602- 71833-3-9, Pusat Teknologi
Penerbangan,  Lembaga  Penerbangan Dan Antariksa Nasional
Santhosh  N,  N  D  Shivakumar,  Chetan  D  M,
Pooja Kumari, Sahana B C, Mahalya R,
(2014),  Design  And  Analysis  Of  Engine Mounting Frame Of An Unmanned Aerial Vehichle,  International  Journal  of
Research In Aeronautical And
Mechanical  Engineering,  Vol.2  Issue.5, May 2014
Shreyas  Krishnamurthy,  Suraj  Jayashankar,
Sharath  V  Rao,  Rochen  Krishna  T  S, Shankargoud Nyamannavar, (2014), Cfd Analysis  Of  An  Rc  Aircraft  Wing, International Journal Of Mechanical And Production  Engineering,  Issn:  2320- 2092, Volume- 2, Issue-9, Sept.-2014 Tiago  Ramos,  Daniel  F.  O.  Bragaa,  Shayan Eslamia,  Paulo  J.  Tavaresa,  P.  M.  G.  P. Moreiraa,  (2015),  Comparison  between Finite  Element  Method  Simulation, Digital  Image  Correlation  and  Strain Gauges  measurements  in  a  3-Point Bending  Flexural  Test,  International Conference on Structural Integrity, DOI: 10.1016/j.proeng.2015.08.063 Yuvaraj  G  and  Veeranjaneyulu  K,  (2016),
Buoyancy Lift Augmentation, Journal of Aeronautics  &  Aerospace  Engineering,
DOI:
10.4172/2168-9792.1000175,
Volume  5,    Issue  4  •  1000175,  ISSN:
2168-9792
SISTEM PENYALA NIRKABEL JARAK JAUH UNTUK MUATAN ROKET (WIRELESS SWITCHING FOR ROCKET PAYLOAD)
Endro Artono 1 , Salman Pusat Teknologi Roket Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) Jl. Raya Lapan No.2 Mekarsari, Rumpin, Bogor 16350, Jawa Barat
1 e-mail: endro.artono@lapan.go.id
Diterima: 23 Juni 2018; Direvisi: 30 Juli 2018; Disetujui: 8 Agustus 2018

## ABSTRACT
Currently  in  LAPAN,  to  activate  the  electronics  system  on  the  rocket  payload  is  still  done manually by pressing or shifting the switch at the rocket payload tube from the OFF to ON position. This payload wireless switching system is designed for turning the rocket payload to ON or OFF without any phisical contact from operator and the rocket. As the result of this study, the rocket payload can be switched ON or OFF from the control room wirelessly. The system can also release the umbilical interface from the rocket body before the rocket launched, so it does not interfere with the rocked.
Keywords: payload, wireless, switch, electronics

## ABSTRAK
Proses pengaktifan sistem elektronik pada muatan roket hasil penelitian dan pengembangan LAPAN  selama  ini  masih  dilakukan  secara  manual,  dengan  menggeser  atau  menekan  saklar  pada tabung  muatan  roket  dari  posisi  mati (OFF) ke  posisi  hidup  ( ON) .  Sistem  penyala  muatan  roket  ini dirancang untuk dapat menyalakan atau mematikan muatan roket tanpa kontak fisik antara operator dengan  roket.  Hasil  dari  penelitian  ini,  telah  dibuat  sebuah  sistem  untuk  menyalakan  atapun mematikan  muatan  roket  secara  nirkabel.  Sistem  ini  juga  dapat  melepaskan  perangkat  antarmuka untuk penyalaan muatan dari badan roket, sehingga tidak mengganggu roket saat diluncurkan.
Kata kunci: muatan, nirkabel, saklar, elektronika

## 1 PENDAHULUAN
Pada  roket-roket  yang  dilengkapi dengan  sistem  muatan,  maka  sistem muatan  tersebut  harus  dihidupkan/ dinyalakan  sebelum  roket  ditembakkan dari  peluncurnya.  Pada  sistem  muatan roket-roket  sonda  LAPAN  terdahulu, muatan  elektronika  roket  dihidupkan dengan  cara  manual,  yaitu  dengan mengatur  posisi  saklar  yang  terpasang pada  badan  muatan  roket  pada  posisi “ ON ”  dengan  diatur  menggunakan tangan  secara  langsung  pada  saklar, begitu pula saat mematikannya. Dengan cara ini, muatan roket dapat dihidupkan/  dimatikan.  Namun,  hal  ini cukup  riskan  dan  berbahaya,  karena roket  telah  berada  pada  posisi  siap meluncur. Selain itu, dengan menggerakkan  saklar  secara  manual, rawan  terhadap  timbulnya electrostatic discharge (Xue  et  al.  2016)  dari  tangan operator saat menyentuh saklar, dimana hal  ini  dapat  menimbulkan  kerusakan pada sistem elektronika muatan.
Ditambah  lagi,  dari  sisi  dimensi, saat ini roket-roket LAPAN telah semakin besar  dan  panjang,  sehingga  posisi muatan  saat  roket  berada  pada  elevasi siap terbang di launcher menjadi sangat tinggi.  Sebagai  contoh,  roket  RX320 mempunyai  panjang  6.2  meter.  Saat berada  di launcher dengan  elevasi  70 o , roket akan tampak sebagaimana terlihat pada Gambar 1.1.
Untuk  menyalakan  muatan  roket, seseorang harus menaiki tangga dengan ketinggian 5 meter, dengan tangga yang terpasang  pada  sruktur launcher yang juga  berkemiringan  70 ° .  Hal  ini  tentu saja sangat riskan dan berbahaya.
Pada sistem roket yang lebih maju, metode penyalaan muatan roket dengan cara  manual  telah  lama  ditinggalkan, dan  telah  digantikan  dengan  metode sistem penyala muatan roket jarah jauh, dengan  menggunakan  sistem  yang disebut umbilical  interface .  (Delap,
Glidden,  and  Lamoreaux  2013)  Sistem penyala  muatan  roket  pada  tiap-tiap jenis roket dapat berbeda-beda, tergantung  dengan  sistem  muatan  pada roket  itu  sendiri  dan  fitur-fitur  yang disediakan pada sistem penyala muatan roket tersebut.
Gambar  1.1:  Posisi  roket  RX320  di Launcher
(panah  putih  yang  menunjukkan posisi muatan roket).
Pada roket-roket besar sebagaimana  pada  roket  NASA  maupun lembaga  antariksa  dari  negara-negara maju,  sistem  penyala  muatan  ini  telah sangat  kompleks,  karena  tidak  hanya berfungsi  sebagai  penyala  muatan, namun  juga  memiliki  fungsi-fungsi  lain sebagai  pendukung  misi  roket,  seperti pembacaan data-data muatan, pengisian daya  baterai,  dan  lain  sebagainya (Gosselin  2007).  Semakin  kompleks sistem muatannya, maka akan semakin kompleks  pula  sistem  penyala  muatan yang digunakan.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk membuat  suatu  sistem  yang  mampu untuk  menyalakan/mematikan  muatan roket  dari  jarak  jauh,  serta  dapat melepaskan  sistem  ini  dari  badan  roket sebelum roket ditembakkan/
diluncurkan.
Diharapkan  penelitian  ini  menjadi salah  satu  solusi  terbaik  terhadap permasalahan  atau  kendala  yang  ada pada  proses  penyalaan  muatan  roket sebelumnya.

## 1 METODOLOGI
Sebagaimana
diketahui, roket terdiri  dari  beberapa  komponen  seperti nosel,  tabung  untuk  muatan,  muatan, antena,  tabung  propelan,  motor  roket, sirip,  dan  sebagainya(Satrya  and  Wigati 2013).  Muatan  sistem  elektronika  pada roket-roket sonda LAPAN ditempatkan di depan  motor  roket  hingga nosecone , sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 2-1.
Gambar 2-1: Komponen  penyusun  roket  sonda

## LAPAN
Muatan  ini  ditempatkan  di  dalam tabung  muatan,  dengan  konfigurasi sebagaimana dapat terlihat pada gambar 2.2.  Pada  gambar  tersebut,  sistem elektronika muatan (e,f dan g) berada di dalam  tabung  muatan  dan  sebagian berada  di  dalam nosecone ,  dengan disangga oleh struktur/ kompartemen (d) yang di baut ke tabung muatan.
Untuk  menghubungkan  antara sistem elektronika yang berada di dalam tabung muatan dengan sistem pendukung  lain  yang  terpisah  dengan roket  ( Ground  Support  System,  GSS ), seperti pengisian daya baterai, pemrograman, dan saklar power muatan, digunakan beberapa antarmuka ( interface )  yang  diletakkan  pada  tabung muatan, sebagaimana dapat dilihat pada posisi b di gambar 2.2.
Gambar 2.2: Konfigurasi susunan muatan roket sonda LAPAN
Keterangan gambar: a: nosecone
b: GSS interface
c: tabung muatan
d: struktur kompartemen muatan
e: antena muatan
f: radio transceiver
g: sistem elektronika muatan
Untuk menghidupkan sistem elektronika muatan, maka saklar yang berada di GSS interface harus  digeser  dari  posisi  mati ( OFF )  ke  posisi  hidup  ( ON )  secara manual,  sebagaimana  telah  dijelaskan pada  bagian  pendahuluan.  Agar  dapat dilakukan  penyalaan  sistem  elektronika muatan  roket  dari  jarah  jauh,  maka diperlukan  penggantian  saklar,  dari saklar  manual  menjadi  sistem  saklar elektrik / digital.

## 2.1  Saklar Elektrik / Digital
Fungsi  dari  sebuah  saklar  adalah untuk  menyambungkan  dua  buah saluran / jalur elektronik sehingga dapat digunakan  sebagai  jembatan  untuk melewatkan  arus  listrik.  Pada  saklar manual, cukup dengan menyambungkan dua  buah  jalur  listrik  tersebut  dengan sebuah  penghantar  yang  berfungsi seperti  jembatan  penghubung  antara dua jalur tersebut secara mekanik.
g f e d b c a
Pada saklar elektrik / digital, tidak ada  penghantar  yang  secara  fisik digerakkan untuk menghubungkan antara  dua  buah  jalur  listrik.  Jalur penghantar arus listrik tidak lagi berupa penghantar  listrik  secara  fisik  ,  namun diganti dengan penghantar elektrik yang tidak  memerlukan  pergerakan  secara fisik, namun tetap berfungsi sebagaimana  saklar  mekanik.  Prinsip dasar  dari  hal  ini  dapat  dilihat  pada komponen semikonduktor semisal transistor  yang  difungsikan  sebagai saklar.

## 2.2  Transistor sebagai Saklar
Transistor merupakan sebuah komponen  semikonduktor  yang  dapat difungsikan  sebagai  saklar.  Dengan mengatur transistor berada pada kondisi saturasi,  maka  transistor  akan  berlaku seolah  sebagai  saklar  yang  tertutup. (Beauvoy, 1959)
Gambar 2.3: Rangkaian  sederhana  transistor sebagai saklar.
Pada  gambar  2.3  dapat  dilihat rangkaian dari transistor yang difungsikan  sebagai  saklar.  Transistor akan  berada  pada  keadaan  saturasi apabila  arus  yang  mengalir  pada  basis (I B ) sama atau lebih besar dari arus basis saturasi  (I Bsat ).  Sebaliknya,  transistor akan bekerja sebagaimana saklar terbuka apabila arus yang mengalir pada basis/ I B lebih kecil dari arus cut-off dari transistor. Sederhananya, dengan memberikan  arus  basis  sebesar  0  (nol) volt,  maka  secara  otomatis  transistor akan  berada  pada  kondisi cut-off ,  dan
berlaku sebagai saklar terbuka.(Zambou et al. 2016)
2.3  Mosfet IRF9540
Mosfet adalah salah satu
komponen  elektronika  modern  yang biasa digunakan sebagai saklar.
Komponen ini bisa menggantikan transistor junction  bipolar yang  biasa digunakan di aplikasi rangkaian elektronika(Dobrescu,
Smeu, and Dobrescu  2016).  Gambar  2.4  berikut adalah  rangkaian  Mosfet  IRF9540  yang difungsikan sebagai saklar.
Gambar 2.4: Mosfet IRF9540 sebagai saklar
Pada  gambar  2.4  dapat  dilihat rangkaian  dari  Mosfet  IRF9540  yang difungsikan sebagai saklar. Saat
rangkaian  dalam  posisi  mati  ( switched off ),  rangkaian  akan  secara  total memutus  hubungan  antara  sumber tegangan  /  baterai  dengan  rangkaian elektronika di depannya. Pada situasi ini, tidak  ada  arus  yang  mengalir  melewati mosfet. Sehingga rangkaian akan terputus total dari baterai, meski secara fisik  tidak  ada  jalur  yang  diputus(Genc and Koc 2017).
Apabila  pin  SW2  dihubungkan  ke GND, maka rangkaian akan menghantarkan arus baterai ke rangkaian  elektronika  di  depannya melalui  mosfet,  yang  berlaku  sebagai saklar  tertutup.  Hal  ini  dapat  terjadi, karena  saat  pin  SW2  dihubungkan  ke ground, maka gerbang Gate pada Mosfet akan terhubung ke ground , sehingga V GS
= V baterai , sehingga Mosfet akan mengalami  kondisi  saturasi,  yang  akan mengalirkan arus dari gerbang source ke drain .
Saat  Gerbang Drain teraliri  arus, maka  transistor  T1  akan  berada  pada kondisi  saturasi  juga,  sehingga  akan berlaku  sebagai  saklar  tertutup  antara kaki kolektor / gerbang Gate pada Mosfet dengan  kaki  emitor  / ground ,  sehingga akan  tetap  mejaga  gerbang Gate pada Mosfet terhubung ke ground .
Saat  pin  SW1  dihubungkan  ke ground , maka transistor T1 akan berada pada  kondisi cut-off ,  sehingga  kaki kolektor akan terputus dari kaki emitor, yang mengakibatkan gerbang Gate pada Mosfet terputus dari ground . Di sini nilai V GS akan kecil atau hampir sama dengan 0  (nol),  sehingga  Mosfet  akan  berada pada kondisi cut-off , yang mengakibatkan  terputusnya  arus  listrik dari  baterai  ke  rangkaian  elektronika  di depannya.

## 2.4  Komunikasi Serial
Proses  pengiriman  data  dari  satu mikroprosesor  ke  mikroprosesor  atau peralatan  lain  dapat  dilakukan  dengan berbagai  metode,  tergantung  dari  jenis, besar  dan  kecepatan  data  yang  dikirim. Salah  satu  dari  jenis  komunikasi  yang sering  digunakan  adalah  komunikasi serial. Berbagai macam jenis antarmuka serial, seperti RS232, RS422, RS485, dan lain  sebagainya,  telah  digunakan  pada berbagai  peralatan  industri(Wang,  Hu, and Fu 2016).
Komunikasi
serial dapat
dimanfaatkan  untuk  pengiriman  data, baik berupa karakter dalam format ASCII maupun
format biner. Pada
mikrokontroler  umumnya  terdapat  satu atau  lebih port serial,  yang  dapat digunakan  sebagai debugging maupun pengiriman informasi/ komunikasi.
Media untuk pengiriman komunikasi serial  dapat  berupa hardware yaitu
kabel,  dan  dapat  juga  tanpa  kabel/ wireless , dengan menggunakan perangkat  radio transceiver serial. Banyaknya  data  yang  dikirimkan/ diterima  akan  sangat  berpengaruh terhadap pemilihan jenis radio
transceiver ini.(Fajriansyah 2016)

## 3 HASIL PEMBAHASAN
Sistem penyala nirkabel jarah jauh untuk  muatan  roket  ini  dibuat  dengan menggantikan  saklar  mekanik  pada sistem  muatan  roket  dengan  saklar elektrik dengan menggunakan mosfet P- kanal,  sehingga  memungkinkan  proses pensaklaran tanpa menggerakkan tombol  saklar  secara  fisik  pada  muatan roket. Untuk melakukan proses pensaklaran pada muatan roket,
digunakan konektor antarmuka ( interface )  yang  akan  menghubungkan antara  rangkaian  saklar  elektrik  pada muatan roket dengan rangkaian pensaklar  dari  stasiun  bumi  /  kotak kontrol GSS .
Konektor  antarmuka  / interface saklar  elektrik  pada  muatan  roket  ini berupa  konektor circular  umbilical yang ditempatkan secara permanen di tabung muatan roket, sebagaimana dapat dilihat pada gambar 3.1. Agar dapat di pasang- lepas  dengan  mudah,  maka  konektor yang digunakan adalah konektor dengan jenis push-pull , sehingga tidak diperlukan  gerakan  memutar  untuk memasang maupun melepaskan konektor.
Gambar 3.1: Konektor  antarmuka  saklar elektrik muatan roket.
Tabung muatan
Konektor antarmuka saklar elektrik
Pasangan dari
konektor ini
( connector  plug )  terhubung  langsung  ke kotak  kontrol GSS ,  dengan  konfigurasi desain interface sebagaimana  terlihat pada gambar 3.2 berikut.
Gambar 3.2: Konfigurasi  konektor  antarmuka saklar elektrik dari GSS .
Pada  gambar  3.2  terlihat  konektor circular yang  terpasang  pada  struktur
alumunium dengan konfigurasi
sebagaimana  terlihat  pada  gambar, sehingga konektor tersebut dapat dilepaskan  dari  konektor  yang  berada pada  tabung  roket  secara  elektrikal dengan  menggunakan  bantuan  motor servo sebagai penggeraknya.
Lengan  motor  servo  di  set  untuk menekan  konektor  saat  posisi  konektor dari GSS tersambung  dengan  konektor antarmuka dari muatan roket di tabung muatan.
Untuk  melepaskan  konektor  dari tabung muatan, lengan motor servo di set untuk menarik konektor hingga terlepas dari  konektor  antarmuka  di  tabung muatan.
Gambar 3.3: Kotak kontrol GSS
Posisi  lengan  motor  servo  diatur oleh  sistem  mikrokontroler  yang  berada di  kotak  kontrol GSS .  Motor  servo  dan konektor  antarmuka  tersambung  ke sistem kotak kontrol GSS menggunakan kabel penghubung.
Pada  gambar  3.3  terlihat  kotak kontrol  GSS  yang  berfungsi  untuk mengatur sinyal untuk saklar dan posisi lengan  motor  servo.  Pada  kotak  kontrol GSS  terdapat  sistem  mikrokontroler, rangkaian relay untuk  saklar,  radio transceiver ,  baterai  dan  tombol-tombol untuk pengaturan manual.
Gambar 3.4 berikut adalah diagram blok  sederhana  pada  sistem  kotak kontrol GSS.
Gambar 3.4: Diagram  blok  sederhana  Kotak kontrol GSS
Radio Transceiver berfungsi  untuk menerima data serial dari Ground Station secara nirkabel, dan mengirimkan status dari kotak kontrol GSS ke Ground Station .
Sistem Relay berfungsi  sebagai pengganti saklar manual untuk menyalakan  sistem  elektronika  muatan roket. Sistem relay terdiri dari rangkaian driver relay dengan transistor Darlington sebagai  komponen  utamanya.  Tegangan keluaran  mikrokontroler  yang  hanya  5 volt dan arus yang kecil, sekitar 10 mA, akan  mengaktifkan  rangkaian driver relay ini,(Arisandi  2017)  sehingga  dapat mengaktifkan  relay.  Rangkaian driver
Radio Transceiver Sistem Mikrokontroler Sistem Relay Sistem Servo Tombol Manual
relay tersebut dapat dilihat pada gambar 3.5 berikut.
Gambar  3.5:  Rangkaian driver  relay .(Arisandi 2017)
Sistem  servo  berfungsi  untuk menggerakkan  lengan  motor  servo  pada dua kemungkinan posisi, membuka atau menutup.
Pada posisi lengan servo menutup, akan menahan posisi konektor umbilikal dari  kotak  kontrol GSS di interface umbilikal  pada  tabung  muatan  roket. Pada  posisi  lengan  servo  membuka, berarti  akan  melepaskan  konektor umbilikal  pada  kotak  kontrol GSS dari interface umbilikal pada tabung muatan roket.
Sistem mikrokontroler akan menerima perintah pensaklaran maupun posisi  lengan  servo  dari  dua  sumber, tombol  manual  dan  radio transceiver . Dari perintah tersebut, kemudian mikrokontroler akan menerjemahkannya dalam  bentuk  sinyal  digital  untuk kemudian  diumpankan  ke  sistem relay dan motor servo.
Radio transceiver akan  menerima perintah pensaklaran dari Ground Station dalam bentuk data serial dengan format protokol tertentu.
Pada  protokol  ini  data  serial  yang dikirim akan memuat informasi
(pengenal) dari Ground  Station ,  kode keamanan, perintah posisi lengan servo, perintah  posisi  saklar relay  , dan checksum. Protokol  perintah  ini  dikirim dengan format komunikasi serial, dengan baudrate sebesar 38.400 bps. Pada penelitian ini, radio
transceiver yang digunakan adalah radio APC802  dengan  frekuensi  kerja  418  – 455  MHz.  Pemilihan  penggunaan  radio ini,  selain  karena  jarak  transmisinya hingga  2800  meter,  dimana  masuk dalam  jarak  antara launchpad roket dengan Ground  Station LAPAN,  juga karena menghindari penggunaan frekuensi komunikasi yang sama dengan muatan  roket,  yang  menggunakan frekuensi 900 MHz dan 2.4 GHz.
Gambar 3.6: Radio transceiver APC802
Mikrokontroler kemudian akan
memilah data-data yang masuk, mengidentifikasi  data,  kemudian  akan melakukan  eksekusi  perintah  jika  data yang  diterimanya  telah  dianggap  valid/ sesuai dengan protokol.
Setelah melakukan eksekusi perintah,
mikrokontroler kemudian akan mengirimkan  sinyal  balasan  tentang status  terakhir  dari  sistem  penyala tersebut  dalam  format  serial  ke Ground Station melalui radio transceiver . Diagram alir dari kerja sistem mikrokontroler  tersebut  dapat  dilihat pada gambar 3.7 berikut:
Gambar  3.7:  Diagram  alir  program  pada mikrokontroler.

## 4 KESIMPULAN
Sesuai  dengan  fungsinya,  sistem penyala  roket  ini  dapat  bekerja  dengan baik  untuk  menyalakan  muatan  roket yang  telah  berada  di  peluncur  roket secara  nirkabel,  yang  diatur  dari  ruang Ground  Station .  Sistem  ini  juga  dapat melepaskan konektor umbilical GSS dari tabung  muatan  roket  sehingga  tidak mengganggu roket saat proses meluncur dari launcher .

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan  terima  kasih  ditujukan kepada  Kepala  bidang  Kendali  dan Telemetri, dan seluruh tim muatan roket
yang  telah  banyak  membantu  dalam penelitian ini.

## DAFTAR RUJUKAN
Xue,  Fei  et  al.  (2016). MoS 2 Tribotronic Transistor  for  Smart  Tactile  Switch.
Advanced  Functional  Materials  26(13): 2104–9.
http://doi.wiley.com/10.1002/adfm.201
504485.
Delap,  Damon,  Joel  Glidden,  and  Christopher Lamoreaux.  (2013). Development  of  the Orion  Crew-Service  Module  Umbilical Retention and Release Mechanism . Conference  proceedings  of  the  15th European Space Mechanisms & Tribology Symposium (September): 25–27. http://www.esmats.eu/noordwijk/index. php. Gosselin, Armand M. (2007). Automated Ground Umbilical  Systems  (  AGUS  )  Project. Proceedings. The Space Congress.
http://commons.erau.edu/space- congress-proceedings.
Satrya,  Errya,  and  Wigati.  (2013). Beberapa Masalah  Dalam  Proses  Pembuatan  Roket
Seri  Rx/Rkx-100  (Problems  In  The
Production Process Of Rocket Rx/Rkx-100.
Majalah  Sains  dan  Teknologi  Dirgantara 8(2): 70–77. http://www.jurnal.lapan.go.id/index.ph
p/majalah_sains_tekgan/article/view/21
71.
Beauvoy, Transistor  Switching-Circuit  Design Using the Charge-Control Parameters. The Institution of Electrical Engineers. paper no. 2970. May 1959.
Zambou,  Serges  et  al.  (2016). Variable Temperature Performance of a Fully Screen Printed  Transistor  Switch. Solid-State Electronics 126: 59–66. http://dx.doi.org/10.1016/j.sse.2016.09 .014.
Dobrescu,  Lidia,  Raluca  Smeu,  and  Dragos Dobrescu.  (2016). Load  Switch  Power MOSFET SPICE Model . Proceedings of the
2016  International  Conference  and Exposition  on  Electrical  and  Power
Mulai Set serial com Set relay Set PWM servo Set digital input
Data serial masuk? Ada inputmanu al? Pilah data serial
Proses perintah relay Proses perintah Servo Kirim feedback ke GS Data OK? NO NO YES YES YES NO
Engineering, EPE 2016 (Epe): 644–47.
Genc, Naci, and Yavuz Koc. (2017). Experimental Verification of an Improved Soft-Switching
Cascade  Boost  Converter. Electric  Power Systems Research 149: 1–9.
http://dx.doi.org/10.1016/j.epsr.2017.0
4.015.
Wang, Yinqiao, Xiaoguang Hu, and Li Fu. (2016).
Design  and  Realization  of  Multi-Function Serial Port with High-Speed/Large- Capacity/Asynchronous FIFO. IEEE International  Conference  on  Control  and Automation, ICCA 2016–July: 227–31. Fajriansyah, Burhan. (2016). Evaluasi
Karakteristik  XBee  Pro  Dan  NRF24L01+ Sebagai  Transceiver  Nirkabel. jurnal Elkomika  4(1):  83–97.I  SSN  (e):  2459- 9638. Arisandi, Effendi Dodi. (2017). Sistem Pengaman Power Shape-Charge pada Flight
Termination  System .  Jurnal  Teknologi
Dirgantara, vol.15 no.1, Juni 2017 : 21– 28.
REVIEW PERBANDINGAN TEKNIK MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) UNTUK SISTEM PENGISIAN DAYA MENGGUNAKAN SEL SURYA

## (REVIEW COMPARISON MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) TECHNIQUE FOR CHARGING SYSTEMS USING SOLAR CELLS)
Bayu Azmi 1 , Jefri Abner H 2 , Prasepvianto E B 3 , Hendrik Seputra 4 1, 4 Departemen Fisika, Universitas Indonesia Jl. Margonda Raya, Pondok Cina, Beji, Kota Depok, Jawa Barat 16424 2, 3 Pusat Teknologi Penerbangan (LAPAN) Jl. Raya LAPAN Rumpin Bogor Jawa Barat
1 e-mail: jefri.abner@lapan.go.id
Diterima: 20 Juli 2018; Direvisi: 15 Januari 2019; Disetujui: 7 Februari 2019

## ABSTRACT
The solar energy has been considered as a prospect renewable energy source for electric power generation. Solar Photovoltaic system became a popular object to be developed by researcher. Its low efficiency energy conversion is one of disadvantage of this system. Photovoltaic modules have a single operating point where the voltage and current output results in maximum power output. In most solar photovoltaic  power  systems,  a  particular  control  algorithm,  namely  maximum  power  point  tracker (MPPT) is used to take full advantage of the solar energy.  There are three main MPPT methods, such as conventional  method,  artificial  intelligence  based  method,  and  hybrid  method.  Every  method  has  its advantages  and  also  disadvantages.  The  conventional  method  has  advantages  such  as  low  cost  and simple implementation but also has disadvantages like cannot to adapt to environment condition. The artificial  intelligence  based  method  has  faster  power  point  tracking  and  environment  condition correction  as  its  advantages  but  also  has  disadvantages  such  as  complex  implementation  and  more expensive.
Keyword : Solar energy, photovoltaic, MPPT, conventional, artificial intelligence

## ABSTRAK
Energi  surya  telah  dianggap  sebagai  prospek  sumber  energi  terbarukan  untuk  pembangkit tenaga listrik. Sistem fotovoltaik surya menjadi objek yang populer untuk dikembangkan oleh peneliti. Rendahnya efisiensi dalam konversi energi adalah salah satu kelemahan sistem ini. Modul fotovoltaik memiliki  titik  operasi  tunggal  di  mana  output  tegangan  dan  arus  menghasilkan  output  daya maksimum. Dalam kebanyakan sistem fotovoltaik, algoritma kontrol tertentu, yaitu Maximum Power Point  Tracker (MPPT)  untuk  memanfaatkan  secara  maksimal  energi  surya  tersebut.  Ada  tiga  metode utama pada MPPT yaitu metode konvensional, metode kecerdasan buatan, dan metode hibrid. Setiap metode memiliki kelebihan dan juga kekurangan. Metode konvensional memiliki kelebihan seperti biaya rendah dan implementasi yang sederhana tetapi juga memiliki kerugian seperti tidak dapat beradaptasi dengan  kondisi  lingkungan.  Metode  berdasarkan  kecerdasan  buatan  memiliki Power  Point  Tracking yang lebih cepat dan koreksi terhadap kondisi lingkungan sebagai kelebihannya tetapi juga memiliki kerugian seperti penerapan yang lebih rumit dan biaya yang lebih mahal.
Kata kunci : Energi surya, Photovoltaic, MPPT, Konvensional, kecerdasan buatan

## 1 PENDAHULUAN
Kebutuhan  akan  energi  listrik semakin  meningkat  seiring  dengan pertumbuhan penduduk dan kebutuhan industri.  Penelitian  dan  pengembangan di bidang sumber energi terbarukan akan memberikan  kontribusi  yang  cukup besar  dalam  memenuhi  kebutuhan energi  dewasa  ini  (Askarzadeh,  2013; Bayod-Rújula, Haro-Larrodé, & Martínez- Gracia,  2013;  Merei,  Berger,  &  Sauer, 2013).  Sistem  energi  terbarukan  terdiri atas  sistem  tenaga  surya,  tenaga  angin, sel  bahan  bakar,  turbin-mikro,  dll. Energi terbarukan menjadi lebih populer dikarenakan ketersediaannya, kehandalannya, yang yang paling penting ramah lingkungan.
Energi surya merupakan salah satu energi  yang  ketersediaannya  melimpah khususnya di daerah tropis. Energi surya memiliki  beberapa  keunggulan  seperti bebas  polusi,  umur  panjang,  perawatan yang  mudah,  dan  tidak  berbahaya  bagi lingkungan (Abusorrah et al., 2013; Jung
& Ahmed, 2012; Kaliamoorthy,
Rajasekaran,  &  Gerald  Christopher  Raj, 2014) . Dengan penurunan harga modul panel surya dan meningkatnya kekhawatiran  akan  emisi  gas  rumah kaca, tenaga surya menjadi sumber daya yang sangat penting pada skenario energi global  (Ahmed  &  Salam,  2014).  Secara teknologi, system panel surya relatif lebih mudah  untuk  di  pasang,  sangat  aman, hampir tanpa perawatan, dan yang lebih penting,  ramah  lingkungan  (Ahmed  & Salam,  2014).  Pada  sistem  panel  surya, selain  mengkonversi  energi  surya  ke energi listrik, energi surya juga mengakibatkan kenaikan suhu pada sel surya dan ini akan mengurangi efisiensi sel  tersebut  (Baljit,  Chan,  &  Sopian, 2016).  Banyak  penelitian  yang  telah dilakukan untuk mengatasi faktor-faktor yang  dapat  mengurangi  efisiensi  sel tersebut  (Moradi,  Ali  Ebadian,  &  Lin, 2013). Oleh karena itu, perlu dilakukan
pencarian  titik  daya  maksimum  dari sistem panel surya.
Seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar  1,  sebuah  sistem  panel  surya memiliki karakteristik
I-V (arus-
tegangan) yang tidak linier dan karakteristik P-V (daya-tegangan) menunjukkan  bahwa  terdapat  hanya satu titik (P max ) dimana sistem menghasilkan  daya  maksimum  (Verma, Nema,  Shandilya,  &  Dash,  2016). Dikarenakan MPP ( maximum power point ) selalu berubah bergantung pada tingkat iradiasi matahari, metode MPPT ( maximum power point tracker ) digunakan  untuk  mencari  MPP  dari sistem  tersebut.  Metode-metode  MPPT dapat  dikategorikan  dalam  banyak  fitur seperti  efisiensi  surya,  respon  dinamik, kecepatan konvergen, kebutuhan sensor, biaya, kompleksitas, dll.
Gambar 1-1 : Karakteristik I-V dan P-V dari sel surya.

## 2 Maximum  Power  Point  Tracking (MPPT)
Permasalahan  yang  dihadapi  dari pengunaan  system  panel  surya  adalah pengisian  daya  dan  efisiesi  yang  sangat rendah,  pengaruh  kondisi  dilingkungan sekitar, dan selain itu modul panel surya memiliki  karakteristik  P-V  dan  V-I  yang tidak linear (Verma et al., 2016). Secara matematis
untuk mengetaahui
karakteristik solar sel dapat
menggunakan  persamaan  berikut  (Li, Wen, Jiang, Hu, & Zhao, 2016).
Dimana  Iph  adalah  arus  panel surya dalam satu solar sel, sedangkan Is adalah  arus  balik  saturasi  dari  diode,  q muatan  electron  1.602  x  10-19  C,  A adalah  faktor  dioda  ideal,  K  adalah konstanta Boltzmann 1.38 x 10-23 J/K, T  (Kelvin)  adalah  temperatur  dari  p-n junction,  Vpv  dan  Ipv  adalah  tegangan dan  arus  keluaran  dari  panel  surya,  Rp sama  dengan  hambatan  pada  panel surya, Rs sama dengan hambatan geser..
Pada  gambar  kurva  dibawah menunjukkan  bahwa  karakteristik  P-V dan  I-V  mempunyai  kurva  yang  tidak linear, hal ini bergantung pada temperatur dan tingkat iradiasi matahari,  tiap-tiap  titik  dari  kurva tersebut  mewaliki maximum power point (MPP)  (Paz  &  Ordonez,  2014;  Zakzouk, Elsaharty, Abdelsalam, Helal, & Williams, 2016).
Gambar 2-1 : Karakteristik P-V dan I-V akibat pengaruh dari iradiasai matahari temperature.
Selain  karakteristik  P-V  dan  I-V yang  tidak  linier,  efisiensi  system  panel surya  dipengaruhi  oleh  tiga  faktor  (Abu Eldahab, Saad, & Zekry, 2014; Harrag & Messalti,  2015;  Piegari  &  Rizzo,  2010), yaitu:
• Efisiensi dari panel surya (9 – 17 %)
• Efisiensi  dari  inverter  (95  –  98 %)
• Efisiensi dari algoritma pelacak titik daya maksimum (MPPT) (<
98%).
Oleh karena itu algoritma dan teknik
MPPT diperlukan untuk dapat
mempertahankan  titik  kerja  pada  panel surya agar berada pada MPP.
Pengekstrasian daya maksimum pada  sebuah  system  panel  surya membutuhkan operasi pelacak tegangan atau  arus  secara  terus  menerus  pada saat daya maksimum dihasilkan. Proses ini dilakukan dengan menggunakan daya converter  elektronik  melalui  algoritma MPPT  (Mahmoud  &  El-Saadany,  2016). Tipikal  dari  operasi  MPPT  pada  sistem panel  surya  ditunjukkan  dalam  gambar diagram  blok  di  bawah  ini.  Dimana controller senses dan array menilai daya output  dari  sitem  panel  surya  dan penyesuaian  daya interface dipelukan untuk
mendapatkan kondisi
operasioanal yang optimal. Daya kondisioner  dapat  berupa  converter DC/DC  atau  inverter  DC/AC  (Xiao, Elnosh, Khadkikar, & Zeineldin, 2011).
Gambar 2-2 : Blok diagram dari topology MPPT pada system panel surya.
Dari  berbagai  literatur,  teknik MPPT  dibagi  menjadi  dua  kelompok berdasarkan  implementasinya,  yaitu: heuristic  technique dan model  based technique .  Teknik  heuristic  biasanya memiliki  ide-ide  dan  implementasi  yang sederhana, tetapi memerlukan beberapa iterasi  sebelum  menemukan  MPP.
Sedangkan  teknik  model  basik  adalah teknik  mengeksploitasai  baik  generator, converter ,  atau  model-model  beban  dan memiliki  kecepatan  pelacakan  yang sangat  cepat  dengan  penambahan kompleksitas biaya dan sensor ( Combining  Model-Based  and  Heuristic Techniques )  (Mahmoud,  Abdelwahed,  & El-Saadany, 2016; Xiao et al., 2011) .
Beberapa teknik dari heuristic diantaranya  adalah perturb  and  observe (P&O)  method,  hill  climbing  technique, fuzzy control, power–voltage differentiation, online method , dan incremental conductance method (Bidram, Davoudi,  &  Balog,  2012;  Rahmann, Vittal,  Ascui,  &  Haas,  2016;  Xiao  et  al., 2011).  Proses  operasi  dalam  metode  ini terdiri  dari  tiga  langkah;  1).  Menganggu system panel surya, 2). Mengukur respon terhadap  ganguan  dan  3).  Membuat koreksi  umpan  balik  yang  sesuai. Kelompok  dalam  teknik  ini  tidak memerlukan  data  parametrik  dari generator PV, yang memiliki kompleksitas  komputasi  rendah  tetapi menuntut  sensor  untuk  mengukur tegangan  dan  arus  dari  generator  PV. Kelemahan utama dari teknik ini adalah terkait  dengan  jumlah  iterasi  yang diperlukan  untuk  menemukan  MPP (Hartmann,  Vitorino,  Correa,  &  Lima, 2013).
Model  based MPPT,  dikembangkan untuk mengatasi kelemahan dari teknik heuristic dan  meningkatkan  dinamika pelacakan  MPPT.  Model  based  MPPT membutuhkan  pengetahuan  tentang system  panel  surya  serta  pengukuran iradiasi dan temperatur untuk menentukan MPP analitis. Secara keseluruhan, model based MPPT memberikan  respon  cepat  terhadap perubahan radiasi matahari
dibandingkan  dengan  teknik heuristic , selain itu tidak memungkinkan terjadinya  lompatan  tegangan  dari system  panel  surya  secara  cepat  atau besar (Fathabadi, 2016).
Selain pembagian MPPT menjadi dua kelompok menurut teknik implementasinya,  MPPT  juga  dibagi dibagi  kedalam  tiga  kelompok  dalam metode  aplikasinya,  yaitu  metode online atau offline dan metode hybrid (Ma et al., 2013).  Metode offline tidak  mengukur daya  yang  diekstrak  oleh  system  panel
surya  dan  metode  ini  didasarkan  atas karakteristrik  dari  sistem  panel  surya dan iradiasi matahari, seperti hubungan arus pendek (Isc) dan tegangan rangkaian  terbuka  (Voc).  Nilai-nilai  ini digunakan  untuk  menghasilkan  sinyal kontrol yang diperlukan untuk mengontrol  (MPP)  pada  sistem  panel surya. Namun, algoritma ini tidak dapat mendeteksi MPP secara akurat, terutama saat  variasi  perubahan  cepat  dari atmosfer.  Yang  termasuk  ke  dalam metode online adalah  sebagai  berikut Perturb  and  Observe (P&O) method , Incremental  Conductance  method (IC), dan Hill  Climbing (HC).  Sedangkan  yang termasuk kedalam metode hybrid adalah genetic  algorithm  neural  network (GA- ANN), optimization  of  a  fuzzy  logic controller menggunakan swarm optimization (PSO-FLC),  dan genetic algorithm-fuzzy  logic  controller (GA-FLC) (Harrag & Messalti, 2015).

## 3 Metode MPPT

## 3.1  Metode MPPT Konvensional
Metode konvensional
menggunakan  data  pengukuran  sensor yang dipasang pada panel surya seperti: tegangan,  arus,  suhu  dan  radiasi matahari untuk mencapai titik maksimum.  Metode  konvensional  lebih mudah  diterapkan  daripada  metode lainnya (Bendib, Belmili, & Krim, 2015).
3.1.1 Constant  voltage  controller (CVC )
Metode  CVC  merupakan  metode yang menjaga tegangan output dari panel surya  agar  bernilai  tetap.  Besarnya tegangan ditentukan dengan memastikan  maksimum  transfer  daya pada  beban  yang  terhubung  dengan panel  surya.  Dalam  metode  ini  hanya menggunakan  sebuah  sensor  tegangan. Kelemahan  dari  metode  CVC  yaitu  jika ada  perubahan  suhu,  tegangan  operasi panel surya keluar dari titik
maksimumnya (Kumar, Jain, & Palwalia, 2015; Kwan & Wu, 2016).
Metode  CVC  dapat  ditambahkan suatu proportional-integral (PI) kontroler di  dalamnya  yang  ditunjukkan  pada persamaan berikut ini :
(3-1) Blok diagram metode
CVC ditunjukkan pada Gambar 3-1. Kp dan Ki merupakan nilai gain yang dapat diatur sesuai output yang diinginkan dari panel surya.  Fungsi  dari  PI  kontroler  adalah untuk  meminimalisirkan  nilai  error akibat terjadinya penambahan kesalahan  dari  sistem  secara  terus menerus.  Sehingga  didapatkan  output yang lebih stabil terhadap waktu (Jusoh, Sutikno, Guan, & Mekhilef, 2014).

## Gambar 3-1 : Blok diagram Metode CVC

## 3.1.2 Perturb & Observe (P&O)
Metode  P&O  merupakan  metode
MPPT  yang  umum  digunakan.  Dalam metode  ini,  gangguan  diterapkan  pada tegangan referensi atau sinyal arus dari sistem panel surya (Kumar et al., 2015).
Dalam  metode  ini,  tegangan  dari panel  surya  dianggap  sebagai  sinyal referensi.  Target  dari  metode  ini  adalah memaksa  tegangan  referensi  dari  panel surya  sebagai  VMPP.  Hal  ini  dilakukan dengan menerapkan gangguan kecil dan konstan  untuk  tegangan  panel  surya. Setelah  setiap  gangguan  variasi  dalam output  daya  (dP)  diukur.  Sebuah  dP positif menunjukkan bahwa daya output akan  mendekati  MPP.  Oleh  karena  itu, gangguan  dari  tanda  positif  diterapkan pada  tegangan  panel  surya  di  tahap
berikutnya.  Di  sisi  lain,  jika  dP  negatif diberikan  tanda  gangguan  negatif. Langkah-langkah  ini  berulang  kali dilakukan hingga MPP sistem tercapai di mana dP sama dengan nol.
P&O
MPPT memiliki dua kelemahan. Pertama,
sulitnya menentukan  nilai  gangguan  yang  ideal. Jika  gangguan  besar,  kemungkinan algoritma untuk berosilasi disekitar MPP menjadi  tinggi  dan  jika  gangguan  kecil, kecepatan konvergensi algoritma menjadi  sangat  rendah  (Kwan  &  Wu, 2016).  Kelemahan  ini  dapat  diatasi dengan menggunakan ukuran gangguan variabel, yang menurun sebagai algoritma menyatu dengan MPP. Perubahan  kondisi  lingkungan  juga mempengaruhi  kinerja  sistem  dalam mencapai MPP.
Gambar 3-2 :  Flowchart Metode P&O
3.1.3 Incremental  Conductance  (IC) method
Metode  MPPT  ini  menargetkan kemiringan karakteristik I-V panel surya untuk melacak MPP dari sistem. Metode MPPT  ini  didasarkan  pada  kemiringan kurva daya dari sistem PV di MPP adalah nol, positif bila daya output kurang dari MPP dan negatif ketika daya output lebih besar  dari  MPP  (Zakzouk  et  al.,  2016).
Daya output maksimum dapat
dinyatakan dalam persamaan berikut:
PMPP = VMPP IMPP (3-2)
Hal  ini  dapat  dievaluasi  dengan membedakan  daya output dari  sistem panel  surya  terhadap  tegangan  dan menyamakannya  dengan  nol,  seperti yang  diungkapkan  dalam  persamaan berikut:
(3-3) Oleh karena itu, dengan
mengevaluasi derivative ,  dapat  diuji apakah  sistem  PV  beroperasi  pada  MPP atau  tidak.  Tiga  kondisi derivative ditunjukkan dalam persamaan berikut :
(3-4)
Dalam metode ini kecepatan
pelacakan  MPP  dapat  ditingkatkan dengan  menyesuaikan  kenaikan  atau penurunan ukuran VSTEP tetapi menyebabkan sistem berosilasi disekitar MPP. Keuntungan dari metode ini adalah dapat  berfungsi  sebagai  solusi  yang efektif pada perubahan kondisi lingkungan  yang  cepat  berubah-ubah. Kelemahan  dari  metode  ini  yaitu sitemnya  yang  lebih  kompleks  dari metode  sebelumnya  (Zakzouk  et  al., 2016).
3.2 Metode
MPPT Berdasarkan
Kecerdasan Buatan
Metode ini terbagi menjadi 3 yaitu: ( Fuzzy  Logic  Control (FLC) method ; Artificial  Neural  Network (ANN) method ; Incremental Conductance (IC ) method .

## 3.2.1 FUZZY  LOGIC  CONTROL  (FLC) METHOD
Metode Artificial controlling sudah banyak  digunakan  pada  aplikasi  MPPT. Saat  ini  metode fuzzy  logic control merupakan  metode  yang  paling  banyak digunakan.
Pada sistem MPPT untuk sel surya input dari fuzzy controller adalah error , E dan  perubahan  dari  error, Δ E.  Tetapi pemilihan error sepenuhnya bergantung pada pengetahuan pembuat sistem pada jenis  aplikasi  yang  dikerjakan  untuk sistem  PV  sel  surya.  Kebanyakan  akan memilih  slope  dari  kurva  P-V,  dP/dV sebagai persamaan error karena nilai nol didapat dari MPP (Jusoh et al., 2014).
E(k) = [P(k) – P(k-1)] / [V(k) – V(k-1) (3-5) ∆ E(k) = E(k) – E(k-) (3-6)
Tabel 3-1: TABEL ATURAN DASAR
Δ E
E NB NS ZE PS PB NB ZE ZE NB NB NB NS ZE ZE NS NS NS ZE NS ZE ZE ZE PS PS PS PS PS ZE ZE PB PB PB PB ZE ZE
Tabel  3-1  menunjukkan  aturan dasar dari boost converter , dimana output nya  adalah  perubahan  dari  tegangan referensi. Variabel input seperti tegangan dan arus di beri label (NB: Negative Big , NS: Negative Small , ZO: Zero , PS: Positive Small ,  PB: Positive  Big ).  Metode  ini diambil dari konsep hill-climbing .
Keuntungan  dari  model  FLC  yaitu tidak memerlukan persamaan matematika  dalam  perancangan  sistem, mampu  bekerja  dengan  input  yang  tak terbatas,
kemampuan
dalam
penanganan  sistem  yang  nonlinear, proses capat dan akurat.
Kelemahannya yaitu penentun input dan output berdasarkan pengalaman dari pengamatan yang telah dilakukan sebelumnya.
3.2.2 Artificial Neural
Network Method (ANN)
Metode  ANN  di  terinspirasi  dari sistem  saraf  pusat  (otak)  dan  model komputasi  ini  mampu  membuat  mesin untuk  belajar  ( machine  learning )  dan digambarkan sebagai neuron yang saling berhubungan  dan  membentuk  jaringan yang  menyerupai  jaringan  saraf  biologis (Verma et al., 2016).
Blok  diagram  dari  sistem  ANN digambarkan pada Gambar 3-2.
Gambar  3-2  :  Feed  forward  neural  network approximator.
Pada  gambar  3-1  terdapat  2  input yaitu  tegangan  referensi  Voc(n)  dan parameter  waktu,  (T(n).  Pada  proses pembelajaran  neuron  wI  adalah weights dan  b adalah bias .
Keuntungan  dari  metode  ANN  yaitu dapat  menentukan  MPP  yang  akurat tanpa  membutuhkan  informasi  dari model  parameter.  Kerugiannya  metode ANN  memerlukan  training  yang  lama agar menjadi sistem yang handal.
3.2.3 Adaptive Neuro Fuzzy Interference (ANFIS) Method
ANFIS  dikenal  sebagai  metode pendekatan hybrid  neuro-fuzzy untuk pemodelan  sistem  nonlinear  kompleks yang  menggabungkan adaptive learning dari  ANN  dengan reasoning  ability dari
fuzzy  interference  system (FIS)  (Ahmadi- Nedushan,  2012;  Zhou,  Wang,  &  Zhu, 2016). Karena kemampuan ANFIS untuk mewakili berbagai sistem dengan tingkat akurasi yang tinggi sistem ini juga sering disebut  sebagai universal  approximator . Tetapi  sistem  ini  memiliki  kekurangan yaitu kurang adaptif terhadap perubahan kondisi lingkungan.
Arsitektur dari ANFIS terdiri dari 5 layer yang ditunjukkan oleh Gambar 3-2.
Gambar  3-2  :  Skematik  dari  arsitektur  ANFIS [15].
Layer 1 adalah Fuzzy Layer . Fungsi node di tunjukkan dangan peramaan (3- 7).
(3-7)
Layer 2  adalah Rule  Layer. Fungsi node ditunjukkan dengan persamaan (3- 8).
(3-8)
Layer 3 adalah Normalization Layer. Fungsi node ditunjukkan dengan persamaan (3-9).
(3-9)
Layer 4 adalah
Defuzzication Layer.
Fungsi node ditunjukkan dengan persamaan (3-10).
(3-10)
Layer 5 adalah single node . L ayer ini berfungsi sebagai penjumlah dari semua signal masuk yang di tunjukkan dengan persamaan (3-11).
(3-11)
Keuntungan  dari  ANFIS  adalah memiliki  akurasi  yang  bagus  untuk mencapai  MPP  dan  juga  respon  yang cepat  terhadap  perubahan  lingkungan. Kerugian dari metode ini, sistemnya yang sangat  kompleks  dan  juga  memerlukan fitur  controller  yang  berkemampuan tinggi.

## 4 PERBANDINGAN METODE MPPT
Pada metode konvensional, metode IC merupakan metode yang paling bagus
dari segi cepatnya waktu yang dibutuhkan  untuk  mencapai  MPP  dan juga respon terhadap lingkungan.
Sedangan metode berbasis artificial intelligent ,  metode  ANFIS  merupakan metode  yang  memiliki  akurasi  paling baik  untuk  mencapai  MPP  dan  respon dengan  cepat  terhadap  perubahan tegangan, tetapi membutuhkan resource yang  tinggi  untuk  menjalanakan  sistem yang sangat kompleks.
Dari berbagai metode MPPT, metode konvensional memiliki kelebihan kemudahan  dalam  implementasinya, tetapi  tidak  bisa  beradaptasi  terhadap perubahan lingkungan. Sebaliknya metode  berbasis artificial  intelligent mempunya  sistem  yang  lebih  kompleks tetapi bisa beradaptasi terhadap perubahan  kondisi  lingkungan.  Berikut adalah  perbandingan  dari  jenis  metode konvensional dan juga metode AI.
Tabel 4-1:   PERBANDINGAN DARI BERBAGAI METODE MPPT
No Metode Kategori Metode Implementasi Sensor Perubahan Energi Analog/ Digital Kecepatan Tracking Adaptive 1 Constant voltage controlle (CVC) Konvensional Simpel Tegangan DC-DC A,D Low No 2 Perturb & Observe (P&O) Konvensional Kompleks Tegangan, Arus DC-DC D Medium No 3 Incrimental Conductance (IC) Konvensional Kompleks Tegangan, Arus DC-DC D High Yes 4 Fuzzy logic controller (FLC) AI Medium Tegangan, Arus DC-DC D Very High Yes 5 Artificial neural network (ANN) AI Medium Irradiasi, Temperatur DC-DC D Very High Yes 6 Adaptive Neuro Fuzzy Interference (ANFIS) AI Kompleks Irradiasi, Temperatur DC-DC D Very High Yes

## 5 KESIMPULAN
Permasalahan  dari  system  panel surya yang mempunyai karakteristik P-V dan  I-V  yang  tidak  linier  dan  efisiensi yang  sangat  rendah  akibat  pengaruh perubahan iradiasi matahari dan temperature lingkungan, sehingga diperlukan sebuah pelacak tegangan dan arus  agar  pengekstraksian  daya  yang dihasilkan  tetap  berada  pada  titik maksimum,  yaitu Maximum  Power  Point Tracker (MPPT).
Metode  MPPT  dibagi  menjadi  dua, yaitu  metode  konvensional  dan  metode berbasis artificial  intelligent (AI).  Metode konvensional  terdiri  dari;  CVC method , P&O method , IC method .
Dari beberapa metode konvensional tersebut  metode  IC  atau Incremental Conductance method memiliki kelebihan, dalam  hal  kecepataan  untuk  mencapai MPP,  dan  juga  dapat  menyesuaikan perubahan  lingkungan,  tetapi  memiliki implementasi yang lebih komplek daripada  metode  konvensional  lainnya. Sedangkan  metode    berbasis artificial intelligent (AI)  diantaranya  adalah  FLC method ,  ANN method ,  ANFIS method . Metode  ANFIS  adalah  metode  AI  yang memiliki akurasi yang paling baik untuk mencapai  MPP  dan  respon  yang  cepat terhadap fluktuasi daya.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada Dr. Drs. Cuk Imawan, M.Si  selaku  dosen  mata  kuliah  seminar yang telah memberikan bimbingan dalam penulisan  KTI  ini,  juga  kepada  rekan- rekan mahasiswa S-2 FMIPA UI angkatan 2015 yang telah membantu dalam mata kuliah seminar.
Tak  lupa  juga  kepada  Pusat Teknologi  Penerbangan  LAPAN  atas fasilitas  riset  dan  tim  redaksi  Jurnal Teknologi
Dirgantara yang telah berkenan untuk
memeriksa dan menerima KTI kami.

## DAFTAR RUJUKAN
Abu  Eldahab,  Y.  E.,  Saad,  N.  H.,  &  Zekry,  A.
(2014). Enhancing the maximum power point tracking techniques for photovoltaic  systems. Renewable  and Sustainable  Energy  Reviews,  40 ,  505- 514. doi:
https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.0
7.202
Abusorrah, A., Al-Hindawi, M. M., Al-Turki, Y.,
Mandal, K., Giaouris, D., Banerjee, S., . . . Papadopoulou, S. (2013). Stability of a boost converter fed from photovoltaic source. Solar Energy, 98 , 458-471. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.201 3.09.001
Ahmadi-Nedushan,  B.  (2012).  Prediction  of elastic  modulus  of  normal  and  high strength  concrete  using  ANFIS  and optimal  nonlinear  regression  models.
Construction and Building Materials, 36 ,
665-673. doi:
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat .2012.06.002
Ahmed,  J.,  &  Salam,  Z.  (2014).  A  Maximum Power  Point  Tracking  (MPPT)  for  PV
system  using  Cuckoo  Search  with partial  shading  capability. Applied Energy, 119 , 118-130. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.20 13.12.062
Askarzadeh,  A.  (2013).  Developing  a  discrete
harmony  search  algorithm  for  size optimization of wind–photovoltaic hybrid energy system. Solar Energy, 98 , 190-195. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.201 3.10.008
Baljit, S. S. S., Chan, H.-Y., & Sopian, K. (2016).
Review of building integrated applications  of  photovoltaic  and  solar thermal  systems. Journal  of  Cleaner Production, 137 , 677-689. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016 .07.150
Bayod-Rújula,  Á.  A.,  Haro-Larrodé,  M.  E.,  & Martínez-Gracia,  A.  (2013).  Sizing criteria  of  hybrid  photovoltaic–wind systems  with  battery  storage  and  self- consumption  considering  interaction with  the  grid. Solar  Energy,  98 ,  582- 591. doi:
https://doi.org/10.1016/j.solener.201 3.10.023
Bendib,  B.,  Belmili,  H.,  &  Krim,  F.  (2015).  A survey of the most used MPPT methods: Conventional  and  advanced  algorithms applied  for  photovoltaic  systems. Renewable  and  Sustainable  Energy
Reviews, 45 , 637-648. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.0
2.009
Bidram, A., Davoudi, A., & Balog, R. S. (2012).
Control  and  Circuit  Techniques  to
Mitigate  Partial  Shading  Effects  in
Photovoltaic  Arrays. IEEE  Journal  of
Photovoltaics, 2 (4), 532-546. doi:
10.1109/JPHOTOV.2012.2202879 Fathabadi, H. (2016). Novel fast dynamic MPPT
(maximum power point tracking) technique  with  the  capability  of  very high  accurate  power  tracking. Energy,
94 , 466-475. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2015 .10.133
Harrag, A., & Messalti, S. (2015). Variable step size  modified  P&O  MPPT  algorithm using  GA-based  hybrid offline / online
PID controller.
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 49 , 1247- 1260. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.0 5.003
Hartmann, L. V., Vitorino, M. A., Correa, M. B.
d.  R.,  &  Lima,  A.  M.  N.  (2013).
Combining  Model-Based  and  Heuristic Techniques  for  Fast  Tracking  the Maximum-Power  Point  of  Photovoltaic Systems. IEEE  Transactions  on  Power
Electronics,  28 (6),  2875-2885.  doi: 10.1109/TPEL.2012.2204408
Jung,  J.-H.,  &  Ahmed,  S.  (2012).  Real-time simulation model development of single
crystalline  photovoltaic  panels  using fast computation methods. Solar Energy, 86 (6), 1826-1837. doi:
https://doi.org/10.1016/j.solener.201
2.03.003
Jusoh, A., Sutikno, T., Guan, T. K., & Mekhilef,
S.  (2014).  A  Review  on  Favourable Maximum Power Point Tracking Systems  in  Solar  Energy  Application. TELKOMNIKA Telecommunication, Computing, Electronics and Control, 12 . doi:
http://dx.doi.org/10.12928/telkomnik
a.v12i1.2
Kaliamoorthy,  M.,  Rajasekaran,  V.,  &  Gerald Christopher Raj, I. (2014). Single-phase fifteen-level  grid-connected  inverter  for photovoltaic  system  with  evolutionary programming  based  MPPT  algorithm. Solar  Energy,  105 ,  314-329.  doi:
https://doi.org/10.1016/j.solener.201 4.03.031
Kumar, P., Jain, G., & Palwalia, D. K. (2015, 12- 14 Aug. 2015). Genetic algorithm based maximum power tracking in solar power generation. Paper presented at the 2015
International Conference on Power and Advanced Control Engineering (ICPACE).
Kwan, T. H., & Wu, X. (2016). Maximum power
point  tracking  using  a  variable antecedent  fuzzy  logic  controller. Solar Energy, 137 , 189-200. doi:
10.1016/j.solener.2016.08.008
Li,  X.,  Wen,  H.,  Jiang,  L.,  Hu,  Y.,  &  Zhao,  C.
(2016). An Improved Beta Method With
Autoscaling  Factor  for  Photovoltaic System. IEEE  Transactions  on  Industry
Applications,  52 (5),  4281-4291.  doi: 10.1109/TIA.2016.2584584
Ma,  J.,  L.  Man,  K.,  Zhang,  N.,  Guan,  S.-U.,
Wong, P. W. H., G. Lim, E., . . . U. Lei, C.  (2013). Improving  Power-Conversion Efficiency  via  a  Hybrid  MPPT  Approach for Photovoltaic Systems (Vol. 19).
Mahmoud,  Y.,  Abdelwahed,  M.,  &  El-Saadany,
E.  F.  (2016).  An  Enhanced  MPPT Method  Combining  Model-Based  and
Heuristic Techniques. IEEE Transactions  on  Sustainable  Energy, 7 (2), 576-585. doi: 10.1109/TSTE.2015.2504504
Mahmoud, Y., & El-Saadany, E. F. (2016). Fast Power-Peaks  Estimator  for  Partially
Shaded PV Systems. IEEE Transactions on  Energy  Conversion,  31 (1),  206-217. doi: 10.1109/TEC.2015.2464334
Merei,  G.,  Berger,  C.,  &  Sauer,  D.  U.  (2013).
Optimization  of  an  off-grid  hybrid  PV– Wind–Diesel  system  with  different battery  technologies  using  genetic algorithm. Solar  Energy,  97 ,  460-473.
doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.201
3.08.016
Moradi, K., Ali Ebadian, M., & Lin, C.-X. (2013).
A review of PV/T technologies: Effects of control parameters. International Journal of Heat and Mass Transfer, 64 , 483-500. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstr ansfer.2013.04.044
Paz, F., & Ordonez, M. (2014). Zero Oscillation and  Irradiance  Slope  Tracking  for Photovoltaic  MPPT. IEEE  Transactions on  Industrial  Electronics,  61 (11),  6138-
6147. doi: 10.1109/TIE.2014.2311414
Piegari, L., & Rizzo, R. (2010). Adaptive perturb
and  observe  algorithm  for  photovoltaic maximum  power  point  tracking. IET
Renewable Power Generation, 4 (4), 317- 328. doi: 10.1049/iet-rpg.2009.0006
Rahmann,  C.,  Vittal,  V.,  Ascui,  J.,  &  Haas,  J.
(2016).  Mitigation  Control  Against
Partial  Shading  Effects  in  Large-Scale
PV  Power  Plants. IEEE Transactions on
Sustainable Energy, 7 (1), 173-180. doi: 10.1109/TSTE.2015.2484261
Verma, D., Nema, S., Shandilya, A. M., & Dash, S.  K.  (2016).  Maximum  power  point
tracking (MPPT) techniques: Recapitulation  in  solar  photovoltaic
systems. Renewable  and  Sustainable Energy  Reviews,  54 ,  1018-1034.  doi:
https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.1
0.068
Xiao, W., Elnosh, A., Khadkikar, V., & Zeineldin,
H. (2011, 7-10 Nov. 2011). Overview of maximum power point tracking technologies  for  photovoltaic  power systems. Paper presented at the IECON 2011  -  37th  Annual  Conference  of  the
IEEE Industrial Electronics Society.
Zakzouk, N. E., Elsaharty, M. A., Abdelsalam, A.
K.,  Helal,  A.  A.,  &  Williams,  B.  W. (2016).  Improved  performance  low-cost incremental  conductance  PV  MPPT technique. IET Renewable Power Generation, 10 (4), 561-574. doi: 10.1049/iet-rpg.2015.0203
Zhou, Q., Wang, F., & Zhu, F. (2016). Estimation of  compressive  strength  of  hollow concrete masonry prisms using artificial neural  networks  and  adaptive  neuro- fuzzy  inference  systems. Construction and  Building  Materials,  125 ,  417-426. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat .2016.08.064

## KAJIAN PROGRAM PENINGKATAN KINERJA PROPELAN KOMPOSIT BERBASIS AP/HTPB/AL

## (PROGRAM REVIEW OF INCREASING THE PERFORMANCE OF COMPOSITE PROPELLANT BASE AP/HTPB/Al)
Heri Budi Wibowo Pusat Teknologi Roket Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) Jl. Raya Lapan No.2 Mekarsari, Rumpin, Bogor 16350, Jawa Barat e-mail: heri.budi@lapan.go.id
Diterima: 17 Agustus 2018; Direvisi: 30 Oktober 2018; Disetujui: 31 Oktober 2018

## ABSTRACT
A  research  and  development  strategy  study  on  improving  the  performance  of  AP/HTPB/Al composite  proposites  is  performed  in  order  to  achieve  propellant  technology  equivalent  to  developed countries in the mastery of civil rocket technology, especially for Sonda rockets and Satellite Satellite rockets in LAPAN. The review is carried out by reviewing the current prolific outcomes, analyzing the causes,  and  formulating  strategies  to  address  them.  The  results  of  the  study  indicate  that  the organization is required, R & D stages and systematic human resource management, and the stage of technological  achievement  that  needs  to  be  done.  The  raw  material  support  is  the  main  problem  in increasing the performance of composite propellant. The propellant performance can be increased by increase the solid loading density and addition the high energetic materials.
Keywords: Composite propellant, propellant performance, sonda rocket

## ABSTRAK
Kajian strategi litbang dalam meningkatkan kinerja propelan komposit berbasis AP/HTPB/Al dilakukan  dalam  rangka  mencapai  teknologi  propelan  yang  setara  dengan  negara  maju  dalam penguasaan teknologi roket sipil, khususnya untuk roket Sonda dan roket Pengorbit Satelit di LAPAN. Kajian dilakukan dengan melakukan review terhadap capaian produk propelan yang dihasilkan saat ini,  analisis  faktor  yang  berpengaruh,  dan  penyusunan  strategi  untuk  mengatasinya.  Hasil  kajian menunjukkan  bahwa  diperlukan  organisasi,  tahapan  litbang  dan  pengelolaan  SDM  yang  sistematis, serta  tahapan  pencapaian  teknologi  yang  perlu  dilakukan.  Keterbatasan  bahan  baku  propelan merupakan masalah utama dalam pengembangan propelan di Indonesia. Peningkatan kinerja propelan dapat dilakukan dengan meningkatkan solid loading density dan penambahan bahan energetik tinggi.
Kata kunci : propelan komposit, kinerja propelan, roket sonda

## 1 PENDAHULUAN
Penguasaan  teknologi  roket  sipil untuk roket sonda dan pengorbit satelit merupakan  program  nasional  yang ditetapkan  pemerintah  tertuang  dalam rencana jangka panjang Lembaga Penerbangan  dan  Antariksa  Nasional (LAPAN)(Wibowo,  2017).  Salah  satu teknologi  kunci  yang  harus  dikuasai adalah teknologi propelan, baik propelan padat  maupun  propelan  cair.  Roket sonda  dengan  ketinggian  50-100  km hampir semuanya menggunakan propelan  padat.  Roket  pengorbit  satelit biasanya  menggunakan  propelan  padat untuk booster (Wibowo, 2015a).
Propelan  padat  untuk  roket  sonda dan  roket  pengorbit  satelit  hampir semuanya menggunakan propelan berbasis  AP/HTPB/Al,  yaitu  propelan dengan  bahan  utama    amonium perklorat (AP) sebagai oksidator, hydroxyl terminated polybutadiene (HTPB) sebagai binder,  dan  alumunium  (Al)  sebagai bahan  bakar  ( fuel )  (Badgujar,  et.al., 2008).
Propelan  jenis  ini  dikembangkan sejak  tahun  1940  dan  sampai  saat  ini masih  menjadi  pilihan  utama  propelan roket  padat  karena  energi  pembakaran yang  sangat  besar  dan  sifat  meaniknya yang  baik.  Walaupun  hasil  pembakaran propelan  menghasilkan  gas  klorin  yang
tidak ramah lingkungan, namun kinerjanya  belum  ada  yang  mampu menggantikannya.
LAPAN  mengembangkan  propelan komposit  berbasis  AP/HTPB/Al  dalam rangka  penguasaan  teknologi  roket sonda dan pengorbit satelit di Indonesia (Trache, et.al., 2017).
Propelan komposit dikenal memiliki energi  yang  sangat  tinggi.  Propelan komposit untuk roket pengorbit satelit di Amerika menggunakan propelan komposit  dengan  impuls  spesifik  250- 270  detik  (Kshirsagar  et.al.,2017). Pengembangan  propelan  di  LAPAN dengan menggunakan propelan komposit berbasis  AP/HTPB/Al  dimulai  intensif sejak  tahun  2000,  dimulai  dengan menggunakan  AP  unimodal  (satu  jenis ukuran)  memiliki  impuls  spesifik  200 detik (Loekman,
1997). Upaya
peningkatan  kinerja  propelan  dilakukan dengan  penggunaan  AP  bimodal  (dua macam ukuran) dapat dihasilkan propelan  dengan  impuls  spesifik  210 detik pada tahun 2010 (Wibowo, 2016a),
.  Upaya  peningkatan  Impuls  spesifik dengan  menggunakan  AP  trimodal  dan perbaikan  teknologi  proses  diperoleh propelan  dengan  impuls  spesifik  rata- rata  220  detik  pada  tahun  2016 (Restasari et.al., 2015).

## Tabel 1-1: KARAKTERISTIK PROPELAN LAPAN
Karakteristik Propelan standar Propelan LAPAN Impuls spesifik rerata (detik) 250-270 220 r (mm/det) <0,7 <0,7 Solid content (%) 90% 85 AP/HTPB/Al (%W/W) 80/10/10 80/15/5 AP trimodal (mesh) 400/200/100 400/200/100 Berat jenis (gr/cm3) 1,7-1,75 1,67 Homogenitasi (%) 99 98 Void - -
Kinerja  propelan  yang  masih rendah akan memberikan capaian roket dengan  jarak  jangkau,  beban  muatan, dan dimensi yang tidak sesuai harapan dalam  pengembangan  roket  sehingga penguasaan teknologi roket akan terhambat.  Oleh  karena  itu,  perlu dilakukan  upaya-upaya  menyeluruh untuk  meningkatkan  impuls  spesifik propelan agar  dapat mendekati minimal 250 detik.
Tulisan  ini  membahas  kajian litbang yang telah dilakukan dan strategi ke  depan  untuk  meningkatkan  kinerja propelan  komposit  dengan  impuls spesifik  dari  220  detik  menjadi  250 detik.
Kendala  dalam  penguasaan  teknologi propelan dengan sumber acuan terbatas,  transfer  teknologi  tidak  ada, dan kesulitan mendapatkan bahan baku propelan  membutuhkan  kemadirian dalam litbang propelan (Wibowo, 2017). Oleh  karena  itu,  perlu  kajian  teknis dalam  meningkatkan  kinerja  propelan komposit di Indonesia.
Dengan  kajian  tersebut  maka dihasilkan  rekomendasi  strategi  litbang yang harus dilakukan untuk menaikkan kinerja  propelan  propelan  komposit berbasis AP/HTPB/Al agar target propelan  dengan  impuls  spefisik  dari 220  detik  menjadi    250  detik  dapat dicapai  dalam  kurun  5  (lima)  tahun. Karakteristik  kinerja  propelan  yang diinginkan  (standar)  dan  yang  dicapai LAPAN  ditampilkan  pada  tabel  1.1 (Wibowo,  2017;  Restasari  et.al,  2015; Hartaya, 2015).
2 Tinjauan Pustaka dan Teoritis
2.1 Perkembangan Teknologi Propelan di Dunia Pengembangan propelan komposit berbasis  AP/HTPB/Al  dikembangkan sejak tahun 1040. Propelan untuk roket kepentingan  sipil  berukuran  besar sampai  saat  ini  masih  menggunakan
propelan komposit berbasis AP/HTPB/Al,  seperti  yang  digunakan untuk  roket  Delta,  roket  Falcon,  roket Ariane,  dan  lain  sebagainya  (Badgujar, et.al.,  2008).  Roket-roket  tersebut menggunakan propelan komposit berbahan  dasar  AP/HTPB/Al  yang memiliki  impuls  spesifik  250-280  detik.
Propelan komposit AP/HTPB/Al memiliki  kelebihan  energi  pembakaran yang  besar,  bukan  merupakan  bahan eksplosif  (klasifikasi  3.1),  umur  simpan yang lama (2 tahun), memiliki laju bakar moderat,  dan  secara  ekonomis  paling murah  dibanding  bahan  propelan  lain (Badgujar, et.al., 2008; Timnat, 1987). Perkembangan  propelan  komposit  di dunia  saat  ini  dikembangkan  dari  sisi peningkatan energi pembakaran, teknologi  proses,  propelan  yang  dapat disimpan  dan  digunakan  kembali,  dan propelan yang ramah lingkungan.
2.1.1 Peningkatan energi pembakaran. Peningkatan  energi  pembakaran propelan
dilakukan dengan
meningkatkan  kadar  butiran  oksidator dan bahan bakar  dalam propelan ( solid loading  density )  dan  penambahan material  berenergi  tinggi.  Peningkatan energi  propelan  telah  dieksplorasi  para peneliti  melalui  peningkatan solid loading density propelan yang mencapai 92,5%  melalui  optimasi  bentuk  dan ukuran butiran AP, penggunaan AP dan Al  ukuran  nano,  pelapisan  AP  dengan pelapis  energetik,  dan  penggunaan sistem binder HTPB yang memiliki solid loading  capacity sangat  tinggi  (95%) (Sariak  et.al.,  2017;  Salgado  at.al., 2018).. Propelan komposit yang digunakan rata-rata telah memiliki solid loading density mencapai 92,5% melalui optimasi binder yang digunakan, rekomposisi  bentuk  dan  ukuran  AP (Sariak  et.al.,  2017).  Penggunaan  Ap nano  masih  dalam  tahapan  penelitian
dan  belum  diaplikasikan  dalam  sistem roket  karena  kesulitan  mendapatkan campuran  yang  homogen  (Rahman et.al.,  2018;  Kumari  et.al.,  2015). Teknologi  pelapisan  AP  dikembangkan untuk  mendapatkan  AP  terlapisi  bahan energetik  yang  sangat  tipis  sehingga dapat  tahan  dari  sifat  higroskopis  dan porositas  dengan  kadar  pelapis  yang sangat kecil (2%) (Priyanto et.al., 2015).
Teknik
pelapisan
AP
dengan menggunakan sistem dryer coating dapat menggunakan pelapis ukuran nano  dan dapat  menutup  semua  pori  AP  dengan baik,  sehingga  kadar  AP  dijaga  sangat tinggi.  Kadar  AP  dapat  dipertahankan 98-99% dari bahan pengotor dan bahan pelapis  ( coating  agent ). Solid  loading density dapat  diturunkan  dengan menggunakan  binder  yang  memiliki koefisien difusivitasnya rendah, viskositasnya  rendah  sehingga  butiran padatan  dapat  secara  maksimal  terisi dalam  matriks  binder  (Ramezani  et.al., 2017; Kumari et.al., 2009; Kumari et.al., 2017; Shokry et.al., 2015). HTPB dikenal memiliki  difusivitas  rendah  pada  saat berat  molekul  2800-3500  gr.mol -1 ,  dan bentuk  padatannya  memiliki  sifat mekanik  yang  baik.    HTPB  yang  telah diperbaiki microstrukturnya dapat ditingkatkan solid  loading  capacity nya menjadi  95%  seperti  pada  HTPB  type RBV  45  (Wibowo,  2016a;  Chen  et.al., 2017; Zhou, et.al., 2014)) .
Upaya menaikkan energi pembakaran propelan berbasis
AP/HTPB/Al  juga  dilakukan  dengan menambahkan
senyawa-senyawa berenergi  sangat  tinggi  ( high  energetic material ).  Beberapa  bahan  oksidator energetik telah ditambahkan dan diaplikasikan  untuk  propelan  komposit berbasis  AP/HTPB/Al  seperti  RDX,  NG, HMX, dan HNF (. Beberapa bahan binder energetik  telah  ditambahkan  untuk meningkatkan  impuls  spesifik  dan memperbaiki  sifat  mekaniknya  seperti
NHTPB, MIMO, GAP, dan BAMO (Schulze et.al.,  2016;  Florczak  et.al.,  2015; Abusaidi  et.al.,  2017).  Penambahan material  ADN  sampai  4%  dapat meningkatkan  impuls  spesifik  propelan hingga  10%.  Penambahan  NHTPB sebanyak  2%  dapat  menaikan  impuls spesifik  hingga  5%  (Rahman  et.al., 2018).

## 2.1.2 Teknologi  proses  dan  teknik pencetakan.
Perkembangan  teknologi  proses propelan  berada  pada  dua  teknologi kunci,  yaitu  teknologi  pencampuran (mixing) dan metode pencetakan. Proses propelan merupakan proses yang memiliki  resiko  tinggi  terjadi  ledakan sehingga  dibutuhkan  mixer  khusus. Teknologi mixer termasuk teknologi yang dibatasi  perdagangannya  oleh  MTCR. Teknologi mixer saat ini sudah menggunakan mixer otomatis,
dilengkapi  monitoring  adonan,  dan dioperasikan  dari  jarak  jauh.    Proses pencetakan  propelan  komposit  terdapat dua metode, yaitu metode free standing dan case  bonded .  Pembuatan  propelan komposit metode free standing dilakukan  dengan  membuat  adonan bahan propelan dalam mixer , kemudian dicetak  sesuai  bentuk  grain  propelan, dan propelan dibungkus dengan insulator thermal . Propelan dimasukkan ke  dalam  tabung  motor  roket  dengan penambahan  liner  sebagai  pengikat (Timnat,  1987).  Propelan  jenis  ini umumnya  digunakan  untuk  roket ukuran  kecil  dan  sedang.  Propelan untuk  roket  ukuran  besar  biasanya digunakan  pencetakan  dengan  teknik case bonded . Propelan dicetak langsung di dalam tabung motor roket yang telah dilapisi insulator thermal .
Proses  pencetakan  propelan  yang mula-mula  dilakukan  pada  kondisi atmosferis,  sudah  mulai  berkembang menggunakan  kondisi  hampa  udara
atau  ditekan  dengan  sistem  pneumatis untuk  memadatkan  butiran  AP  dan  Al, mempercepat pengerasan, dan menurunkan
porositas propelan
sehingga void bisa  diturunkan  menjadi
0,5% dengan ukuran rata-rata maksimal adalah 10 mikron. Propelan komosit saat ini  menggunakan  AP  ukuran  5  mikron untuk  mendapatkan  impuls  sepsifik yang tinggi (Wibowo, 2016b).
2.1.3 Propelan yang ramah lingkungan. Pembakaran AP akan
menghasilkan gas klorin yang berbahaya bagi  lingkungan  dan  manusia  (Timnat, 1987). Penelitian menggantikan AP atau substitusi AP dengan material energetik tinggi yang lebih ramah lingkungan telah banyak dilakukan. Upaya menggantikan total AP dengan bahan baru masih sulit diaplikasikan  karena  klasifikasi  bahan baku  dan  propelan  yang  dihasilkan adalah high eksplosif sehingga membutuhkan proses dan penyimpanan yang  khusus  seperti  yang  digunkan untuk  fasilitas  militer  (Abdullah  et.al., 2014; Colclough et.al., 1996) .   Beberapa penelitian dilakukan
untuk
menggantikan  sebagian  AP  dengan material lain yang lebih ramah lingkungan. Beberapa material energetik tinggi  yang  bersifat low  explosive telah dikembangkan  untuk  substitusi  AP, seperti RDX, HMX, NG, HNF, dan ADN. Untuk  memperbaiki  sifat  mekaniknya, maka  beberapa  binder  energetik  juga sudah diaplikasikan seperti penggunaan GAP,  NHTPB,  BAMO,  dan  MIMMO. Beberapa penelitan telah dapat menaikkan  impuls  spesifik  propelan berbasis  AP/HTPB/Al  mencapai  12% dengan penambahan maerial energetik 2 hingga  4%.  Pengembangan  material energetik  tinggi    harus  diperhatikan kompatibiitas  dengan  binder  HTPB, keamanan dalam proses dan penyimpanan,  dan  laju  bakar  yang
moderat (maksimmal 0,7 mm per detik). Bahan  material  energetik  umumnya bersifat  eksplosif,  sementara  bahan propelan roket sipil harus klasifikasi non explosive . Propelan harus memiliki sifat mekanik  yang  baik  dalam  suhu operasional (-50 sampai +50 o C) (Abusaidi, 2017a; Abusaidi et.al., 2017b;
Agrawal et.al., 2010; Ashrafi et.al.,2016).
2.2 Posisi Litbang Teknologi Propelan Komposit di Indonesia
2.2.1 Sejarah  litbang  propelan  di LAPAN.
Pengembangan  propelan  untuk roket  di  Indonesia  diawali  tahun  1963
melalui roket
Kartika dengan menggunakan propelan berbahan blackpowder (bubuk mesiu). Pengembangan  propelan  selanjutnya menggunakan
propelan komposit berbasis  AP/polisulfida  hasil  kerjasama litbang roket meniru roket-roket Jepang dan  berhasil  diuji  pada  tahun  1980. Lapan mengembangkan propelan berbasis  AP/poliuretan  yang  lebih mudah pembuatan dan penanganannya mulai tahun 1990, dilanjutkan penelitian propelan berbasis
AP/HTPB/Al  pada  tahun  1995.  Semua bahan  baku  propelan  tersebut  sampai saat  ini    diimpor  dari  China  (Loekman, 1998).
2.2.2 Sejarah  pencapaian  teknologi propelan  komposit  berbasis AP/HTPB/Al di LAPAN.
Pengembangan teknologi propelan berbasis AP/HTPB/Al di LAPAN pada  awalnya  menggunakan  bahan  AP bimodal  (dua  macam  ukuran)  dengan kandungan  AP  dan  Al  maksimal  82,5% dan    kadar  Alumunium  maksimal  5%. Propelan  yang  dihasilkan  memiliki impuls  spesifik  rata-rata  200  detik. Pengembangan  propelan  dengan  sistem binder dan penambahan plasticizer baru
(DOA  dan  DOS)  dapat  meningkatkan solid  content menjadi  85%  sehingga propelan  memiliki  impuls  spesifik  rata- rata 210 detik (Hartaya, 2015). Peningkatan kinerja propelan dilakukan dengan  menggunakan  AP  trimodal  dan peralatan  proses  yang  lebih  baik, sehingga  dihasilkan  propelan  dengan impuls  spesifik  rata-rata  221  detik (Hartaya, 2016; Wibowo, 2015b).
2.2.3 Keterbatasan dan kendala dalam  pengembangan  propelan komposit di Indonesia.
Semua  bahan  baku  propelan yang digunakan untuk formulasi propelan  masih  diimpor.  Pembatasan impor bahan baku propelan dari negara tergabung MTCR mengakibatkan kesulitan  dalam  mendapatkan  bahan baku  propelan.  Impor  dari  negara  non MTCR juga dibatasi sehingga tidak dapat diperoleh bahan baku propelan kualitas ( grade )  untuk  propelan.  Bahan  baku kualitas  propelan  standar  dan  yang diperoleh  dapat  ditampilkan  pada  tabel 1-1.  Permaslahan  lain  adalah  belum dimiliki alat-alat analisis yang memadai untuk  menguji  kuaitas  bahan  baku propelan  tersebut,  belum  ada  lembaga sertifikasi  uji  yang  tersedia  untuk menguji bahan-bahan khususnya untuk propelan  di  Indonesia.  Peneliti  di Indonesia  mengalami  kesulitan  dalam melakukan formulasi
untuk
mendapatkan  propelan  dengan  kinerja seperti yang diharapkan. Proses
formulasi propelan berada pada lingkaran  penelitian  untuk  optimasi bahan  baku  proelan  agar  dapat doiproses  dengan  baik,  homogenitas tinggi,  dan  mencapai solid  loading density yang  maksimal.  Bahan-bahan material energetik tinggi tidak ada yang tersedia di pasaran.
Kunci  teknologi  proses  propelan  adalah mixer  dan  sistem  pencetakan.  Mixer propelan bertujuan mendapatkan
adonan  propelan  yang  homogen  dan dilengkapi  sistem  keamanan  khusus untuk material beresiko meledak. LAPAN telah menggunakan mixer yang memilisi spesifikasi untuk propelan ukuran kecil dan  sedang.  Metode  proses  pencetakan yang diakukan selama ini adalah sistem free standing . LAPAN mulai
menggunakan sistem proses case bonded  dan  sedang  dalam  proses penyemprnan,  menggunakan  teknologi dari  Korea  Selatan  pada  tahun  2015 (Wibowo, 2015b).

## 2.3 Teori menaikkan impuls spesifik propelan komposit
Peningkatan kinerja propelan sebagai sumber energi mengikuti hukum termodinamika. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap energi pembakaran  propelan  adalah  masa, energi spesifik, suhu pembakaran, serta teknologi  proses  pembuatan  (Timnat, 1987).  Untuk  meningkatkan  impuls spesifik propelan, maka dapat dilakukan dengan mengatur faktor-faktor tersebut.
a) Masa propelan. Untuk  mendapatkan  propelan  yang tinggi  dapat  diakukan  dengan meningkatkan  rapat  masa  propelan dalam  kisi-kisi  ruang  geometris komposit. Sistem propelan komposit terdiri dari butiran AP dan Al dalam sistem binder HTPB. Untuk mendapatkan  rapat  massa  yang tinggi,  maka  dapat  dilakukan dengan  meningkatkan solid  loading density dari  butiran  oksidator  dan fuel dalam  sistem  binder  propelan. Solid  loading  density propelan dipengaruhi  oleh  geometri  butiran dan  binder.  Propelan  dengan  rapat masa tinggi dapat diperoleh dengan menggunakan kombinasi butiran AP dengan tiga jenis ukuran (trimodal), butiran  AP  yang  berbentuk  bola sehingga  bisa  mengisi  geometri binder  propelan  dengan  penuh.
Ukuran  AP  yang  terbaik  adalah kombinasi 400, 200, dan 100 mesh (Timnat, 1987; Prianto et.al., 2015).
b) Energi spesifik propelan. Bahan  yang  memiliki  kontribusi energi propelan paling besar adalah AP  dan  Al.  Propelan  dengan  energi yang tinggi diperoleh dengan menggunakan bahan AP dan bahan Al yang memiliki energi spesifik yang tinggi.  Energi  spesifik  yang  tinggi diperoleh  dengan  AP  yang  memiliki kemurnian  tinggi  dan  kepadatan yang  tinggi.  AP  adalah  senyawa kristal  yang  pada  keadaan  murni berbentuk  amorf  dan  porositas tinggi, sehingga kerapatannya
rendah  (67%).  AP  untuk  propelan memiliki  kerapatan  masa  sangat tinggi, bisa mencapai 98%.
Beberapa  material  berenergi  sangat besar  ( high  energetic  material ) ditambahkan  unutk  meningkatkan energi  dari  propelan  tersebut. Beberapa  material  tersebut  adalah ADN,  HMX,  RDX,  HNF  (Abusaidi, 2017a;  Abusaidi  et.al.,  2017b; Agrawal et.al., 2010; Ashrafi et.al.,2016).  Bahan  ADN  adalah bahan  berenergi  sangat  tinggi, bersifat low  explosive ,  memiliki kompatibilitas  tinggi  dengan  binder
HTPB sehingga banyak diaplikasikan untuk propelan komposit  berbasis  AP/HTPB/Al. Sementara
bahan-bahan lain termasuk  katagori high  explosive , sehingga propelan yang
dihasilkanpun  bersifat  eksplosif.
Bahan  HTPB  adalah  binder  non energetik. Beberapa binder energetik yang  memiliki  energi  tinggi  banyak diaplikasikan  untuk  meningkatkan energi pembakaran, namun memiliki  sifat  mekanik  yang  baik (Florczak    et.al.,  2015;  Gupta  et.al. 2014;Komarov et.al., 1999; Ramesh et.al., 2012; Betzler et.al., 2016).
Bahan  lain  yang  berpengaruh terhadap  energi  spesifik  propelan adalah  sistem  binder  itu  sendiri. Binder  HTPB  merupakan  pengikat butiran  AP  dan  Al.  Bahan  HTPB adalah  sistem  binder  yang  berupa cairan yang akan mengeras menjadi padatan.  Bahan  HTPB  memiliki viskositas  yang  rendah  sehingga campuran  butiran  AP  dan  Al  dapat terdistribusi  dan  terikat  dengan merata,  kemudian  akan  mengalami peningkatan viskositas dengan penambahan agen pengeras sampai menjadi  keras.  Propelan  harus memiliki  kuat  mekanik  yang  baik sehingga tidak mengalami deformasi selama  suhu  operasional.  HTPB memiliki  viskositas  rendah  dan dapat  memadat  dengan  fleksibilitas yang  baik  sehingga  komposit  tidak mudah retak. Kemampuan menampung  butiran  padatan  dari sistem  binder  HTPB  sangat  tinggi sehingga  digunakan  sebagai  binder propelan. HTPB dengan
mikrostruktur  yang  baik  memiliki solid  loading  capacity mecapai  95% (Wibowo, 2016a; Gupta et.al., 2014).
c) Suhu pembakaran. Propelan  dengan  suhu  pembakaran yang  tinggi  akan  menaikkan  energi pembakaran.  Suhu  pembakaran yang tinggi diperoleh dengan menggunakan  logam  oksida  seperti Alumunium,
berilium,
dan magnesium. Beberapa peneliti menggunakan  alumunium  ukuran nano  untuk  mendapatkan  jumlah alumunium  yang  lebih  banyak  dan merata  sehingga  suhu  pembakaran meningkat tajam.
d) Penyempurnaan teknologi proses. Teknologi proses untuk memperoleh propelan yang homogen dan porositas minimal terus diupayakan (Shekkar et.al., 2013).
3 Metodologi Metodologi kajian dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut a) Penetapan tujuan
program.
Penetapan  tujuan  program  adalah menetapkan  tujuan  dari  program litbang  yang  terukur  dan  waktu penyelesaian yang diinginkan.
b) Tinjauan  posisi  litbang  propelan. Tinjauan  posisi  litbang  propelan  di Indonesia  dan  di  dunia,  capaian  dan kendala yang dihadapi.
c) Identifikasi permasalahan. Identifikasi permasalahan- permasalahan yang muncul,
penetapan sumber daya yang dimiliki dan yang tidak dimiliki, serta sumber daya litbang.
d) Penetapan strategi litbang. Penetapan strategi  litbang  di  bidang  propelan berdasarkan
solusi terhadap
permasalahan  yang  muncul  dan tahapan penelitian yang perlu dilakukan.
4

## Pembahasan
4.1 Identifikasi permasalahan
Permasalahan teknis dalam
penguasaan  teknologi propelan di Indoensia (LAPAN) dapat disarikan sebagai berikut:
a. Kesulitan  pengadaan  bahan  baku propelan.
1 Semua  bahan  baku  propelan (AP, HTPB, Al, TDI) masih impor.
2 Negara  produsen  bahan  baku propelan  anngota  MTCR  dan non  MTCR  membatasi  ekspor bahan baku propelan spesifikasi grade satu.
3 Kemampuan untuk menentukan  grade  bahan  baku propelan belum dimiliki.
b. Reformulasi propelan
1 Reformulasi  propelan  hanya melakukan  optimasi  terhadap bahan  baku  propelan  yang
dapat  diperoleh  dengan solid loading content maksimal 85%.
2 Reformulasi  melalui  optimasi bentuk  dan  ukuran  butiran padatan belum dapat dilakukan karena keterbatasan bahan baku.
3 Reformulasi  melalui  optimasi binder  dengan  loading  capacity tinggi  belum  dapat  dilakukan karena keterbatasan bahan baku.
4 Reformulasi menggunakan bahan high  energetic  material belum pernah dilakukan
c. Teknologi proses
1 proses  pencetakan  propelan dengan  teknik case  bonded masih belum berhasil baik.
2 Teknik  pencetakan  propelan bertekanan tinggi untuk menurunkan porositas dan menaikkan solid Teknologi proses untuk menurunkan
porositas  dan  meningkatkan homogenitas  telah  dilakukan dengan  mixer  baru,  namun belum  dapat  diperoleh  standar porositas maksimal yang
diperbolehkan.
3 Teknologi loading density belum pernah dilakukan.
4.2 Penetapan tujuan program. Berdasarkan  identifikasi  masalah dan  tinjauan  teoritis,  maka  tujuan program  yang  paling  baik  adalah meningkatkan kinerja propelan komposit  dengan  impuls  spesifik  dari 220  menjadi  250  detik.  Program  ini dijalankan di litbang propelan selama 5 (lima) tahun.
4.3 Penetapan strategi litbang.
Penetapan strategi libang
dilakukan berdasarkan identifikasi masalah, capaian yang telah dihasilkan,
sumber  daya  yang  dimiliki,  kemudian ditetapkan strategi litbang untuk mengatasi  masalah  ditampilkan  pada tabel  4.1.  Tahapan  penguasaan  litbang yang  dapat  dilakukan  adalah  a) Penetapan  sasaran  formulasi  propelan yang ditargetkan, b) penjaminan kualitas  bahan  baku  propelan  yang dapat dilakukan, c) reformulasi propelan untuk  optimasi solid  loading  density , homogenitas, dan porositas, d) penambahan  material  energetik  untuk meningkatkan  impuls  spesifik,  dan  e) scale up formulasi ke proses produksi.
Sasaran formulasi propelan ditetapkan berdasarkan kondisi saat ini yang memiliki impuls spesifik 220 detik, akan  ditingkatkan  ke  batas  minimal impuls spesifik propelan pada umumnya,  yaitu  250  detik.  Prioritas pertama litbang propelan adalah mendapatkan  bahan  baku  propelan spesifikasi  bagus.  Untuk  mendapatkan bahan  baku  propelan  yang  berkualitas baik,  diperlukan  penetapan  syarat keberterimaan bahan baku propelan dan cara analisisnya.
Cara analisis bahan baku propelan yang  bersifat  khusus  (mudah  meledak atau  terbakar)  banyak  yang  tidak dimiliki oleh lembaga analisis independen atau lembaga pengujian sipil di  Indonesia  (Wibowo,  2016a;  Wibowo, 2016b). Beberapa alat uji perlu diadakan oleh  LAPAN  seperti bomb  calorimeter, particle  size  analyzer,  porosimeter,  bulk densitometer,  solid  loading  capasity meusurement ,  dan  lain  sebagainya (Wibowo,  2016b;  Komarov  et.al.,1999). Keterbatasan bahan baku propelan yang diperoleh dimungkinkan untuk mendapatkan  spesifikasi  yang  lebih rendah  dari  target,  untuk  kepentingan formulasi  maka  dibutuhkan  analisis karakteristik  bahan  baku  propelan tersebut.  Hal  ini  disebabkan  banyak bahan  baku  propelan  yang  tidak terdapat material  data  sheet  (MSDS).
Hasil  akhir  dari  tahapan  ini  adalah mendapatkan syarat keberterimaan bahan  baku  propelan,  cara  pengujian karakteristik propelan, dan memperoleh MSDS  sebagai  dasar  dari  proses formulasi propelan.
Tahap berikutnya adalah formulasi  propelan.  Formulasi  propelan bertujuan  untuk  mendapatkan  formula yang optimal menggunakan bahan baku propelan  yang  diperoleh.  Formulasi propelan dilakukan
dengan
meningkatkan solid  loading  sensity dan menambahkan  material high  energetic material .  Upaya  meningkatkan solid loading  density dapat  dilakukan  secara efektif  jika  dapat  diperoleh  bahan  baku yang baik spesifikasinya. Jika spesifikasi bahan  baku  propelan  terbatas,  maka hanya dapat dilakukan optimasi formulasi  saja  agar  dapat  diperoleh formulasi  propelan  yang  optimum dengan menggunakan bahan baku yang ada.
Optimasi dapat dilakukan dengan mengatur komposisi bahan baku propelan  sehingga  propelan  dapat diproses  dan  memiliki solid  loading density masimal.  Peningkatan  kinerja propelan  dapat  dilakukan  dengan menambahkan  bahan-bahan  berenergi tinggi ( high energetic material ). Penambahan  bahan  energetik  tinggi sebesar 4 % dapat meningkatkan impuls spesifik propelan maksimal 12%
(Florczak    et.al.,  2015;  Gupta  et.al. 2014;Komarov  et.al.,  1999;  Ramesh et.al.,  2012;  Betzler  et.al.,  2016). Beberapa  bahan  energetik  tinggi  yang telah  digunakan  untuk  meningkatkan kinerja propelan komposit adalah ADN , RDX,  NHTPB,    dan  GAP  (Abusaidi, 2017a;  Abusaidi  et.al.,  2017b;  Agrawal et.al., 2010; Ashrafi et.al.,2016).  Bahan- bahan  tersebut  walaupun  bersifat low explossive , namun propelan yang dihasilkan bersifat non explossive .
Selain itu,
bahan-bahan energetik tinggi tersebut memiliki kompatibilitas  yang  baik  dengan  binder HTPB.  Apabila  diasumsikan  propelan awalnya  memiliki  impuls  spesifik  220 detik,  diharapkan  bertambah  25  detik melalui penambahan material berenergi tinggi.
Bahan  baku  propelan  dapat diperoleh dengan mengadakan langsung (impor), memperbaiki karakteristik bahan  baku  yang  diperoleh,  dan membuat sendiri bahan baku yang tidak tersedia di pasaran. Bahan AP, HTPB, Al saat ini dapat dimpor dari negara China. Keterbatasan  material  tersebut  saat  in adalah  memiliki solid  loading  density maksimal  85%.  Bahan  AP  dapat ditingkatkan kualitasnya dengan menurunkan keseragaman ukuran
butiran  sehingga  kerapatan  AP  dalam sistem komposit dapat ditingkatkan.
Peningkatan impuls spesifik propelan dapat ditingkatkan sebesar 5% dengan  meningkatkan  keseragaman ukuran  AP.  Beberapa  bahan  energetik tinggi seperti RDX, GAP, dan AND dapat diperoleh melalui industri bahan peledak PT  DAHANA  dan  PT  PINDAD.  Bahan binder  NHTPB  saat  ini  tidak  dapat diperoleh melalui impor, sehingga harus dibuat  sendiri  (Wibowo,  2015);  Wibowo, 2016a).
Pengembangan  teknik  proses propelan  dapat  meningkatkan  kinerja propelan karena dapat menaikkan solid loading  density juga.  Teknologi  proses yang  baik  dapat  menurunkan  porositas ( void )  sehingga  ruang  kosong  komposit dapat diminimalkan, melalui penambahan  bahan plasticizer (DOA,
DOS,  TPB)  dan  pencetakan  propelan melalui  tekanan  tinggi.  Pengembangan teknologi  ini  dapat  meningkatkan kinerja propelan cukup besar, yaitu 5% (Wibowo, 2017).
Untuk  mengatasi  permasalahan keterbatasan  bahan  baku  propelan,
khsusunya  adalah  AP  dan  HTPB  maka perlu  dibangun  kemandirian  bahan baku  tersebut.  Pengadaan  prototip produksi  AP  dan  HTPB  penting  dalam rangka  menyediakan  bahan  baku propelan yang sesuai dengan spesifikasi untuk propelan kelas internasional.
Untuk dapat melaksanakan program  tersebut  maka  dibuat  rencana kerja  penelitian  seperti  ditunjukkan pada  tabel  4.2.  Untuk  mendapatkan impuls  spesifik  yang  diinginkan,  maka perlu dilakukan langkah-langkah kongkrit dan sistematis.
Pertama  adalah  membuat  syarat keberterimaan  dan  metode  pengujian bahan baku propelan yang dipersyaratkan, khususnya bahan- bahan pokok seperti AL, AP, HTPB, TDI. Kemudian dilakukan identifikasi karakteristik  bahan  baku  propelan untuk  kepentingan  formulasi  propelan. Identifikasi  pokok  AP  meliputi  bentuk dan ukuran butiran, kemurnian, porositas,  lapisan  (stabilitas  terhadap sifat  higroskopis),  berat  jenis,  energi pembakaran.  Identifikasi  pokok  Al adalah    bentuk  dan  ukuran  butiran, kemurnian, berat jenis, energi pembakaran.
Identifikasi  pokok  HTPB  adalah kemurnian,  berat  molekul  rata-rata, distribusi  berat  molekul  rata-rata, struktur konfigurasi, bilangan hidroksil, kuat  mekanik  dan  pot  life  binder,  dan solid loading capacity . Identifikasi pokok TDI  adalah  berat  jenis,  struktur konfigurasi, bilangan isocianat.
Identifikasi  material  menjadi  sangat penting karena akan diketahui
kemampuan maksimal reformulasi propelan yang akan dicapai.
Berbasiskan  hasil  identifikasi bahan baku propelan, kemudian dilakukan  optimasi  komposisi  yang dapat diproses menjadi propelan, memiliki porositas rendah, dan memiliki impuls  spesifik  optimal.  Optimasi
komposisi  dapat  dilakukan  dengan mengatur komposisi bahan baku propelan, menambahkan plasticizer yang sesuai, dan teknologi proses. Langkah berikutnya adalah melakukan penelitian untuk
meningkatkan  impuls  spesifik  propelan menggunakan  bahan  baku  propelan yang  telah  diperbaiki  ( treatment )  dan penambahan  bahan-bahan  energetik tinggi. Bahan baku propelan yang telah ada  dapat  diperbaiki  karakteristiknya dengan memperbaiki keseragaman ukuran partikel dengan proses refinering .  Proses  perbaikan  AP  dengan rekristalisasi  menjadi  tidak  efektif karena  akan  merusak  pelapis  AP sehingga mengakibatkan rusaknya lapisan  AP  yang  menyebabkan  bersifat hidroskopis.
Peningkatan impuls spesifik propelan  juga  dapat  dilakukan  dengan menambahkan  bahan  enrgetik  tinggi yang  sangat  efektif  meningkatkan impuls spesifik secara signifikan. Bahan ADN  dan  RDX  adalah  oksidator energetik yang banyak digunakan untuk meningkatkan  impuls  spesifik  propelan komposit.  Bahan  NHTPB  dan  GAP adalah  binder  energetik  yang  memiliki sifat mekanik baik dan berenergi tinggi. NHTPB  adalah  turunan  dari  HTPB sehingga dapat dibuat melali modifikasi struktur  HTPB  yang  tersedia.  Banyak formula tersedia untuk mengubah HTPB menjadi  NHTPB  (Krishnan  et.al.,  2012; Florczak et.al., 2015).
Keterbatasan bahan
baku propelan sebagai akar dari
permasalahan
dalam peningkatan
impuls  spesifik  dapat  diselesaikan dengan  membangun  prototip  produksi AP dan HTPB kapasitas kecil.
Pembangunan  unit  produksi  AP  dan HTPB  tidak  efisien  dibangun  oleh industri  swasta  nasional  karena  tidak ekonomis.  Bahan  AP  dan  HTPB  adalah bahan  spesifik  untuk  propelan  dengan
kebutuhan yang relatif kecil.
Pembangunan prototip produksi AP dan HTPB  dalam  skala  kecil  namun  dengan teknologi  proven  diperlukan  untuk menyelesaikan  permasalahan  formulasi propelan  ke  depan.  Pembangunan  unit produksi AP dan HTPB dapat dilakukan lembaga litbang LAPAN.
Untuk  menjalankan  program litbang tersebut, maka dapat dilakukan dengan pengelompokan program berdasarkan  unit  atau  laboratorium sesuai  dengan  kompetensinya.  Program diketuai  oleh  analisis  sistem  yang melaksanakan  koordinasi  dan  desain program yang akan dijalankan, termasuk desaina formulasi yang diinginkan.
Laboratorium uji kualitas menjalankan fungsi mengadakan bahan baku  propelan  yang  berkualitas  baik.
Laboratorium  ini  dilengkapi  dengan peralatan  laboratorium  yang  khusus menangani bahan-bahan propelan yang belum dapat diadakan oleh laboratorium sipil  lainnya.  Laboratorium  bahan  AP adalah  menyiapkan  bahan  AP  untuk formulasi  propelan.  Laboratorium  ini memiliki  kemampuan  modifikasi  AP yang ada untuk ditingkatkan kualitasnya.
Laboratorium  AP  juga  harus membangun  atau  mengadakan  prototip unit  produksi  Ap  yang  sudah  proven. Unit  produksi  tersebut  akan  dapat mengatasi keterbatasan AP yang tersedia.  Laboratorium  HTPB  adalah laboratorium  yang  menyediakan  HTPB, memodifikasi HTPB untuk mendapatkan HTPB  dengan solid  loading  capacity tinggi.  Laboratorium HTPB  juga harus membangun  atau  mengadakan  prototip unit  produksi  AP  yang  sudah  proven. Unit  produksi  tersebut  akan  dapat mengatasi  keterbatasan  HTPB  yang tersedia. Laboratorium material energetik  memiliki  karakteristik  yang berbeda karena resiko tinggi menangani
bahan  eksplosif.  Laboratorium  material energetik menyiapkan, mensintesis bahan energetik yang dipelrukan untuk menaingkatkan ikinerja propelan seperti NHTPB dan ADN. Karakteristik material energetik  yang  berupa  oksidator  dan
binder  dapat  juga  dikombinasikan dengan Lab AP dan HTPB. Lab pengujian karakteristik prpelan menjalankan fungsi  pengujian  karakteristik  propelan yang dibuat, meliputi sifat mekani, sifat fisik, sifat balistik, dan sifat energetik.

## Tabel 4.1: TAHAPAN LITBANG PENINGKATAN KINERJA PROPELAN KOMPOSIT
Tahapan Tujuan Output 1. Penetapan sasaran formulasi propelan Menetapkan type propelan yang dikembangkan, jenis roket dikembangkan. Jenis propelan, type/ukuran,grain, ukuran, model cetak, mixer. 2. Penjaminan kualitas
bahan baku propelan a. Penetapan spesifikasi dan kebutuhan Melakukan kajian dan penelitian kebutuhan bahan baku propelan yang diperlukan dan spesifikasi kuncinya. MSDS bahan baku propelan AP, HTPB, TDI, IPDI, Al, DOA, DOS, TPB b. Penetapan syarat keberterimaan dan metode analisis kualitas bahan Melakukan kajian, penelitian, dan penetapan metode pengujian/analisis  dan sumber rujukannya Syarat keberterimaan dan metode pengujian
3. Reformulasi propelan
untuk meningkatkan
kinerja propelan
a. Meningkatkan solid loading content Meningkatkan solid loading content dari 85% menjadi 90% Peningkatan impuls spesifik propelan 5% (11 detik) b. Meningkatkan homogenitas dan menurunkan porositas Penelitian meningkatkan homogenitas propelan dan menurunkan porositas mencapai 2%, dengan pencetakan tekanan tinggi dan pengaturan pencampuran Peningkatan impuls spesifik propelan 5% (11 detik) c. Meningkatkan solid loading capacity binder HTPB Meningkatkan solid loading capacity binder sehingga propelan dapat diproses baik Peningkatan process feseability binder d. Penambahan material energetik Penambahan oksidator energetik ADN  dan binder energetik N- HTPB/GAP Meningkatkan impuls spesifik propelan sebesar 10% (22 detik) 4. Peningkatan kualitas bahan baku propelan Peningkatan solid loading density HTPB, penyeragaman ukuran AP, pelapisan AP Meningkatkan impuls spesifik propelan sebesar 10% (22 detik) 5. Membangun kemandirian bahan baku propelan Membangun prototip produksi AP dan HTPB yang sudah proven Menyediakan AP dan HTPB yang sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan

## Tabel 4.2. PENYUSUNAN TAHAP PELAKSANAAN PROGRAM
No Laboratorium Target Tujuan 1. Analis sistem (koordinator) Menentukan misi, desain penelitian, dan koordinasi program Membuat desain formulasi propelan dan pelaksanannya 2. Lab  Pengujian bahan baku Membuat syarat dapat diterimanya, menetapkan cara pengujian, dan  identifikasi bahan baku propelan secara berkala Menjamin mendapatkan bahan baku propelan yang standar dan diketahui karakteristiknya 3. Lab  formulasi propelan Melaksanakan proses Reformulasi propelan  menjadi propelan sesuai grain dan formula yang dibuat, menyempurnakan teknologi proses Mendapatkan formula propelan yang optimal (impuls spesifik, hoogenitas, dan non porous) 4. Lab Bahan Baku AP  Modifikasi dan treatment AP Membangun unit produksi AP Menyediakan AP yang sesuai kebutuhan formulasi 4. Lab Bahan Baku HTPB Modifikasi dan treatment HTPB Membangun unit produksi HTPB Menyediakan HTPB yang sesuai kebutuhan formulasi 5. Lab Material energetik Penelitian pembatan dan treatment material energetik AND, NHTPB, GAP Menyediakan material energetik yang sesuai kebutuhan formulasi 6. Lab Pengujian karakteristik propelan Melakukan pengujian karakteristik propelan Memastikan karakteristik propelan memenuhi persyaratan yang diinginkan.

## 5 KESIMPULAN
Untuk menaikkan kinerja propelan komposit  berbasis  AP/HTPB/Al,  maka perlu  strategi  dan  tahapan  penelitian dalam  menguasai  teknologi  propelan untuk  menyelesaikan  masalah  bahan baku  propelan,  teknologi  proses,  dan pengembangan  formulasi    lebih  lanjut. Pengembangan formulasi dengan
optimasi solid  loading  content dan penambahan
material energetik.
Permasalahan  bahan  baku  propelan menjadikan proses reformulasi propelan sulit dikembangkan. Kemandirian bahan baku propelan merupakan syarat
mutlak  untuk  peningkatan  kinerja propelan.    Strategi  yang  tersistematis melalui  penguasatan  uji  kualitas  dan standar baku bahan baku, penguasaanbahan baku untuk standar, optimasi  formulasi,  dan  pengembangan material  high  energetic  material  perlu dilakukan bertahap dan berkesinambungan.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih  diucapkan  kepada pusat Teknologi Roket yang menfasilitasi program  peningkatan  kinejra  propelan
komposit  melalui  DIPA  Pusat  Teknologi Roket LAPAN tahun 2017.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, M., Gholamian, F., and Zarei, A. R.,
(2014).  Investigation  of  Composite  Solid
Propellants Based on Nitrated Hydroxyl- Terminated Polybutadiene Binder. Journal  of  Propulsion  and  Power , 30 (3), 862–864.
https://doi.org/10.2514/1.B35117
Abusaidi,  H.,  Ghaieni,  H.  R.,  &  Ghorbani,  M.,
(2017).  Influences  of  NCO/OH  and triol/diol  ratios  on  the  mechanical properties of nitro-HTPB based polyurethane elastomers. Iranian Journal of  Chemistry  and  Chemical  Engineering ,
36 (5), 55–63.
Abusaidi,  H.,  Ghorbani,  M.,  &  Ghaieni,  H.  R.,
(2017).  Development  of  Composite  Solid Propellant Based on Nitro Functionalized Hydroxyl-Terminated
Polybutadiene. Propellants,  Explosives,  Pyrotechnics , 42 (6), 671–675. https://doi.org/10.1002/prep.2016001 20 Agrawal,  J.  P.,  (2010). High  Energy  Materials:
Propellants, Explosives and Pyrotechnics . Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.
Ashrafi, M., Fakhraian, H., and Dehnavi, M. A., (2016). Synthesis , Characterization and Properties  of  Nitropolybutadiene  as Energetic  Plasticizer  for  NHTPB  Binder.
Propellants,  Explosives,  Pyrotechnics ,  1–
8.
https://doi.org/10.1002/prep.2016000
57
Badgujar,  D.M.,  Talawar,  M.B.,  Asthana,  S.N.,
and Mahulikar, P.P., (2008). Advances in Science  and  Technology  of  Modern Energetic Materials: An Overview,
Journal of Hazardous Materials, 151, pp.
289–305.
Betzler, F. M., Hartdegen, V. A., Klapötke, T. M., and Sproll, S. M.,  (2016). A new energetic binder:  Glycidyl  nitramine  polymer. Central  European  Journal  of  Energetic
Materials ,
289–300.
https://doi.org/10.22211/cejem/64984 Colclough, M. E., Desai, H., Millar, R. W., Paul,
N.  C.,  Stewart,  M.  J.,  and  Golding,  P.,
(1993). Energetic Polymers as Binders in
Composite  Propellants  and  Explosives.
Polymers  for  Advanced  Technologies ,
5 (September), 554–560.
Colclough,  M.  E.,  and  Paul,  N.  C.,    (1996).
Nitrated Hydroxy-Terminated Polybutadiene : Synthesis and Properties.
In A. L (Ed.), ACS Symposium Series (pp.
97–103).  Washington,  DC:  American
Chemical Society. https://doi.org/10.1021/bk-1996-
0623.ch010
Chen,  C.Y.,  Wang,  X.F.,  Gao,  L.L.  and  Zheng Y.F., (2013).  Effect of HTPB with different molecular  weights  on  curing  kinetics  of HTPB/TDI  System, Chinese  Journal  of Energetic Materials , 21(6), pp. 771-776.
Cuihua,  L.,  Tao,  L.,  Xiaoxue,  Z.,  Jianhong,  L.,
Aimin, P. and Xuhui. C,  (2016).  Curing reaction  bentween  HTPB  and  IPDI,
Journal  of  Shenzhen  University  Science and Engineering, 33(5), pp. 452-456.
Florczak,  B.,    Bogusz,  R.,    Skupi ń ski,  W.,
Chmielarek,  M.  and    Dzik,  A.,  (2015). Study of the Effect of Nitrated Hydroxyl- terminated  Polybutadiene  (NHTPB)  on the  Properties  of  Heterogeneous  Rocket Propellants Central European Journal of Energetic Materials 12(4) 841-854.
Gupta,  B.  .,  Kumar,  V.,  and  Shivhare,  N.,
(2014).  Rheological  Studies  on  Virgin, Plasticized and Solid Filled HTPB Binder System. Global  Journal  of  Advanced
Engineering  Technologies  and  Sciences , 1 (2), 41–48. Retrieved from
http://www.gjaets.com
Hartaya,K.,  (2015).  Penyempurnaan  Proses
Pembuatan  Propelan  Komposit  Lapan Berdasar  Hasil  Penelitian  dari  India,
Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. 13 No.
2 Desember 2015, pp. 121-130
Krishnan, G., Ayyaswamy, K., and Nayak, S.K.,
(2012).
Hydroxy Terminated polybutadiene:  chemical  modifications
and  application J.  Macro.  Sci .  Part  A,
50(1) , pp. 128-138.
Komarov,  V.  F.,  and  Shandakov,  V.  A.  (1999). Solid  Fuels,  their  properties,  and applications. Combustion, Explosion, and Shock Waves , 35 (2), 2–6. https://doi.org/https://doi.org/10.100 7/BF02674426
Kshirsagar  D.R.,  Jain,  S.,  Bhandarkar,  S.,
Vemuri, M., and Mehilal, (2017).  Studies on  the  Effect  of  Nano-MnO2  in  HTPB- based Composite Propellant
Formulations, Cent. Eur. J. Energ. Mater.,
14(3), pp.  589-604.
Kumari A, Kurva R, Jain S and Bhattacharya B (2009)  Size  and  Shape  of  Ammonium Perchlorate  and  their  Influence  on

## Properties  of  Composite  Propellant
Defence Science Journal 59(3) 294-299.
Kumari,  A.,  Kurva,  R.,  Jain,  S.  and
Bhattacharya,  B.,  (2015).  Evaluation  of nanoalumunium in Composite Propellant Formulation  Using  Bicurative  System,
Journal  of  Propulsion  and  Power, 31(1) , pp. 393-399.
Kumari,  A.,  Maurya,  M.,  Jain,  S.,  and
Bhattacharya, B., (2017). Nano- Ammoinum  Perchlorate:  Preparation, Characterization,  and  Evaluation  in Composite Propellant Formulation,
Journal of Energetic Materials , 31(3), pp.
115-119.
Loekman, S., Pengembangan Propelan Komposit,  (1998),  Majalah  LAPAN  No2,
LAPAN.
Priyanto, B., Pinalia, A., and Puspitasari, R.R., (2015). The Effect of Spray Gas Flow Rate and  Concentration  on  Modification Ammonium  Perchlorate  Using  Spray Drying:  Advances  in  Science  and
Technology  of  Indonesian  Aircraft,
Rocket,  and  Satellite, Indonesia  Book Project , pp. 22-31.
Rahman, A., Chin, J. and Cheah, K.H., (2018). Prilling  and  Coating  of  And  Solid  Green Propellant  in  Toluene  Mixture  Using
Ultrasound Sonication, Aerospace, 5(1), pp. 29-35.
Ramezani, A. and Rothe, H., (2017). Simulation Based  Early  Prediction  of  Rocket, Artillery,  and  Mortar  Trajectories  and Real Time Optimization for Counter RAM Systems Mathematical  Problems  in Engineering, 12, pp. 1-8.
Ramesh,  K.,  Jawalkar,  S.  N.,  Sachdeva,  S.,
Mehilal,  and  Bhattacharya,  B.,  (2012). Development  of  a  Composite  Propellant Formulation  with  a  High  Performance Index Using a Pressure Casting Technique. Central  European  Journal  of
Energetic Materials , 9 (1), 49–58.
Restasari, A., Hartaya, K., Ardianingsih, R. and
Abdillah, L.H., (2015). Effects of Toluene Diisocyanate`s  Chemical  Structure  on Polyurethane`s Viscosity and Mechanical Properties  for  Propellant, Proceedings ISAST III-2015, 2015, pp. 59-67.
Salgado, M.C., Belderrain, M.S.N., and Devezas, T.C.,  (2018). Space Propulsion: a Survey Study  about  Current  and  Future Technologies, J. aerosp. Technol. Manag. ,
10 , pp.  1-10.
Sariak, G., (2017). Between a Rocket and a Hard
Place:  Militar  Space  Technology  and Stability  in  International  Relations, The internastional Journal of Space Polytics & Policy , 15(1), pp. 51-64.
Schulze,  M.C.  and  Chavez,  D.E.,  (2016),
Synthesis and Characterization of Energetic  Plasctcizer  AMDNNM, Journal of  Energetic  Materials , 34(2) ,  pp.  129- 137.
Shokry,  S.A.,    El-Morsi,  A.K.,    Sabaa,    M.S.,
Mohamed,    R.R.  and    El  Sorogy,  H.E.,
(2015).  Synthesis and characterization of polyurethane based on hydroxyl terminated polybutadiene and reinforced by carbon nanotubes, Egyptian Journal of Petroleum , 24(2), pp. 113–232.
Shekhar, C., Pant, M.S., Santosh, S., Banerjee,
P.K.,  Khanna,  (2013).  Single  Step Synthesis of Nitro-Functionalized Hydroxyl-Terminated Polybutadiene,
Propellants  Explos.  Pyrotech .,  38,  pp.
748-753.
Trache,  D.,  Klapotke,  T.M.,  Maiz,  L.,  Abd- Elghany,  M.  and  DeLuca,  L.T.,  2017.
Green Chamistry , 20, pp. 4711-4736.
Timnat, Y.M., 1987. Advanced Chemical Rocket Propulsion, Academic Press, pp . 132-135 Wibowo,  H.B.,  (2015).  Peningkatan  Sifat
Mekanik  Propelan  Mandiri  Berbasis Pengaruh Bilangan OH terhadap Kinerja Propelan: Teknologi Roket Sonda
Indonesia 2015, Penerbit Indonesia Book Project , pp. 273-290.
Wibowo, H.B., (2015). Pengembangan Propelan Mandiri untuk Roket Komposit. Prosiding JASAKIAI 21  November  2013, pp.  157- 162.
Wibowo,  H.B.,  (2016).  Kontrol  Kualitas  Bahan Baku  Propelan, Penerbit  Indonesia  Book Project, pp. 134-139. Wibowo, H.B., (2016). Polimer HTPB Pengembangan Binder Propelan Komposit  Di  Indonesia, Penerbit
Indonesia Book Project , pp. 120-129.
Wibowo, H.B., (2017), Teknologi PropelanUntuk
Penguasaan  Teknologi  Roket,  Bahan Orasi Profesor Riset, LIPI, pp. 78-80
Zhou,  Q.,  Jie,  S.  and    Li,  B.G.,  (2014). Preparation  of  Hydroxyl  Terminated Polybutadiene, Ind.  Eng.  Chem.
Res., 53(46), pp. 17884–17893.

## PENGARUH DIOCTYL ADIPATE TERHADAP SIFAT RHEOLOGI HTPB TERPLASTISASI (EFFECT OF DIOCTYL ADIPATE ON THE RHEOLOGICAL PROPERTIES OF PLASTICIZED HTPB)
Afni Restasari 1 , Luthfia Hajar Abdillah, Rika Suwana Budi, Kendra Hartaya PUSAT TEKNOLOGI ROKET LEMBAGA PENERBANGAN DAN ANTARIKSA NASIONAL (LAPAN) Jl. Raya LAPAN Rumpin Bogor Jawa Barat
1 e-mail: afni.restasari@lapan.go.id
Diterima: 17 Agustus 2018; Direvisi: 31 Januari 2019; Disetujui: 7 Februari 2019

## ABSTRACT
Developing knowledge on rheological properties of liquid content of propellant can be used to develop the formulation of liquid contents and mixing parameter that support the  increase  of  solid  contents  so  that  the  mechanical  properties  of  propellant  can  be optimum and impulse specific of the rocket can be increased. This development can be started from the mixture of HTPB-DOA so that this research aims to find out the effect of DOA  on  rheological  properties  of  HTPB-DOA  that  include  shear  dependence  flow properties, viscosity and viscosity at zero shear rate. In the methos, DOA were varied 0, 5,  10,  15,  20%  and  mixed  with  HTPB.  Its  rheological  behaviours  are  understood  by measuring its viscosities in rotational speed of 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4 of spindle type 2 of Brookfield viscometer and analyzing the graph of shear rate vs shear stress also viscosity vs shear rate. Based on those analysis, it is revealed that HTPB-DOA has shear thickening behaviour. The more DOA added, the lower viscosity, the lower viscosity at zero shear rate and the stronger the behaviour of shear thickening. Therefore, the use of high speed in mixing HTPB-DOA need to be avoided and the additive contents that are shear thinning are needed.
Keywords: Rheology, Plasticizer, Propellant Binder, Shear Thickening, Polymer.

## ABSTRAK
Pengembangan pengetahuan terhadap sifat rheologi isian cair propelan berguna untuk mengembangkan formula isian cair dan parameter mixing yang dapat mendukung peningkatan isian padat sehingga sifat mekanik propelan optimum dan spesifik impuls dari  roket  naik.  Pengembangan  ini  dapat  dimulai  dari  campuran  HTPB-DOA  sehingga penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh DOA terhadap sifat rheologi HTPB- DOA yang meliputi sifat alir terhadap shear rate, viskositas dan viskositas saat zero shear rate. Dalam metodenya, DOA divariasi 0, 5, 10, 15 dan 20% dan dicampur dengan HTPB. Sifat rheologi dipahami dengan mengukur viskositasnya pada kecepatan putar 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4 dengan spindel tipe 2 dari viskometer Brookfield dan menganalisis grafik shear stress vs shear rate serta viskositas vs shear rate. Berdasarkan analisis tersebut, diketahui bahwa campuran HTPB-DOA bersifat shear thickening. Semakin banyak DOA yang  ditambahkan,  semakin  rendah  viskositas  campuran,  semakin  rendah  nilai viskositas pada zero shear rate dan semakin kuat sifat shear thickening dari campuran. Dengan  demikian,  penggunaan  kecepatan  tinggi  dalam  mixing  HTPB-DOA  perlu dihindari dan diperlukan bahan aditif yang bersifat shear thinning.
Kata kunci: Rheologi, Plasticizer, Binder Propelan, Shear Thickening, Polimer.
1 PENDAHULUAN
Propelan padat komposit
merupakan  hasil  cetak  dari slurry yang mayoritas  berisi  partikel  oksidator seperti Ammonium perklorat dan serbuk bahan  bakar  logam  seperti  Aluminium. Dalam  pencetakan,  viskositas  sangat menentukan kualitas propelan.
Demikian pula dalam proses
pencampuran  padatannya  dengan  isian cair seperti Hydroxy Terminated Polybutadiene  (HTPB)  dan  Toluena diisosianat (TDI). Viskositas yang rendah memungkinkan  kedua  proses  tersebut menghasilkan  propelan  yang  homogen sehingga  masalah  seperti  terbentuknya rongga,  pori  hingga crack yang  dapat berujung  pada  rusaknya  struktur  roket dapat  dicegah.  Viskositas  menjadi semakin  penting  mengingat  semakin lama, viskositas slurry semakin meningkat  seiring  dengan  semakin banyaknya ikatan silang poliuretan yang terbentuk  melalui  reaksi  polimerisasi HTPB dan TDI.
Selain itu, viskositas juga semakin tinggi  ketika  kebutuhan  akan  isian
padatan  dalam  propelan  meningkat untuk  kenaikan  impuls  spesifik  (Isp). (Dey,  Athar,  Sikder,  &  Chattopadhyay,
2015; Muthiah, Somasundaran, Verghese, & Thomas, 1989; Remakanthan, Kk,
Gunasekaran,
Thomas, & Thomas, 2015) .
Viskositas  merupakan  besaran yang  menggambarkan  resistensi  suatu cairan untuk mengalir oleh adanya gaya dari luar. Dalam perumusannya, diumpamakan,  lapisan  tipis  cairan berada  diantara  dua  bidang  paralel dengan  jarak dy .  Pada  keadaan steady state, gaya  geser  yang  mengenai  cairan diimbangi oleh gaya gesek internal yang berlawanan arah. Untuk cairan Newtonian, yang mana besarnya viskositas  tidak  tergantung  pada  gaya geser,  tegangan  geser  ( shear  stress ), τ , berbanding  lurus  dengan    laju  geser ( shear rate ), γ , dan viskositas, µ, seperti dikemukakan  pada  Persamaan  1-1 (Chhabra RP & Richardson JF, 2008).
F/A = τ = µ (- dV/dy) = µ. γ (1-1)
Salah satu cara untuk menurunkan  viskositas  adalah  dengan penambahan plasticizer. Dalam
perkembangan teknologi propelan, plasticizer dibedakan  menjadi  inert  dan energetik. Plasticizer inert  meliputi senyawa  –  senyawa  yang  mengandung gugus fungsi ester dan rantai hidrokarbon.  Kelompok  ester  dapat berupa  Dimethyl  phthalate  (DMP), Diethyl phthalate (DEP), Dibutyl phthalate (DBP), Dioctyl phthalate (DOP),
Triacetin, Dibutyl sebacate (DBS),
Diisooctyl  sebacate,  Dioctyl  sebacate (DOS),  Dibutyl  sebacate  (DBS),  Isodecyl pelargonate  (IDP),  Trioctyl  phosphate (TOF), Dioctyl adipate (DOA) dan Dibutyl adipate  (DBA).  Sementara,  kelompok hidrokarbon terdiri dari polybutene (PB), spindle  oil,  naphthenic  oil,  polymer extender  oil  (PEO)  dan  poly  isobutylene (PIB)(Muthiah  et  al.,  1989).  Di  sisi  lain, plasticizer energetik dapat berbasis Azido, ester nitrat, N-Nitramine, Nitro aromatic, Oxetane, Nitro aliphatic dan GLYN dimer (Manu,  2009).  Diantara  jenis  –  jenis tersebut,  DOA  merupakan plasticizer yang  paling  banyak  digunakan  pada berbagai komposisi propelan.
Pada propelan berbasis GAP (Glycidyl Azide Polymer), DOA dilaporkan memiliki performa yang lebih baik dalam menurunkan  viskositas  dibanding  DOP (Manu, 2009). Sementara pada pencampuran  dengan  CL-20  dan  HTPB, performa  tersebut  lebih  baik  dibanding DOS  dan  DBP  (Li,  Wang,  &  An,  2014). Campuran HTPB dan DOA menunjukkan viskositas  yang  semakin  menurun dengan  bertambahnya  DOA,  demikian pula  setelah  penambahan  TDI  (Tomasz, Katarzyna, Karolina, & Lukasz, 2018).
Selain  menurunkan  viskositas, penambahan  DOA  juga  bermanfaat dalam  memperpanjang potlife sebagai lamanya  waktu  yang  tersedia  hingga propelan  tidak  layak  untuk  diproses berdasarkan viskositasnya. Hal tersebut
ditemukan  pada  isian  cair  sederhana berkomposisi  HTPB,  DOA,  TDI  maupun yang telah dilengkapi dengan additif TMP (trimethyol  propane)  dan  alkanol  tipe amina-amida.  Efek  ini  pun  masih  ada saat  isian  cair  telah  bercampur  dengan serbuk aluminium dan partikel Ammonium  perklorat  (AP)  baik  bimoda maupun  trimoda.  Lebih  lanjut,  DOA diketahui  kompatibel  terhadap slurry dengan komposisi yang mengandung AP bimoda sebaik IDP (Gupta, Kumar, & N, 2014; Muthiah et al., 1989; Restasari & Abdillah, 2017; Tomasz et al., 2018).
Di  sisi  mekanik,  adanya  DOA diketahui  dapat  menurunkan impact sensitivity pada komposisi CL-20, HTPB, DOA dan TDI. Hal ini juga terlihat dalam komposisi HTPB, 2,2’-methylenebis, IPDI (Isophorone diisocyanate), RS-RDX
(sensitivity  reduced-RDX),  aluminium dan  Fe  acetyl  acetonate.  Dengan turunnya  sensitivitas,  propelan  menjadi lebih  aman  untuk  ditangani  dalam penyimpanan maupun transportasi (Gurkan,  Deger,  Zekeriya,  &  Teoman, 2014; Li et al., 2014).
Dengan  semua  keunggulannya, penambahan sejumlah besar massa DOA tentunya  diinginkan.  Namun  demikian, terdapat  masalah  pada  sifat  fisik  dan mekanik propelan dengan kian bertambahnya  massa  DOA.  Dilaporkan, pada  propelan  berbasis  GAP,  semakin banyak  DOA  yang  ditambahkan,  nilai kekuatan tarik, tegangan saat perpanjanganf  100%,  kekerasan  dan ketangguhan  atau toughness semakin menurun (Manu, 2009). Hal serupa juga dilaporkan  terjadi  pada  nanokomposit polyurethane/polyhedral oligomeric silsesquioxane  berbasis  HTPB    (Kim, Kwon, & Kim, 2013).
Kelemahan plasticizer
dalam pembentukan  sifat  fisik  dan  mekanik propelan dapat diatasi dengan penambahan  senyawa bonding  agent yang  dapat  menambah  kuat  ikatan
antara binder dan  partikel  padat. Bonding agent ini dapat berupa molekul kecil dan polimer. Molekul kecil meliputi ester borat dan ester titanat. Sementara contoh  dari  golongan  polimer  adalah NPBA  ( Neutral  Polymer  Bonding  Agent ) dan polimer amida (Liu, Sun, Hong, Pang, & Qiao, 2018). Untuk propelan berbasis HTPB,  beberapa  bonding  agent  seperti senyawa aziridine,
alkanolamine,
polyamine,
isocyanurate,
dimethyldantoin  dan  turunannya  telah dikembangkan (Brzi ć et al., 2015; Hu et al., 2014).
Penambahan
bonding agent
biasanya  dilakukan  di  saat  awal pencampuran HTPB dengan DOA dan zat tersebut
berpotensi untuk mempengaruhi  viskositas  campuran. Lebih  lanjut,  karakteristik  perubahan viskositas  atau  sifat  alir  campuran  juga dipengaruhi.  Sifat  tersebut,  terutama yang  tergantung  pada  laju  geser  ( shear rate ) atau disebut cairan non-newtonian, penting  untuk  mendapat  perhatian karena  menyangkut  kondisi mixing dan casting yang  akan  diterapkan  agar hasilnya  optimum  yang  mana  kondisi tersebut  mendukung  peningkatan  isian padat  sehingga  sifat  mekanik  propelan optimum  dan  spesifik  impuls  dari  roket naik.Mengingat  kedua  proses  tersebut menghasilkan  gaya  geser  pada  cairan. Dengan  demikian,  sifat  alir  dari campuran  HTPB  dan  DOA  perlu  untuk diketahui terlebih dahulu.
Berdasarkan ketergantungan  pada shear  rate, sifat  alir  dibagi  menjadi  tiga yaitu shear  thinnning yang  mana viskositas  menurun  seiring  dengan naiknya shear  rate, viskoplastis  yang membutuhkan  gaya  tertentu  untuk memulai  aliran,  dan shear  thickening yang mana viskositas bertambah dengan naiknya shear  rate. Pada  Persamaan Power  Law  (Persamaan  1-2  &  1-3), n merupakan  index  Power  Law  yang menandai  sifat  alir  cairan  sementara K
dapat  diartikan  sebagai  viskositas  pada kondisi zero  shear,  µ 0 . Shear  thinning ditandai  dengan n  <  1,  shear  thickening ditandai  dengan n  >  1 dan  newtonian ditandai  dengan n  =  1. Sementara,  sifat alir  yang  bergantung  pada  waktu meliputi  thixotropik  yang  mana  terjadi penurunan viskositas seiring berjalannya waktu  dan  kebalikannya,  rheopeksi (Chhabra RP & Richardson JF, 2008) .
τ = K ( γ ) n (1-2)
µ = τ / γ = K ( γ ) n-1 (1-3)
Sifat  alir  komponen  propelan  yang mengandung  DOA  bermacam  –  macam, bergantung pada komposisinya. Gupta et al (2014) menungkapkan bahwa campuran  HTPB,  TDI,  DOA,  TMP (Trimethyol  propane)  dan  alkanol  tipe amina  amida  memiliki  sifat  newtonian (Gupta  et  al.,  2014).  Sifat  thixotropik ditemukan oleh Bogdan et al (2015) pada slurry  propellant  dengan  komposisi Ammonium klorat (VII), serbuk aluminium, BEFP, HTPB, DOA, DDI dan zat additif (Bogdan & Bednarczyk, 2015). Sementara, sifat shear thinning ditemukan  pada  beberapa  komposisi seperti  propelan  CL-20  (CL-20,  HTPB, TDI,  DOA),  RS-RDX  (HTPB,  2,2`- Methylenebis,  IPDI,  RS-RDX,  DOA, Aluminium  dan  Fe  Acetyl  Acetonate), EVA-RDX  (EVA,  RDX,  HMX,  DOA, Dechlorane)  (Gurkan  et  al.,  2014;  Jong, Sangmook, & Jae, 2017; Li et al., 2014).
Keuntungan dan cara
mengatasi kekurangan
dalam
penggunaan DOA serta beragamnya sifat alir  di  atas  membuat  sifat  dasar  aliran HTPB dan DOA penting untuk diketahui terutama pada shear rate rendah sesuai yang  diaplikasikan  pada mixing dan casting .  Oleh  karena  itu  penelitian  ini bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh penambahan  DOA  terhadap  sifat  alir
campuran  HTPB  dan  DOA  pada shear rate rendah.

## 2 METODOLOGI
Penelitian  ini  membuat  4  macam campuran HTPB - DOA. DOA divariasi (0, 5, 10, 15 dan 20%) dengan massa HTPB konstan. HTPB dan DOA dicampur pada 60  rpm  selama  3  menit  tanpa  panas dengan menggunakan pengaduk mekanika  IKA  dengan  anchor  impeller. Viskositas diukur pada kecepatan putar 0,5;  1;  1,5;  2;  2,5;  3;  4  rpm  dengan menggunakan  spindel  tipe  2  dari viskometer  Brookfield  untuk  semua komposisi.
Grafik shear  rate  vs  shear  stress dibuat  berdasarkan  Persamaan  1-1. Grafik shear  rate  vs viskositas  dibuat untuk mendapat Persamaan 1-3, beserta nilai n dan K . Analisis mikro dilakukan dengan  analisis  data  dipol  dengan software  Millsian  serta  struktur  kimia dengan ChemDraw Ultra Software.

## 3 HASIL PEMBAHASAN
Sifat alir dari slurry propelan sangat dipengaruhi  oleh  sifat  alir  isian  cairnya dan  penambahan  DOA  pada  isian  cair dikehendaki
untuk
menurunkan viskositas slurry .  Untuk  mempelajari pengaruh  penambahan  DOA  pada viskositas  HTPB-DOA,  viskositas  dari sistem  HTPB-DOA  dengan  persentase DOA  yang  bervariasi  diukur  pada kecepatan putaran spindle yang berbeda. Hal ini karena kecepatan putaran spindle dapat  mewakili shear  rate (Brookfield Engineering Laboratories, 2014) . Penggunaan kecepatan putaran hingga 4 rpm  adalah  untuk  mewakili  laju  geser yang terjadi saat casting secara gravitasi dan  vakum.  Teknik casting tersebut biasanya  digunakan  dalam  pembuatan propelan.  Hasil  pengukuran  viskositas kemudian  dibuat  grafik shear  rate  vs shear stress berdasarkan Persamaan 1-1 untuk mendapat nilai kemiringan grafik
sehingga diketahui karakteristik alirnya. Grafik tersebut tersaji pada Gambar 3-1 berikut,  sedangkan  nilai  kemiringan ditampilkan pada Tabel 3-1.
Gambar 3-1: Grafik Shear Rate vs Shear Stress dari sistem HTPB-DOA .

## Tabel 3-1: NILAI KEMIRINGAN GRAFIK ALIR HTPB-DOA
% DOA Kemiringan Grafik 1 2 0 83.202 5 65.085 10 53.768 15 44.997 20 36.694 Persamaan 1-1 menjelaskan
bahwa  nilai shear  stress berbanding lurus dengan hasil kali viskositas dengan shear rate. Pada cairan Newtonian, nilai kemiringan grafik tersebut adalah 1 yang ditandai  dengan  garis  merah  pada Gambar 3-1. Di Gambar tersebut terlihat bahwa HTPB saja dan semua komposisi HTPB-DOA  tidak  menunjukkan  sifat Newtonian. Hal ini berbeda dengan yang ditemukan oleh Gupta et al (2014) pada sistem binder propelan. Penyebab perbedaan  ini  dapat  bersumber  dari tingginya rpm yang digunakan Gupta et al (2014)  yaitu  10  rpm  ke  atas,  serta adanya  tambahan  senyawa  kimia,  tidak hanya  HTPB  dan  DOA  (Gupta  et  al., 2014).
Sementara,  berdasarkan  Tabel 3-1  kolom  2,  HTPB  dan  HTPB-DOA memiliki  nilai  kemiringan  lebih  besar dari  1,  yaitu  antara  36  hingga  83,  pada grafik shear rate vs shear stress. Hal ini menunjukkan  sifat shear  thickening, yaitu  nilai  viskositas  yang  naik  seiring dengan naiknya shear rate (Chhabra RP &  Richardson  JF,  2008) . Analisis  lebih lanjut dilakukan dengan membuat grafik shear  rate  vs viskositas  berdasarkan Persamaan  Power  Law  (Persamaan  1-3). Grafik  ini  disajikan  pada  Gambar  3-2, sedangkan  nilai n, K dan  korelasi  grafik dengan Persamaan Power
Law dicantumkan pada Tabel 3-2 . Gambar 3-2: Grafik Power Law HTPB-DOA Tabel 3-2: KARAKTERISTIK ALIR HTPB-DOA %
DOA
K n r Korelasi 1 2 3 4 5 0 79.29  1.0474 0.98 Sangat Kuat 5 59.59  1.0644 0.97 Sangat Kuat 10 49.56  1.059 0.95 Sangat Kuat 15 40.09  1.0839 0.94 Sangat Kuat 20 32.2  1.0962 0.95 Sangat Kuat Gambar 3-2 menunjukkan bahwa dengan meningkatnya kadar DOA,
viskositas  sistem  HTPB-DOA  menurun pada semua kecepatan rotasi.
Penurunan ini terjadi dari range 75 – 85 Poise  hingga  30  –  35  Poise  pada penambahan DOA 20%. Hal serupa juga ditemukan oleh Tomasz et al (2018) pada berbagai suhu campuran (Tomasz et al.,
2018).  Hal ini bisa dijelaskan seperti di bawah ini:
HTPB  adalah  polimer  dengan  rantai hidrokarbon  panjang  yang  memiliki gugus hidroksil di masing-masing ujungnya. Kehadiran struktur cis, trans dan  vinil  dalam  rantai  hidrokarbon membuat  rantai  HTPB  terlipat  sehingga membentuk hambatan steris dan menyebabkan  rantainya  stabil.  Lipatan tersebut menyebabkan bentuk koil HTPB. Ketika  koil  bertemu  satu  sama  lain, terbentuk beberapa interaksi intermolekuler  seperti  gaya  Van  Der Waals  dan  ikatan  hidrogen  seperti ditunjukkan pada Gambar 3-3. Interaksi tersebut  menghambat  mobilitas  polimer yang  menyebabkan  kesulitan  dalam pergerakan  sehingga  HTPB  memiliki viskositas  tinggi  (Fulmer,  2000;  George Wypych,  2017;  Mahanta  &  Pattnayak,
2015).
Sementara, DOA sebagai
plasticizer dapat bekerja sebagai pelumas internal dengan penjelasan berikut.
DOA  memiliki  sifat  semipolar dengan nilai momen dipol 0,0024 D. Sifat semipolar
didapat dari
rantai hidrokarbon  nonpolar  dan  gugus  adipat polar.  Sifat  semipolar  ini  sama  dengan HTPB  rantai  linier  yang    dengan kenaikan berat molekulnya, polaritasnya juga meningkat. Sebagai contoh, C 20 H 22 O 2 memiliki momen dipol 0,0017 D, C 28 H 30 O 2 memiliki momen dipol 0,0028 D dan  C 40 H 42 O 2 memiliki  momen  dipol 0,0031  D.  Berdasarkan  prinsip "like dissolve like" dan kemiripan nilai momen dipol,  maka  HTPB  dan  DOA  dapat  larut satu  sama  lain.  Disolvasi  ini  juga didukung oleh parameter kelarutan. Nilai parameter  kelarutan  DOA  adalah  18,2 (MPa) 0,5 ,  sesuai  dengan  nilai  parameter kelarutan  untuk  HTPB  yang  dihasilkan oleh  polimerisasi  radikal  bebas  (16,40  - 18,11  (MPa) 0,5 ).  Properti  pelarutan  ini berkontribusi
dalam mengurangi
viskositas HTPB + DOA (George Wypych, 2017).
Bila  HTPB  dicampur  dengan DOA,  rantai  hidrokarbon  nonpolar  DOA melarutkan rantai hidrokarbon nonpolar HTPB.  Sementara,  gugus  semipolar adipat  dari  DOA  kurang  melarutkan rantai  hidrokarbon  nonpolar  HTPB sehingga  DOA  dapat  berperan  sebagai pelumas. Seiring dengan proses pelumasan DOA, kekuatan kohesif HTPB menurun  sehingga  rantai  HTPB  bisa meluncur  satu  sama  lain  sehingga menyebabkan penurunan viskositasnya. Selain proses itu, selama pencampuran, dua  ikatan  hidrogen  antara  dua  gugus hidroksil  di  ujung  rantai  HTPB  yang berbeda,  Gambar  3-3  (a),  dapat  dipecah dan  digantikan  oleh  interaksi  antara gugus  hidroksil  HTPB  dan  gugus  adipat dari DOA (Fulmer, 2000; George Wypych, 2017; Mahanta & Pattnayak, 2015).
Berdasarkan  struktur  kimia yang  dianalisis  oleh  ChemDraw  Ultra Software, ditunjukkan pada Gambar 3-3 (b),  dua  atom  oksigen  (=  O)  pada  gugus karbonil  DOA  memiliki  arah  yang berlawanan.  Ini  menyebabkan  satu senyawa DOA dapat membuat dua ikatan hidrogen dengan dua rantai HTPB. Tapi, satu  rantai  HTPB  hanya  bisa  membuat satu  ikatan  hidrogen  dengan  satu senyawa  DOA,  yaitu  dengan  atom oksigen  gugus  karbonil  (=  O)  dari  DOA. Hal  ini  karena  momen  ikatan  C-O  (0,74 D)  jauh  lebih  kecil  daripada  momen ikatan C = O (2,3 D). Kondisi yang tidak stabil  ini  menyebabkan  rantai  polimer lebih mudah mengalir sehingga
viskositas HTPB-DOA
menurun (Fessenden & Fessenden, 1997; Fulmer, 2000; George Wypych, 2017).
Mekanisme  di  atas  dapat  pula menjadi penyebab turunnya nilai K atau viskositas  pada zero  shear, dari  79 hingga  32, dengan  naiknya  konsentrasi DOA.  Nilai K terlihat  pada  Tabel  3-2 kolom  2.  Nilai K tersebut  diperoleh  dari
persamaan  garis  pada  grafik  di  Gambar 3-2 yang berkorelasi sangat kuat dengan persamaan Power Law, seperti
ditampilkan pada Tabel 3-2 kolom 4 yang merupakan kesimpulan dari nilai
koefisien korelasi ( r ) pada kolom 3.
(a)
(b)
Gambar 3-3: (a) Ilustrasi ikatan hidrogen HTPB;
(b) Ilustrasi ikatan hidrogen antara HTPB  dan  DOA  (George  Wypych,
2017).
Viskositas  pada zero  shear  rate penting untuk mengkarakterisasi respon rheologi pada tegangan alir yang rendah, menemukan  energi  aktivasi  aliran  dan menganalisis pengaruh arsitektur molekuler  terhadap  resistensi  untuk mengalir
(Shaw, 2016).
Dalam hubungannya  dengan  energi  aktivasi, semakin rendah nilai K, semakin mudah suatu  cairan  untuk  mengalir.  Dengan demikian, semakin besar DOA, semakin rendah  energi  aktivasi  untuk  mengalir, semakin mudah campuran untuk mengalir. Nilai energi aktivasi yang kian turun  dengan  bertambahnya  DOA  ini ditemukan  oleh  Tomasz et  al (2018). Sementara,  dalam  kaitannya  dengan struktur  molekuler,  semakin  rendah K, semakin  rendah  berat  molekul  yang terlarut yang dalam hal ini adalah HTPB. Hal  ini  dapat  diartikan  bahwa  semakin banyak  DOA  ditambahkan,  semakin banyak  ikatan  hidrogen  antar  rantai HTPB  yang  putus  sehingga  semakin mudah  mengalir  (Dalsin,  Hillmyer,  & Bates, 2014).
Hal  yang  menarik  pada  Tabel  3-2 terletak  pada  kolom  3  sebagai  analisis lanjutan  dari  Tabel  3-1  kolom  2,  yaitu
mengenai  sifat  alir  HTPB-DOA.  Pada kolom  tersebut,  HTPB  dan  semua campuran  HTPB-DOA  memiliki  nilai n yang  lebih  besar  dari  1,  yang  berarti bahwa  HTPB  dan  HTPB-DOA  memliki sifat shear thickening. Dengan bertambahnya  DOA,  nilai n naik  dari 1,0474 yang merupakan nilai dari HTPB hingga  1,0962  yang  dimiliki  oleh campuran dengan DOA sebesar 20%.  Ini menunjukkan  bahwa  semakin  banyak DOA,  sifat shear  thickening campuran HTPB-DOA  semakin  kuat.  Sifat shear thickening ini dijelaskan sebagai berikut. Seperti telah dijelaskan,
dideskripsikan  pada  Gambar  3-3  (b) bahwa  dengan  adanya  DOA,  koil  HTPB menjadi terbuka namun tidak seluruhnya.  HTPB-DOA  membentuk kumparan yang lebih mudah terurai oleh adanya  gaya  geser  dibanding  dengan bentuk koil HTPB. Kumparan yang telah terurai  dapat  membentuk  ikatan  silang secara  fisik  satu  dengan  yang  lain sehingga  sulit  untuk  mengalir,  seperti terdeskripsikan pada Gambar 3-4. Ikatan silang  ini  menimbulkan  sifat shear thickening apabila besarnya energi ikatan fisik tersebut bersesuaian dengan energi thermal campuran. Semakin besar shear rate ,  semakin  banyak  kumparan  yang terurai,  semakin  banyak  ikatan  silang, semakin  tinggi  viskositas  sehingga menyebabkan  sifat shear  thickening.
Dengan  semakin  banyaknya  DOA, semakin  mudah  kumparan  terurai, semakin banyak kumparan yang terurai sehingga  kekuatan shear  thickening semakin besar (Ding, Tracey, Li, Peng, & Whitten,  2013;  Jaishankar,  Wee,  Matia- Merino, Goh, & McKinley, 2015; Wagner, Barbati, Engmann, Burbidge, & McKinley, 2016).
Sifat shear thickening pada polimer ini  juga  dilaporkan  nampak  pada campuran Mamaku gum dan urea serta terpineol  dan plasticizer DBP.  Namun, pada  kedua  campuran  tersebut, shear
thickening hanya  terjadi  sampai  nilai shear rate tertentu yaitu sekitar 10 – 100 rps untuk campuran Mamaku gum dan di  bawah  100  rps  untuk  campuran terpineol  (Jaishankar  et  al.,  2015; Umerova,  Dulina,  &  Ragulya,  2015). Batas tersebut bernilai 600 hingga 6000 rpm  yang  mana  tidak  diterapkan  pada mixing maupun casting propelan
Gambar  3-4:  Ilustrasi  Kualitatif  Mengenai Mekanisme Shear  Thickening HTPB-DOA.
Untuk  lebih  memahami  pengaruh penambahan  DOA  terhadap  nilai n, persentasi  DOA  vs  nilai n dibuat  dan disajikan  pada  Gambar  3-5.  Pada Gambar tersebut, berdasarkan nilai dari determinan  korelasi,  persentase  DOA dan  nilai n membentuk  korelasi  yang sangat  kuat,  sehingga  dapat  digunakan untuk  memprediksi  nilai n selanjutnya dengan  penambahan  DOA  yang  lebih besar.
Gambar 3-5:   Grafik Pengaruh %DOA terhadap Nilai n.
Walaupun  nilai n dari  HTPB-DOA mendekati  Newtonian  (n=1),  namun
tingginya  kebutuhan  akan  persentase DOA  serta  tingginya  kecepatan  mixing HTPB-DOA  saat  pembuatan  propelan (sekitar  40-60rpm),  maka  berdasarkan Persamaan 1-3, nilai n tersebut membawa  dampak  yang  signifikan terhadap  viskositas  HTPB-DOA.  Dengan demikian,  penggunaan kecepatan tinggi dalam mixing HTPB-DOA perlu dihindari. Di sisi lain, berkaitan dengan penambahan bonding  agent dan  aditif lainnya, diperlukan pemilihan berdasarkan  sifat shear  thinning sehingga pengadukan saat ditambahkan isian  padat  lebih  mudah  mencapai homogen  walaupun  persentase  isian padat  ditingkatkan.  Hal  ini    berujung pada optimumnya sifat mekanik propelan dan spesifik impuls roket . 4

## KESIMPULAN
Dalam penelitian ini telah dilakukan
pengukuran
viskositas
campuran HTPB dan DOA pada berbagai shear  rate. Berdasarkan  hasil  analisis grafik shear  rate  vs  shear  stress, diketahui  bahwa  campuran  HTPB  dan DOA  memiliki  sifat shear  thickening.
Diketahui  pula  bahwa  semakin  banyak DOA yang ditambahkan, semakin rendah viskositas  campuran,  semakin  rendah nilai viskositas pada zero shear rate dan semakin kuat sifat shear thickening dari campuran. Penggunaan kecepatan putar rendah  dalam  pengadukan  HTPB-DOA, serta pemilihan bahan aditif yang shear thinning disarankan  untuk  peningkatan sifat  mekanik  propelan  dan  spesifik impuls roket.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Pusat Teknologi Roket (Pustekroket) LAPAN karena telah menyediakan
fasilitas pendukung penelitian serta rekan – rekan yang telah mendukung penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Bogdan, F., & Bednarczyk, A. M. (2015). Studies of Rheological Properties of Suspension of Heterogeneous Rocket Propellant Based on HTPB Rubber. CHEMIK , 69 (3), 136–145.
Brzi ć , S., Dimi ć , M., Jelisavac, L., Djonlagi ć , J., U šć umli ć ,  G.,  &  Bogdanov,  J.  (2015).
Influence  of  Polyglycidyl-type  Bonding Agents  on  the  Viscoelastic  Properties  of  a Carboxylterminated poly(butadiene-co- acrylonitrile)-based  Composite  Rocket Propellant. Central  European  Journal  of Energetic Materials , 12 (2), 307–321.
Chhabra  RP,  &  Richardson  JF.  (2008). Non- Newtonian  Flow  and  Applied  Rheology
Engineering Applications (2nd ed.).
Burlington: Elsevier Ltd.
Dalsin,  S.  J.,  Hillmyer,  M.  A.,  &  Bates,  F.  S.
(2014).  Molecular  Weight  Dependence  of Zero-Shear Viscosity in Atactic Polypropylene  Bottlebrush  Polymers. ACS Macro Letters , 3 (5), 423–427. https://doi.org/10.1021/mz500082h
Dey,  A.,  Athar,  J.,  Sikder,  A.  K.,  &
Chattopadhyay,  S.  (2015).  Effect  of Microstructure on HTPB Based
Polyurethane (HTPB-PU), 5 (April), 145–151. https://doi.org/10.17265/2161- 6221/2015.3-4.005
Ding,  J.,  Tracey,  P.  J.,  Li,  W.,  Peng,  G.,  & Whitten,  P.  G.  (2013).  Review  on  shear thickening  fluids  and  applications.pdf. Textile  and  Light  Industrial  Science  and Technology , 2 (4), 161–173.
Fessenden,  R.  J.,  &  Fessenden,  J.  S.  (1997). Kimia organik . Jakarta: Erlangga.
Fulmer, M. S. (2000). Introduction to Lubricants and  Additives  for  Polymer  Compounds.
Retrieved from
http://www.struktol.com/pdfs/Lubricant s.pdf.
George Wypych. (2017). Handbook of Plasticizers
(3rd ed.). Toronto: ChemTec Publishing.
Gupta,  B.,  Kumar,  V.,  &  N,  S.  (2014). Rheological  Studies  on  Virgin,  Plasticized and  Solid  Filled  HTPB  Binder  System. Global  Journal  of  Advanced  Engineering Technologies and Sciences , 1 (2), 41–48.
Gurkan, A., Deger, S., Zekeriya, T. K., & Teoman,
T.  (2014).  ylmaz2014.pdf. Journal  of
Applied  Polymer  Science ,  40907–40914. https://doi.org/10.1002/APP40907
Hu, W., Su, Y., Zhou, L., Pang, A., Cai, R., Ma, X., & Li, S. (2014). Molecular Dynamics of Neutral Polymer Bonding Agent (NPBA) as
Revealed by Solid-State NMR Spectroscopy. Molecules , 19 , 1353–1366. https://doi.org/10.3390/molecules19011
353
Jaishankar, A., Wee, M., Matia-Merino, L., Goh,
K. K. T., & McKinley, G. H. (2015). Probing hydrogen  bond  interactions  in  a  shear
thickening polysaccharide using nonlinear shear and extensional rheology.
Carbohydrate  Polymers , 123 ,  136–145. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.0
1.006
Jong, H. C., Sangmook, L., & Jae, W. L. (2017). Non-Newtonian  Behavior  Observed  via Dynamic  Rheology  for  Various  Particle Types in Energetic Materials and Simulant Composites. Korea-Australia  Rheology Journal , 29 (1), 9–15. https://doi.org/10.1007/s13367-017-
0002-6
Kim,  H.  J.,  Kwon,  Y.,  &  Kim,  C.  K.  (2013).
Thermal  and  Mechanical  Properties  of Hydroxyl-Terminated Polybutadiene-based Polyurethane/Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane Nanocomposites Plasticized  with  DOA.  Kim. J  Nanosci Nanotechnol , 13 (1).
Li, H., Wang, J., & An, C. (2014). Study on the Rheological  Properties  of  CL-20  /  HTPB Casting  Explosives. Central  European Journal of Energetic Materials , 11 (2), 237–
255.
Liu, X., Sun, X., Hong, X., Pang, A., & Qiao, Y.
(2018).  Research  Progress  of  Bonding Agents  for  Nitramine  Composite  Solid Propellants. International  Journal  of Astrophysics and Space Science , 6 (2), 44–
50.
https://doi.org/10.11648/j.ijass.2018060
2.11
Mahanta, A. K., & Pattnayak, P. K. (2015). Green
analytical  methods  for  determination  of intrinsic  viscosity  of  hydroxyl  terminated polybutadiene. J. Mater. Environ. Sci , 6 (9), 2377–2385.
Manu, S. K. (2009). Glycidyl Azide Polymer (GAP) as  a  High  Energy  Polymeric  Binder  for Composite  Solid  Propellant  Applications .
Mahatma Gandhi University.
Muthiah, R., Somasundaran, U. I., Verghese, T.
L., & Thomas, V. A. (1989). Energetics and Compatibility  of  Plasticizers  in  Composite Solid Propellants. Defence Science Journal ,
39 (2), 147–155.
Remakanthan,  S.,  Kk,  M.,  Gunasekaran,  R., Thomas,  C.,  &  Thomas,  C.  R.  (2015). Analysis of Defects In Solid Rocket Motors
Using X-Ray Radiography. The E-Journal of Nondestructive Testing , 20 (6). Restasari, A., & Abdillah, L. H. (2017). Pengaruh Dioctyl Adipate Terhadap Pot-Life
Proopelan  Berformula  AP  Trimoda.  In Prosiding  SIPTEKGAN  XXI (pp.  314–322).
Tangerang: Pusat Teknologi Penerbangan, LAPAN.
Shaw,  M.  T.  (2016).  On  Estimating  The  Zero-
Shear-Rate  Viscosity:  Tests  with  PIB  and PDMS.  In AIP  Conference  Proceeding . American Institute of Physics.
https://doi.org/10.1063/1.4965543
Tomasz,  G.,  Katarzyna,  G.-S.,  Karolina,  J.,  &
Lukasz,  K.  (2018).  Rheological  and
Thermal  Properties  of  Mixtures  of Hydroxyl-Terminated  Polybutadiene  and Plasticizer
(Rapid communication). Polimery , 63 (1), 53–63. https://doi.org/10.14314/polimery.2018.
1.9
Umerova, O., Dulina, O., & Ragulya, V. (2015). Rheology of plasticized polymer solutions.
Journal  of  Silicate  Based  and  Composite Materials , 67 (4), 119–125.
Wagner,  C.  E.,  Barbati,  A.  C.,  Engmann,  J., Burbidge, A. S., & McKinley, G. H. (2016). Apparent  shear  thickening  at  low  shear rates  in  polymer  solutions  can  be  an artifact of non-equilibration Caroline.
SIMULASI PENENTUAN BASIS OPERASI PADA SISTEM PEMANTAUAN MARITIM BERBASIS WAHANA TERBANG TAK BERAWAK (SIMULATION TO DETERMINE THE OPERATION BASE ON MARITIME SURVEILLANCE SYSTEM BASED ON UNMANNED AIR VEHICLE)
Prasetyo Ardi Probo Suseno, Adi Wirawan Pusat Teknologi Penerbangan Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) Jl. Raya LAPAN Rumpin Bogor Jawa Barat
1 e-mail: prasetyo.ardi@lapan.go.id
Diterima: 25 Oktober 2018; Direvisi: 1 Februari 2019; Disetujui: 7 Februari 2019

## ABSTRACT
This  paper  discuss  about  a  method  to  determine  the  operation  base  on  martime  surveillance system based on Unmanned Aerial Vehicle. The process to determining the operation base is created using data recorded by radarsat 2 satellite. In this research, Natuna Sea is chosen as main discussion as the Natuna Sea, currently is one of the most vulnerable region in Indonesia for illegall fishing activity. The simulation is done using software MATLAB. The result show that the operation base can be placed in  such  a  way  so  that  with  a  minimum  number  of  operations,  all  areas  with  potential  illegal  fishing activities can still be included in the area of operation.
Keywords: UAV, Surveillance, Maritime, Operation Base, Cluster, Natuna.

## ABSTRAK
Paper  ini  mendiskusikan  metode  untuk  menentukan  basis  operasi  pada  pemantauan  maritim yang  menggunakan  pesawat  terbang  tak  berawak  sebagai  komponen  utamanya.  Penentuan  basis operasi disusun berdasarkan data-data yang telah direkam oleh satelit radarsat 2. Dalam penelitian ini dipilih laut Natuna sebagai fokus wilayah karena laut Natuna merupakan salah satu laut di Indonesia yang paling rawan mengalami kegiatan  penangkapan  ikan  illegal.  Simulasi  dilakukan  menggunakan software  MATLAB.  Hasil  simulasi  yang  dilakukan  menunjukkan  bahwa  basis  operasi  dapat ditempatkan  sedemikian  rupa,  sehingga  dengan  jumlah  operasi  yang  minimal,  seluruh  daerah  yang berpotensi kegiatan penangkapan ikan illegal masih dapat tercakup dalam wilayah operasi tersebut.
Kata kunci : UAV, Pemantauan, Maritim, Basis operasi, Gugus, Natuna.
1

## PENDAHULUAN
Pemantauan
maritim adalah komponen  vital  dalam  negara  maritim. Kegiatan  penangkapan  illegal,  tidak dilaporkan,  dan  tidak  diatur  (Illegal, Unreported  and  Unregulated  Fishing /IUUF) telah menjadi masalah utama di Kementrian  Kelautan  dan  Perikanan Indonesia  (KKP)  (Pudjiastuti,  2016). Aktifitas  tersebut  telah  menyebabkan Indonesia  mengalami  kerugian  sekitar Rp 300 Triliun per tahun (Jaelani 2014).
Hingga sampai saat ini, pemantauan  maritim  telah  dilakukan mengggunakan  kapal  patroli,  namun permasalahannya  adalah  biaya  untuk mengoperasikan  kapal  patroli  sangatlah mahal.  Satu  unit  kapal  perang  sekelas frigate dengan panjang sekitar 100 meter akan membutuhkan bahan bakar diesel hingga  900  juta  rupiah  untuk  berlayar sehari  penuh  (Widodo,  2014).  Untuk mengurangi  biaya  operasi  pemantauan maritim, metode alternatif perlu dibangun, salah satunya adalah pemantauan  maritim  dengan  berbasis pesawat terbang tak berawak (UAV).
Penggunaan UAV dalam
pemantauan maritim tidak dapat dilakukan  dengan  gegabah  karena  UAV memiliki  jangkauan  dan  daya  tahan terbang yang terbatas. Kegagalan untuk memenuhi keterbatasan ini dapat mengakibatkan UAV jatuh di tengah laut dan  tidak  dapat  ditemukan  lagi.  Di  sisi lain operasi minimalis dengan waktu misi yang  singkat  dan  area  cakupan  yang sempit  akan  membuat  pemantauan maritim  menjadi  tidak  efisien  sehingga metode untuk menentukan basis operasi pemantauan perlu untuk dikembangkan.
Paper  ini  membahas  tentang metode untuk menentukan basis operasi pada pemantauan maritim yang menggunakan  pesawat  terbang  tak berawak.  Tujuan  dari  penentuan  basis operasi  ini  adalah  untuk  mengetahui berapa banyak jumlah operasi minimum
yang  diperlukan  untuk  radius  area operasi  tertentu  pada  wilayah  maritim tertentu.
Paper ini menggunakan laut Natuna  sebagai  fokus  wilayah  operasi. Laut  Natuna  dipilih  karena  merupakan salah satu laut di Indonesia yang paling rawan  mengalami  kegiatan  perikanan illegal.  Batasan  yang  diberikan  oleh kondisi  geografis  ditunjukkan  pada persamaan  (2-1)  &  (2-2).  Paper  ini memanfaatkan database satelit radarsat- 2  dengan  waktu  pengambilan  sampel yaitu selama periode bulan Maret tahun 2016.  Posisi  kapal  yang  terekam  dalam radarsat-2 ditunjukkan pada Gambar 1.

## 2 METODOLOGI
Laut  Natuna  sangatlah  luas, namun  tidak  semua  area  digunakan untuk  aktifitas  perikanan,  sehingga diperlukan pembagian area operasi. Area operasi adalah area dalam batas wilayah operasi  yang  berpotensi  terjadi  kegiatan perikanan illegal berdasarkan data posisi kapal yang tertangkap oleh radarsat-2.
Satelit radarsat-2 merupakan satelit  observasi  bumi  untuk  semua cuaca  dengan  kemampuan  pencitraan polarimetrik penuh (Moon, 2010). Satelit ini  merupakan  misi  lanjutan  dari radarsat-1 yang dirancang untuk menjamin  kelangsungan  pasokan  data radar  seperti  pemetaan  es  di  laut  dan pemantauan wilayah kelautan (Singhroy, 2014).  Radarsat-2  mengorbit  pada ketinggian  798  km  dan  mengorbit  bumi 14 kali dalam sehari dengan pengulangan siklus 24 hari (Livingstone, 2005).  Adapun  data  yang  dimanfaatkan dari  citra  radarsat-2  ini  antara  lain adalah data posisi dan ukuran kapal.
Langkah-langkah dalam pembuatan area operasi meliputi filtrasi dan klustering. 2.1  Filtrasi
Laut
Natuna tidak hanya
digunakan untuk kegiatan illegall fishing
namun juga merupakan
jalur perdagangan  strategis  di  semenanjung Melayu  sehingga  kapal  yang  tertangkap oleh  radarsat-2  dapat  tercampur  antara kapal  penangkap  ikan  dengan  kapal lainnya  seperti  kapal  transport  atau kapal  tanker.  Data  ini  perlu  untuk disaring  sebelum  digunakan  untuk membuat area operasi.
Menurut  Kepala  Seksi  Operasi Pusat Pengendalian I Ditjen Pengawasan SDKP, Adi Wicaksono, kapal illegal yang beroperasi di Indonesa umumnya berukuran  antara  15  m  sampai  50  m. Kapal  yang  lebih  besar  biasanya  adalah kapal  tanker  atau  kapal  transportasi sehingga  dapat  disusun  batasan  kapal seperti yang ditunjukkan pada persamaan (2-3).
Data yang telah terfiltrasi
ditunjukkan pada Gambar 2-2.
3 o LU < Y < 7 o LU (2-1)
105 o BT < X < 110 o BT (2-2)
15 m < L < 50 m (2-3)
Pada  formula  diatas Y adalah derajat  posisi  lintang  kapal,  X  adalah derajat  posisi  bujur  kapal  dan  L  adalah panjang kapal dalam meter.
Pada  Gambar  2-1  dan  2-2  di  atas perbedaan
warna menunjukkan perbedaan  waktu  pengambilan  data sedangkan ukuran lingkaran melambangkan ukuran kapal.

## Gambar 2-2: Data kapal dari radarsat-2 setelah filtrasi
2.2 Klustering Klustering adalah proses
pengelompokan  suatu  kelompok  set objek  sedemikian  sehingga  objek  dalam kelompok yang sama cenderung memiliki identitas  atau  parameter  yang  serupa daripada objek dari kelompok yang lain. Di paper ini, metode klustering digunakan untuk mengelompokkan suatu set kapal dengan jarak yang relatif dekat satu sama lain untuk membentuk suatu  area  operasi.  Area  operasi berbentuk  lingkaran  dan  didefinisikan dengan radius dan lokasi titik tengahnya yang disebut dengan basis operasi. Basis operasi adalah posisi yang direkomendasikan sebagai tempat kapal pembawa bersiaga.
Teknik  klustering  yang  digunakan di  paper  ini  berdasar  pada  teknik  K- means klustering, namun teknik tersebut  dimodifikasi  sehingga  jumlah kluster  yang  dihasilkan  tidak  tetap. Sebagai  gantinya  digunakan  parameter
radius untuk membatasi ukuran kluster. Setiap member yang berada diluar radius yang  ditentukan  akan  dikeluarkan  dari kelompok  kluster  dan  dipaksa  untuk membentuk  kluster  baru.  Hal  ini  akan menyebabkan  setiap  kluster  memiliki radius yang sama.

## 2.2.1  K-means klustering
K-means klustering adalah metode  klustering  berbasis  centroid. Metode  ini  sangat  populer  karena kemudahan
dan kesederhanaan
implementasi,  skalabilitas,  kecepatan konvergensi dan
kemampuan beradaptasi terhadap data yang tersebar (Oyelade, 2010).
Pada  metode  ini  setiap  kluster direpresentasikan  oleh  sebuah  vektor pusat,  yang  belum  tentu  termasuk sebagai anggota set data. Sebagian besar tipe  algoritma  K-means  membutuhkan jumlah kluster – k – untuk dispesifikasi terlebih dahulu. Hal ini dianggap sebagai
salah  satu  kekurangan  terbesar  dari algoritma  ini.  Sifat  lain  dari  metode klustering  ini  adalah  algortima  yang digunakan  cenderung  untuk  membuat kluster  memiliki  ukuran  yang  sama dikarenakan  setiap  objek  ditarik  oleh centroid  terdekat.  Dengan  kata  lain algoritma  yang  dipakai  mengoptimalkan pusat  kluster,  bukan  batas  kluster, sehingga  perpotongan  batas  kluster menjadi pertimbangan sekunder.
Beberapa  algoritma  klustering  telah diajukan  dalam  literatur:  ISODATA (Memarsadeghi,  2007),  CLARA  (Saket, 2016) dan ECLARANS (Vijayarani, 2011).
Apabila diberikan set data sejumlah n titik  data x 1 , x 1 ,  …, x n sedemikian sehingga  setiap  titik  data  masuk  dalam R d ,
permasalahan menemukan klustering  dengan  varian  minimum  dari set  data  kedalam  cluster k adalah menemukan  titik k {m j }  (j=1,2,  …, k ) dalam R d sedemikian sehingga:
1 " [$%" & ( ) * + , $ & ] . +/0 (2-4)
diminimalkan, dimana d(x i , m j ) menyatakan  jarak  Euclidean  antara x i dan m j . Titik { m j } ( j= 1,2, …, k ) adalah titik centroid kluster. Secara umum algoritma K-means  klustering  adalah  sebagai berikut
1. Spesifikasi  jumlah  kluster  K  yang diinginkan
2. Distribusikan  tiap  titik  data  ke kluster secara random
3. Hitung centroid tiap kluster
4. Distribusi  ulang  tiap  titik  pada kluster dengan centroid terdekat
5. Hitung ulang centroid tiap kluster
6. Ulangi  langkah  4  and  5  sampai perbaikan tidak lagi dimungkinkan.
Ketika sudah tidak ada pergantian titik  data  antara  dua  kluster  atau  dua perulangan berurutan, ini akan
menandai  penghentian  algoritma  jika tidak disebutkan secara eksplisit.

## 2.2.2 Modifikasi K-Means Klustering
K-Means klustering tidak memperhatikan
ukuran kluster,
sedangkan  di  paper  ini  area  operasi dibatasi oleh radius. Munculnya batas ini adalah  sebagai  konsekuensi  akibat kemampuan UAV yang terbatas, terutama  dari  segi  telemetri  dan  daya tahan terbang.
Jumlah  kluster  dalam  metode  K- means biasanya telah ditetapkan sebagai parameter  awal,  sedangkan  di  paper  ini jumlah  kluster  akan  menjadi  output sehingga tidak dapat ditetapkan. Idenya adalah agar kluster yang berukuran lebih besar  dari  parameter  yang  telah diberikan  untuk  membuang  set  objek yang berjarak melebihi batas parameter. Objek tersebut kemudian diseleksi untuk membuat kluster baru. Apabila ini tidak dilakukan  maka  objek  yang  telah dikeluarkan akan masuk ke kluster yang telah ditempati sebelumnya dan mengalami  perulangan  tak  berujung. Algoritma  kemudian  diulang  sehingga semua  objek  berada  di  dalam  radius kluster yang diikuti. Modifikasi algoritma untuk  K-means  klustering  diberikan sebagai berikut:
1. Cari kandidat kluster
2. Jika  kandidat  kluster  ditemukan, pilih  kandidat  dengan  anggota terbanyak sebagai kluster baru
3. Hitung centroid tiap kluster
4. Distribusi  ulang  tiap  titik  pada kluster dengan centroid terdekat
5. Hitung ulang centroid tiap kluster
6. Ulangi  langkah  1  and  5  sampai perbaikan tidak lagi dimungkinkan.

## 3 HASIL PEMBAHASAN
Untuk  menguji  model  yang  telah dibuat, dilakukan simulasi. Pada simulasi awal ditunjukkan perbandingan
hasil  dari  metode  k-means  klustering yang  belum  dimodifikasi  dan  setelah dilakukan modifikasi.
Input  simulasi  adalah  posisi  kapal dalam  lintang  dan  bujur.  Hasilnya ditunjukkan  pada  Gambar  3-1a  dan  3- 1b.
Simulasi  kemudian  dilanjutkan dengan  memvariasikan  radius  operasi. Hal  ini  dilakukan  untuk  menentukan
jumlah  area  operasi  yang  diperlukan untuk  radius  area  operasi  tertentu. Hasilnya  ditunjukkan  pada  Gambar  3-2 ,3-3 dan 3-4.
Dari simulasi yang telah dilakukan dapat  dibuat  grafik  hubungan  antara radius  area  operasi  dengan  jumlah  area operasi yang diperlukan. Ini ditunjukkan pada Gambar 3-5.
Gambar 3-1a: Area Operasi dengan metode k-means clustering untuk radius operasi 100 km
A2 Satellite Data
MARCH 2016
105 ° E 106 ° E 107 ° E 108 ° E 109 ° E 110 ° E
3 ° N 4 ° N 5 ° N 6 ° N 7 ° N
Gambar 3-1b:   Area  Operasi  dengan  metode  k-means  clustering  termodifikasi  untuk  radius  operasi 100 km
Gambar 3-2: Area Operasi untuk radius operasi 75 km
A2 Satellite Data MAR 2016 105 ° E 106 ° E 107 ° E 108 ° E 109 ° E 110 ° E 3 ° N 4 ° N 5 ° N 6 ° N 7 ° N A2 Satellite Data MARCH 2016 105 ° E 106 ° E
107 ° E
108 ° E 109 ° E 110 ° E 3 ° N
4 ° N 5 ° N 6 ° N 7 ° N
Gambar 3-3: Area Operasi untuk radius operasi 50 km
Gambar 3-4: Area Operasi untuk radius operasi 25 km
A2 Satellite Data MARCH 2016 105 ° E 106 ° E 107 ° E 108 ° E 109 ° E 110 ° E 3 ° N 4 ° N 5 ° N 6 ° N 7 ° N A2 Satellite Data MARCH 2016 105 ° E 106 ° E
107 ° E
108 ° E 109 ° E 110 ° E 3 ° N
4 ° N 5 ° N 6 ° N 7 ° N

## Gambar 3-5: Hubungan antara radius operasi dengan jumlah basis operasi
Pada Gambar 3-1 dapat kita bandingkan  hasil  metode  k-means clustering  yang  belum  dimodifikasi (Gambar  3-1a)  dengan  hasil  metode  k- means  clustering  setelah  dimodifikasi (Gambar (3-1b). Nampak pada Gambar 3- 1a  bahwa  terdapat  objek  yang  tidak masuk dalam area operasi. Hal ini terjadi karena metode k-means clustering tidak memiliki  batas  radius  sehingga  muncul kemungkinan  adanya  objek  diluar  area operasi. Pada metode k-means clustering termodifikasi (Gambar (3-1b) hal ini tidak terjadi  sama  sekali  karena  objek  diluar batas  operasi  akan  secara  otomatis membentuk  kluster  baru.  Pada  Gambar 3-1a  dapat  kita  lihat  pula  bahwa  area operasi  memiliki  daerah  irisan  yang relatif lebih besar daripada pada Gambar 3-1b, ini menunjukkan bahwa metode k- means  klustering  yang  dimodifikasi menempatkan  area  operasi  secara  lebih efisien.
Pada  Gambar  3-1  sampai  3-4  dapat dilihat  bahwa  semakin  besar  radius operasi maka jumlah basis operasi akan berkurang,  namun  pada  radius  operasi 75  km  dan  100  km  ternyata  memiliki jumlah  basis  operasi  yang  sama.  Pada grafik  Gambar  3-5  dapat  dilihat  bahwa penambahan  radius  menjadi  tidak signifikan  untuk  radius  di  atas  80  km. Adapun  penambahan  radius  operasi
akan  menambah  beban  operasi  (bahan bakar,  kemampuan  telemetri,  dll), sehingga  di  atas  80  km  penambahan radius operasi tidak direkomendasikan.

## 4 KESIMPULAN
Metode  untuk  menentukan  basis operasi  pada  pemantauan  maritim berbasis  wahana  terbang  tak  berawak telah berhasil dirancang.
Basis  operasi  dapat  ditempatkan sedemikian  rupa,  sehingga  dengan jumlah  operasi  yang  minimal,  seluruh daerah yang berpotensi kegiatan penangkapan  ikan  illegal  masih  dapat tercakup dalam wilayah operasi tersebut.
Berdasarkan studi yang telah dilakukan,  radius  operasi  optimal  yang disarankan  untuk  wilayah  laut  Natuna adalah  tidak  lebih  dari  80  km.  Untuk radius operasi diatas 80km menjadi tidak efektif karena jumlah basis operasi yang dibutuhkan  tidak  berkurang  secara signifikan.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan  terima  kasih  kepada Gunawan  S.P.  yang  telah  membantu penyediaan data dan kepada Tim Redaksi Jurnal Teknologi Dirgantara.
Riset  ini  didanai  oleh  Kementerian Riset,  Teknologi,  dan  Pendidikan  Tinggi Republik  Indonesia  melalui  program
Insentif  Riset  Sistem  Inovasi  Nasional (Insinas)

## DAFTAR RUJUKAN
Abdul  Qodir  Jaelani  &  Udiyo  Basuki.
(2014). Illegal Unreported and Unregulated  (IUU)  Fishing:  Upaya
Mencegah  dan  Memberantas  Illegal Fishing  dalam  Membangun  Poros Maritim Indonesia . Jurnal Supremasi Hukum Vol.3, No.1, Yogyakarta: UIN Sunan Kalijaga Livingstone, C.E., I. Sikaneta, C. Gierull,
S. Chiu, P. Beaulne, (2005). RADARSAT-2  System  and  Mode
Description, Meeting Proceedings
RTO-MP-SCI-150, Paper 15.
Memarsadeghi,  nargess.  ( 2007). a  Fast Implementation  of  the  ISODATA Clustering  Algorithm. International Journal of Computational Geometry & Applications.
Moon, Wooil M., Gordon Staples, Duk-jin Kim,  Sang-Eun  Park,  and  Kyung-Ae Park,  (2010). RADARSAT-2  and Coastal  Applications:  Surface  Wind, Waterline, and Intertidal Flat
Roughness, Proceedings  of  the  IEEE, Vol.  98,  No.  5,  May  2010,  DOI: 10.1109/JPROC.2010.2043331
Oyelade,  O.J.,  O.O.  Oladipupo,  I.C. Obagbuwa,  (2010). Application  of  k-
Means
Clustering algorithm for prediction  of  Students’  Academic
Performance, International Journal of Computer  Science  and  Information Security (IJCSIS), Vol. 7, No. 1.
Saket,  Swarndeep,  Dr.  Sharnil  Pandya.
(2016). An  Overview  of  Partitioning Algorithms  in  Clustering  Techniques .
International  Journal  of  Advanced Research in Computer Engineering & Technology (IJARCET) Vol. 5, Issue 6.
ISSN: 2278 – 1232.
Singhroy, Vern and Francois J. Charbonneau.  (2014). RADARSAT:
Science and Applications. La Physique Au Canada/Vol. 70, No. 4.
Susi Pudjiastuti. (2016). Laporan Kinerja Kementrian  Kelautan  dan  Perikanan Tahun  2015 .  Kementrian  Kelautan dan Perikanan. Jakarta
Widodo  &  Moeldoko  dalam  Tempo.co.
Berapa Biaya Patroli Kapal TNI AL per Hari? . (2014). https://nasional.tempo.co/read/630 262/berapa-biaya-patroli-kapal-tni- al-per-hari/full&view=ok. Diakses: 12 September 2018 Vijayarani,  S.,  S.  Nithya.  ( 2011). An Efficient  Clustering  Algorithm  for
Outlier
Detection . International
Journal  of  Computer  Applications (0975 – 8887), Vol 32 – No 7.
KOREKSI DATA AUTOMATIC IDENTIFICATION SYSTEM (AIS) SATELIT LAPAN-A2 DAN LAPAN-A3 MENGGUNAKAN METODE INTERPOLASI DAN EKSTRAPOLASI (LAPAN-A2 AND LAPAN-A3 AUTOMATIC IDENTIFICATION SYSTEM (AIS) SATELIT DATA CORRECTION USING INTERPOLATION AND EXTRAPOLATION METHODE)
Abdul Karim 1 , Rizki Permala, M Mukhayadi, Wahyudi Hasbi Pusat Teknologi Satelit Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) Jl. Cagak Satelit KM 04 Rancabungur, Bogor
1 Email: abdul.karim@lapan.go.id
Diterima: 15 November 2018; Direvisi: 12 Januari 2019; Disetujui: 7 Februari  2019

## ABSTRACT
Nasional Institute Aerounautics and Space (LAPAN) has two satellites (LAPAN-A2 and LAPAN- A3) that are carry Automatic Identification System (AIS) sensors. It can be use for ship monitoring in Indonesian maritime territory. The altitude of the satellite is about 642 Km and 500 km so it has a wide area covered and therefore may receive big amount of data. The problem is the AIS technology use the Time  Division  Multiple  Access  (TDMA)  system  that  has  limitations  in  handling  big  amount  of  data simultaneously  so that some data received can be damaged due to message collision. Therefore, in this research    perform  analysis  and  correction  on  damaged  data  using  interpolation  and  extrapolation methods. The results  is data correction of about 22,6 % for LAPAN-A2 satellite and 20,8 % for LAPAN- A3 satellite.
Keywords: AIS, Satellite, LAPAN

## ABSTRAK
Lembaga Penerbangan dan Antariksa Naional (LAPAN) telah memiliki dua buah satelit (LAPAN- A2 dan LAPAN-A3) yang membawa sensor Automatic Identification System (AIS).  Pemanfaatan data AIS berbasis satelit ini sangat berguna bagi pemantauan kapal di wilayah perairan Indonesia. Posisi satelit pada ketinggian sekitar 642 Km dan 500 Km dari permukaan laut menghasilkan cakupan  yang luas sehingga dapat menerima banyak data kapal. Permaslahannya adalah teknologi AIS yang menggunakan sistem Time Division Multiple Access (TDMA) memiliki keterbatasan dalam menangani data yang besar sehingga beberapa data yang diterima dapat mengalami kerusakan akibat terjadinya message collision . Oleh  karena  itu  dalam  penelitian  ini  telah  dilakukan  analisis  serta  koreksi  atas  data  yang  rusak mengunakan metode interpolasi dan ekstrapolasi. Hasil koreksi atas data yang rusak mencapai 22,6% untuk satelit LAPAN-A2 dan 20,8% untuk satelit LAPAN-A3.
Kata kunci: AIS, Satelit, LAPAN

## 1 PENDAHULUAN
LAPAN  telah  memiliki  dua  buah satelit  yang  membawa  sensor  AIS ( Automatic Identification System ).  Satelit LAPAN-A2  dengan  orbit  ekuatorial  dan LAPAN-A3
dengan
orbit
polar. Pemanfaatan data AIS berbasis satelit ini sangat berguna bagi pemantauan wilayah perairan Indonesia yang merupakan negara kepulauan terbesar di dunia. Wilayah
teritorial perairan Indonesia sekitar 5,9 juta km 2 atau 75% dari total wilayah. Luas +/- 1.9 juta km 2 persegi, terletak pada posisi silang dunia (Benua Asia dan Australia serta Samudra Pasifik  dan  Hindia.  Berbatasan  dengan 10  negara  dan  memiliki  17.503  pulau. Memiliki  3  Alur  Laut  Kepulauan Indonesia (ALKI) dan 4 Choke Point dunia termasuk Selat Malaka.
Gambar 1-1: Wilayah Indonesia (Isbanadi, 2017)
Kondisi
ini memerlukan pemantauan  wilayah  kelautan  yang optimal untuk mengcegah hal-hal illegal yang  mungkin  terjadi  seperti  :  Illegal logging,  Penangkapan  ikan  illegal, Perompakan,  Pencurian,  Kecelakaan, Penyelundupan  Obat,  Penyelundupan Minyak,  Imigran  Ilegal,  Kebakaran  dan lainnya.
Pemantaun  yang  ideal  tentunya memerlukan  banyak  sensor  seperti :VSM,  AIS  dan  Citra  baik  berbasis terrestrial,  pesawat  udara  maupun satelit.
Dalam  tulisan  ini  akan  dibahas analisis  dan  koreksi  data  AIS  Satelit
LAPAN menggunakan metode interpolasi dan ekstrapolasi.
Gambar  1-2:  Sistem  Pemantauan  Terpadu  di
Ditjen PSDKP Kementerian Kelautan dan Perikanan. (Goenaryo, 2017) 2 METODOLOGI
AIS merupakan sistem auto tracking yang digunakan pada kapal dan vessel  traffic  services (VTS)  untuk mengidentifikasi  dan  melacak  posisi kapal dengan cara melakukan pertukaran  data  secara  elektronik dengan kapal lain yang berdekatan, AIS
base station,
dan satelit.
AIS
memudahkan  kapal  dalam  bernavigasi dan  memungkinkan  pihak  berwenang untuk  melakukan  pelacakan  ataupun pemantauan posisi dan gerakan kapal.
Sistem  AIS  merupakan  alat  bantu yang  sangat  berguna  dalam  monitoring kapal laut terutama untuk keamanan di laut  dan  masih  terus  dikembangkan hingga  saat  ini.  (Stupak,  2014) Penggunaan yang tepat dapat menambah kontribusi untuk keamanan penumpang, crew maupun  muatan  kapal  tersebut dari hal-hal yang merugikan.
Teknologi  AIS  yang  berkembang saat ini, informasi maritime ditransmisikan  menggunakan  frekuensi Very  High  Frequency  (VHF).    Secara khusus  menggunkan  frekuensi  161,975 dan 162,025 MHz yang telah ditetapkan untuk  keperluan  maritime.  (ITU,  2012). Kedua  saluran  tersebut  diatur  melalui
slot  waktu  yang  dapat  dipakai  bersama mengunakan  sistem  TDMA.  Masing- masing  kanal  memiliki  2250  slot  per menit  seperti  yang  ditunjukan  dalam Gambar 2-1.
Gambar 2-1: Struktur sinyal AIS. (Qing, 2015)
Dengan  demikian  dari  sisi  receiver dapat  menerima  Informasi  data  yang berkisar 2000 report per menit. (Stupak, 2014).  Informasi  tersebut  berisi  antara lain : bujur ( longitude ), lintang (latitude), kecepatan  ( Speed  Over  Ground (SOG)), arah  ( Course  Over  Ground (COG)), identitas ( Maritime Mobile Service Identity (MMSI)),  waktu  ( Base  Data  Time ),  tipe ( Vesssel
Type ), dimensi ( Vessel Dimension ), Rate  of  Turn ,  status ( Navigation Status ), dan Heading . Informasi yang paling  banyak digunakan dalam  mempelajari  dan  meprediksi trayektori  kapal  laut  adalah  : longitude , latitude , SOG, COG, MMSI dan, base date time . (Shangbo, 2016)
Gambar 2-2: Ilustrasi cakupan data AIS melalui satelit LAPAN.
Satelit  LAPAN-A2  yang  mengorbit pada  ketinggian  sekitar  642  km memberikan  keuntungan  cakupan  yang lebih  luas  seperti  ditunjukan  dalam Gambar  2-2.  Dengan  inklinasi  orbit  6
derajat mengakibatkan satelit LAPAN-A2 melintas  di  sekitar  ekuator  melewati wilayah  Indonesia  setiap  100  menit. Sedangkan  satelit  LAPAN-A3  dengan ketinggian yang lebih rendah sekitar 500 km  menghasilkan  cakupan  yang  lebih kecil.
Salah  satu  masalah  fundamental dalam  system  transmisi  AIS  adalah masalah  gap  dalam  transmisi.  Secara mendasar Gap terjadi dikarenakan oleh :
• Saturasi pada lokasi dengan kapasitas kapal yang tinggi.
• Kualitas transmisi yang dihasilkan kapal belum cukup baik
• Kesengajaan dalam
menonaktifkankan penggunaaan AIS. (Jessica, 2018)
Analisa  yang  dilakukan  adalah dengan cara mengambil sampel data dari satelit kemudian dilakukan koreksi pada data yang terindikasi mengalami kerusakan  dengan  metode  interpolasi atau  ekstrapolasi  sehingga  ada  peluang untuk diperbaiki.

## 2.1  Lokasi dan Data
Data yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  data  di  wilayah Indonesia  yang  diambil  melalui  Satelit LAPAN-A2 dan satelit LAPAN-A3 dengan sampel  data  selama  satu  tahun  mulai November 2017 sampai dengan Oktober 2018.  Adapun  standar  data  yang digunakan  adalah  standar  ITU-REC- M.1371-5-201402-I.

## 2.2  Metode Koreksi Data
Data  AIS  yang  di- download dari satelit  LAPAN  akan  melalui  proses decoding untuk  menghasilkan  data  AIS standar  yang  sesuai  dengan  ITU-REC- M.1371-5-201402-I. Pada proses decode dipisahkan  antara  data  yang  valid  dan data  yang  tidak  valid  berdasarkan  CRC ( cyclic redudancy check ). Data yang valid bisa  langsung  dimasukkan  ke  dalam
database sementara  data  yang  belum valid akan mengalami koreksi ulang agar masih bisa dimanfaatkan. Proses klasifikasi  dan  koreksi  data  dalam diagram  alir  algoritma  koreksi  data  AIS sebagaimana ditunjukkan Gambar 2-3.
CRC Flag :
1. "10" : uplink true, downlink true - valid based on up/down-link CRC.
2. "00" : uplink false, downlink true - untuk dikoreksi.
3. "11" : uplink true, downlink false - untuk dikoreksi.
4. "01" : uplink false, downlink false - untuk dikoreksi.
Diasumsikan  bahwa  semua  data “10”  dianggap  benar,  untuk  menjadi patokan  (terutama  waktu  dan  MMSI). Kemudian  data  yang  dianalisa  loop  per 15  menit  (estimasi  1  pass).  Berikut langkah-langkah  yang  dilakukan  untuk koreksi data:
1. baca semua file.
2. berdasarkan '10' && waktu Data_X -  Data_0 <= 15menit (estimasi 1 pass), hitung rataan untuk ROT, COG, LONG-LAT,
SOG, HDG.
3. untuk '00/11/01' && waktu
Data_X -  Data_0 <= 15menit ,
cek tiap nilai aktual (absolut) ROT, COG, SOG, HDG dibandingkan dengan rataan. untuk ROT, COG(>=10.0), SOG(>=1.0), HDG(>=5.0) kalau “YA”, jadikan nilai rataan sbg nilai baru. selain itu, abaikan.
4. untuk '00/11/01' && waktu Data_X - Data_0 <= 15menit, cek tiap nilai aktual (absolut) LONG- LAT dibandingkan dengan rataan. untuk LONG-LAT(>= 0.012)  kalau “YA”, lakukan interpolasi atau ekstrapolasi, hasil tsb sbg nilai baru. selain itu, abaikan.
5. Simpan data jika jumlah “10” >= 1 ATAU Counter10 >=
CounterLain.
Proses
interpolasi/ekstrapolasi, dibutuhkan minimal dua data valid dari satu  dataset  yang  mungkin  berisi  lebih dari dua data error . Interpolasi dilakukan jika  data  yang  akan  dikoreksi  berada  di tengah-tengah  data  valid  dari  suatu dataset. Sedangkan ekstrapolasi dilakukan jika data yang akan dikoreksi berada  di  awal  atau  di  ujung  data  valid dari suatu data set. (Chapra, 2015).

## 3 HASIL PEMBAHASAN
Untuk  menganalisis  data  tersebut telah  dirancang  sebuah  aplikasi  sesuai dengan diagram alir dalam Gambar 2-3. Adapun  aplikasi  tersebut  dapat  dilihat dalam Gambar 3-1.
Gambar 3-1 : Aplikasi Koreksi data AIS
Data yang gunakan sebagai sampel adalah  data  rata-rata  perbulan  dalam yang  diambil  setiap  hari  selama  periode bulan  November  2017  sampai  dengan Oktober 2018. Hasil dapat dilihat dalam Tabel 3-1 dan Tabel 3-2.
Tabel 3-1: Rata-rata penerimaan data AIS satelit LAPAN-A2 beserta data yang mengalami kerusakan pada periode
November 2017-Oktober 2018
Bulan Rata-rata Data Data Error November 1953459 1060896 Desember 2066332 1069232 Januari 1440587 777428 Februari 1782691 1004076 Maret 1868129 1015985 April 2003991 1086412 Mei 1844996 1015012 Juni 1881072 1018378 Juli 2076465 1129496 Agustus 1975107 1091758 September 1936120 1081273 Oktober 1831131 1009286 Total 1730868 1029936 %DE A2 = DE A2 /RD A2 = 1029936/1730868 = 59,5 % Dimana :
RD A2 : Rata-rata data DE A2 : Data error %DE A2 : Persentase Data Error
Tabel 3-2: Rata-rata penerimaan data AIS
satelit LAPAN-A3 beserta data yang mengalami kerusakan pada periode
November 2017-Oktober 2018 Bulan Rata-rata Data Data Error November 1006753 556923 Desember 1004310 556412 Januari 1008504 551898 Februari 1002634 560687 Maret 1008580 567367 April 1004964 559214 Mei 1000247 556518 Juni 1034729 579488 Juli 1014262 581464 Agustus 1012135 577410 September 1002685 563402 Oktober 1013929 580745 Total 1009477 565960
%DE A3 = DE A3 /RD A3
= 1009477/565960 = 56,1 %
Dimana : RD A3 : Rata-rata data DE A3 : Data error %DE A3 : Persentase Data Error
Tabel 3-3: Hasil koreksi Data AIS satelit
LAPAN-A2 Bulan CRC Data Asli Data Koreksi % November 00 1053240 417076 39,6 01 4310 1689 39,2 11 3346 2847 85,1 10 778615 0 0 Jum 1953459 421612 21,6 Desember 00 1063502 491265 46,2 01 3084 1446 46,9 11 2646 2391 90,4 10 997100 0 0 Jum 2066332 495102 23,9 Januari 00 753315 323629 42,9 01 14710 5312 36,1 11 9403 7534 80,1 10 663159 0 0 Jum 1440587 336475 23,3 Februari 00 990191 421700 42,5 01 8637 2663 30,8 11 5248 3860 73,5 10 778615 0 0 Jum 1782691 428223 24,0 Maret 00 999517 355976 35,6 01 9703 3129 32,2 11 6765 5038 74,4 10 852144 0 0 Jum 1868129 364143 19,5 April 00 1067687 464878 43,5 01 10552 4490 42,5 11 8173 6987 85,4 10 917579 0 0 Jum 2003991 476355 23,7 Mei 00 983028 422994 43,0 01 18504 7713 41,6 11 13480 11520 85,4 10 829984 0 0 Jum 1844996 442227 23,9
Juni 00 993102 392174 39,4 01 14543 4862 33,4 11 10733 8297 77,3 10 862694 0 0 Jum 1881072 405333 21,5 Juli 00 1091657 435318 39,8 01 21817 6997 32,0 11 16022 12009 74,9 10 946969 0 0 Jum 2076465 454324 21,8 Agustus 00 1061765 460924 43,4 01 17559 6844 38,9 11 12434 10266 82,5 10 883349 0 0 Jum 1975107 478034 24,4 September 00 1041916 403103 38,6 01 23089 7525 32,5 11 16268 12544 77,1 10 854847 0 0 Jum 1936120 423172 21,8 Oktober 00 990840 388673 39,2 01 10646 3543 33,2 11 7800 5940 76,1 10 821845 0 0 Jum 1831131 398156 21,7 RKD A2 = !"#$%#&'#()#*+#$,#$-#*.#/+#01 23 = 32,5#36,7#36,6#38#27,8#36,9#36,7#32,5#32,:#38,3#32,:#32,9 23 RKD A2 = 22,6 %
Dimana : RKD A2 : Nilai rata-rata koreksi data
Tabel 3-4: Hasil koreksi Data AIS satelit LAPAN-A3
Bulan CRC Data Asli Data Koreksi % November 00 555720 204635 36,8 01 670 235 35,1 11 533 464 87,0 10 449830 0 0 Jum 1006753 205334 20,4 Desember 00 555186 236340 42,5 01 724 288 39,7 11 502 461 91,8 10 447898 0 0 Jum 1004310 237089 23,6
Januari 00 550683 210157 38,1 01 686 248 36,1 11 529 480 90,7 10 456606 0 0 Jum 1008504 210885 20,9 Februari 00 559395 211169 37,7 01 765 262 34,2 11 527 448 85,0 10 441947 0 0 Jum 1002634 211879 21,1 Maret 00 566073 192397 33,9 01 771 245 31,7 11 523 432 82,6 10 441213 0 0 Jum 1008580 193074 19,1 April 00 557913 231383 41,4 01 746 303 40,6 11 555 516 92,9 10 445750 0 0 Jum 1004964 232202 23,1 Mei 00 555947 193429 34,8 01 404 116 28,7 11 167 119 71,2 10 443729 0 0 Jum 1000247 193664 19,3 Juni 00 578839 211245 36,5 01 441 125 28,3 11 208 161 77,4 10 455241 0 0 Jum 1034729 211531 20,4 Juli 00 580886 205059 35,3 01 435 124 28,5 11 143 125 87,4 10 432798 0 0 Jum 1014262 205308 20,2 Agustus 00 576886 207439 35,9 01 387 115 29,7 11 137 120 87,6 10 434725 0 0 Jum 1012135 207674 20,5 September 00 562828 204391 36,3 01 396 119 30,0 11 178 155 87,1 10 439283 0 0 Jum 1002685 204665 20,4 Oktober 00 580218 209400 36,1 01 388 121 31,2
11 139 117 84,2 10 433184 0 0 Jum 1013929 209638 20,6 RKD A3 = !"#$%#&'#()#*+#$,#$-#*.#/+#01 23 = 3;,8#36,<#3;,7#32,2#27,2#36,2#27,6#3;,8#3;,3#3;,5#3;,8#3;,<
23 RKD A3 = 20,8 %
Dimana : RKD A3 : Nilai rata-rata koreksi data
Gambar 3-2 : Presentase hasil koreksi data AIS Satelit LAPAN-A2 periode November 2017 – Oktober 2018
Gambar 3-3 : Presentase hasil koreksi data AIS
Satelit LAPAN-A3 periode November 2017-Oktober 2018
Adapun contoh penggunaan koreksi dapat dilihat dalam Gambar 3-3, dimana  terdapat  pergeseran  trajektori pergerakan disekitar daerah utara Pulau Papua.
0 5 10 15 20 25 30 Nov De s Ja n Fe b Ma ret Ap ril Mei Ju ni Ju li Ag us Se pt Ok t Data 0 5 10 15 20 25 Nov De s Ja n Fe b Ma ret Ap ril Mei Ju ni Ju li Ag us Se pt Ok t Data
Gambar 3-4 : Contoh hasil koreksi data trajektori Kapal
Berdasarkan data AIS yang
diterima  maka  dapat  diketahui  Kapal tersebut  bernama  Cape  Vanya  milik negara
Cyprus. Spesifikasi
Kapal ditunjukan dalam Gambar 3-4.
Gambar 3-5 : Cave Vanya (Marine Traffic,2018)

## 4 KESIMPULAN
Data AIS yang diterima oleh Satelit LAPAN-A2 rata-rata perhari pada periode November 2017 sampai dengan Oktober 2018  adalah  sejumlah  1.730.868  data. Sedangkan  data  Satelit  LAPAN-A3  rata- rata 1.009.477 data . Kerusakan data yang terjadi  sebesar  59,5%  untuk  Satelit LAPAN-A2 dan 56,1% Satelit LAPAN-A3.
Koreksi data yang berhasil divalidasi
menggunakan metode interpolasi  dan  ekstrapolasi  mencapai 22,6%  untuk  Satelit  LAPAN-A2  dan 20,8% untuk Satelit LAPAN-A3.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih penulis tujukan kepada  Kementrian  Riset  &  Teknologi dan  Pendidikan  Tinggi  melalui  program Insentif Riset Sistem Inovasi Nasional Serta  kepada  pihak-pihak  yang membantu penulis baik penyediaan data, pengerjaan  data,  serta  Tim  Redaksi Jurnal Teknologi Dirgantara.

## DAFTAR RUJUKAN
Goenaryo., (2017). Kebutuhan dan Pemanfaatan Data  AIS  dalam  Pengawasan  SDKP presented  at  Focus  Group  Discussion Pemanfaatan  Hasil  Litbang  dan  Fasilitas Teknologi Satelit 2017.
International Telecommunications Union (ITU).,
(2012).  Interim  Solutions  for  Improved Efficiency  in  the  Use  of  the  Band  156–174 Mhz  by  Stations  in  the  Maritime  Mobile Service;  International  Telecommunications
Union: Budapest, Hungary.
Isbandi  Andrianto.,  (2017). Kebutuhan  Satelit Untuk  Monitoring  Keamanan  Laut  Di Perairan  Indonesia presented  at  Focus Group  Discussion  Pemanfaatan  Hasil Litbang dan Fasilitas Teknologi Satelit 2017. Jessica H.Ford., David Peel., David Kroodsma.,
Britta  Denise  Hardesty.,    Uwe  Rosebrock.
,ChrisWilcox.,  (2018), Detecting  suspicious activities  at  sea  based  on  Anomalies  in Automatic Identification Systems transmissions ,  Journal  Public  Library  os Science (PLOS). Marine Traffic, Cave Vanya .
https://www.marinetraffic.com/en/ais/deta ils/ships/shipid:371722/mmsi:209256000/ imo:9182710/vessel:CAPE_VANYA diunduh: 30 Oktober 2018.
Qing  Hu.,  Yi  Jiang.,  Jingbo  Zhang.,  Xiaowen Sun.,  Shufang Zhang., (2015), Development of  an  Automatic  Identification  System Autonomous  Positioning  System ,  Journal Sensors.
R.  Bosnjak.,  (2012), Automatic  Identification System in  maritime  Traffic  in  error  analysis.
Journal of Transactions on Maritime Science
(ToMS) Vol.1 No.2, 77-84.
S.C.Chapra.,  R.  P.Canale.,  (2015). Numerical Methods  for  Engineers,  Seventh  Edition. Publication of McGraw-Hill Education, ISBN : 978-0-07-339792-4.
Shangbo  Mao.,  Enmei  Tu.,  Guanghao  Zhang., Lily Rachmawati., Eshan Rajabally., (2016). An  Automatic  Identification  System  (AIS)
Database  for  Maritime  Trajectory  Prediction and  Data  Mining, Proceedings  of  Extreme

## Sebelum
Sesudah
Learning  Machines-2016,  Desember  2016,
ISBN 978-3-319-57420-2. T.  Stupak.,  (2014). Influence  of  Automatic
Identification System on Safety of Navigation
at  Sea ,  Journal  of Marine  Navigation and Safety  of  Sea  Transportation  Vol.  8  No.  3,
337-341.

## STIFFNESS EVALUATION OF LAPAN-A5/CHIBASAT DEPLOYABLE SOLAR PANEL COMPOSITE PLATE USING SIMPLIFIED FINITE ELEMENT MODEL

## (EVALUASI KEKAKUAN PLAT KOMPOSIT PANEL SURYA LAPAN- A5/CHIBASAT YANG DAPAT DIBENTANGKAN MENGGUNAKAN MODEL ELEMEN HINGGA YANG DISEDERHANAKAN)
Robertus Heru Triharjjanto 1 , Poki Agung Budiantoro Satellite Technology Center National Institute of Aeronautics and Space (LAPAN) Jl. Cagak Satelit km. 0,4 Rancabungur, Bogor, Indonesiaz
1 e-mail: robertus.heru@lapan.goid
Diterima: 19 November 2018; Direvisi: 7 Januari 2019; Disetujui: 7 Februari  2019

## ABSTRACT
LAPAN-A5/ChibaSat, that will carry synthetic aperture radar payload, requires a lot more power generation capacity, compared to its predecessor. Therefore, its solar panel will be deployed in orbit to ensure maximum sun exposure. Since the deployable system requires solar panel plate that lightweight, strong  and  stiff,  honeycomb  composite  material  is  selected.  The  selection  of  such  material  requires special treatment in the satellite structural stiffness calculation. Typical finite elemen model for such case is 3-layers model, which each layer is individually modeled and therefore used large number of elements. The objective of the research is to find stiffness model of the composite plate that used less number  of  elements  or  simplified,  while  not  losing  computational  accuracy.  The  modeling  used commercial finite element software, and the simplified honeycomb model is validated using standar plate stiffnes  problem.  After  model  validation,  the  boundary  condition  as  in  the  LAPAN-A5/ChibaSat deployable system is imposed. The result shows that the stiffness of the deployable solar panel plate has met the launch requirement of PSLV’s auxiliary payload. Therefore, the design model can be used in the development of LAPAN-A5/ChibaSat.
Keywords: finite elemen model, deployable solar panel, LAPAN-A5/ChibaSat, honeycomb

## ABSTRAK
Satelit  LAPAN-A5/ChibaSat,  yang  akan  mempunyai  muatan  synthetic  aperture  radar, memerlukan kapasitas daya listrik yang lebih besar dibandingkan satelit-satelit LAPAN pendahulunya. Sehingga  panel  suryanya  akan  dibentangkan  saat  di  orbit  untuk  memaksimalkan  paparan  sinar matahari.  Bahan  komposit  honeycomb  dipilih  sebagai  plat  pembentang  panel  surya,  karena  harus ringan, kuat dan kaku. Pemilihan bahan yang khusus tersebut memerlukan perlakukan khusus saat perhitungan  kekakuan  struktur  satelit.  Pemodelan  elemen  hingga  yang  umum  bagi  kasus  tersebut adalah dengan memodel tiap lapis plat, sehingga jumlah lemen menjadi banyak. Tujuan dari penelitian adalah mendapatkan model kekakuan plat komposist panel surya dengan jumlah elemen yang lebih sedikit,  atau  lebih  sederhana.  Pemodelan  dilakukan  dengan  mengunakan  perangkat  lunak  elemen hingga, dan model honeycomb sederhana divalidasi dengan kasus kekakuan plat standar. Setelah itu, kondisi batas sesuai dengan system pembentang panel surya LAPAN-A5/ChibaSat. Hasil pemodelan menunjukkan  bahwa  kekakuan  plat  pembentang  panel  surya  yang  didesain  telah  memenuhi persyaratan  peluncuran  untuk  roket  PSLV.  Sehingga  moda  desain  tersebut  dapat  digunakan  dalam pengembangan LAPAN-A5/ChibaSat.
Kata kunci: model elemen hingga, panel surya, LAPAN-A5/ChibaSat, honeycomb

## 1 INTRODUCTION
LAPAN-A5/ChibaSat  is  a  SAR
micro-satellite joinly developed by National  Institute  of  Aeronautics  and Space  (LAPAN),  Indonesia,  and  Chiba University,  Japan.  The  satellite  will perform  land  cover  and  ice  observation missions.  Augmented  with  automatic identification  system  (AIS),  the  satellite will  also  carry  maritime  surveillance mission (Triharjanto, 2018). The reference  notes  that  to  perform  the mission, the satellite needs a deployable parabolic  SAR  antenna  and  deployable solar  panels  as  illustrated  in  figure  1-1. Unlike  previous  LAPAN’s  satellites,  i.e. LAPAN-A1/TUBSAT,  LAPAN-A2/ORARI, and LAPAN-A3/IPB, LAPAN- A5/ChibaSat  requires  higher  power consumption. Therefore, deployable solar panels  are  needed  for  higher  battery charging capacity.
During launch, the antenna and the solar panel will be folded, as illustrated in figure  1-2,  so  that  the  satellite  could comply  with  the  auxiliary  payload envelope  (Triharjanto,  2018).  The  figure shows  that  design  of  deployment mechanism assuming the use of spring-
hinges  and  release  mechanism  on  the plate containing the solar panel.
Figure 1-1: In orbit configuration of LAPAN-A5
Structural stiffness analysis, which is measured with natural frequency of the satellite structure is needed to ensure the satellite will not experience any structural failure due to mechanical load during  launch.  In  the  development  of LAPAN-A1/TUBSAT and LAPAN- A2/ORARI,  the  structural  stiffness analysis  of  the  satellites  has  been performed  using  finite  element  analysis software, and the models are validated by vibration tests (Triharjanto, 2006)
(Huzain,  2013).  Similar  analysis  will  be performed  for  LAPAN-A5.  Deployable solar panel, however, required additional structure  to  support  the  panel,  which does not exist in the body mounted solar panel.  The  structure  will  have  to  be lightweight, strong and stiff, which in this case use honeycomb composite material. The  selection  of  such  material  requires additional  complexity  in  the  satellite structural stiffness calculation
Due  to  such  additional  complexity in the satellite design, research is done to support the stiffness modeling effort. The objective  of  the  research  is  to  find simplest stiffness model of the deployable plate,  so  that  later  it  can  be  integrated with  the  total  satellite  structural  model without adding too much complexity. The modeling used commercial finite element software,  and  the  simplified  honeycomb model  is  validated  using  standard  plate stiffness problem.
Figure 1-2: Launch configuration of LAPAN-A5

## 2 METHODS

## 2.1  Material Selection
The  structure  of  LAPAN’s  previous satellites is made of solid aluminum alloy plates, so that the finite element models are fairly simple, i.e.
• solid elements of isotropic material properties with geometry of satellite structure subsystem (7 plates; only modeling cut-out of Z+ plate).
• rigid  connection  (nodal  merging) between all the plates.
• lumped  mass  representing  the satellite  components  on  top  and bottom of middle plates.
Triharjanto  (2006)  and  Huzain (2013)  showed  that  for  structural dynamic  analysis,  the  models  have acceptable  validity,  compared  to  the natural frequency measured. It also could predict  the  displacement  of  protrusions (UHF/VHF  antenna  in  this  case)  that need  to  be  considered  by  the  launch authority.
In  LAPAN-A5  however,  the  design challenge is higher since the mass budget for structure is only allocated 30% of the total  satellite  mass  (Triharjanto,  2018). Such requirement is much higher than in LAPAN-A1  and  LAPAN-A2,  where  their structure  mass  is  50,8%  and  43,3% (Triharjanto,  2014).  In  order  so  satisfy LAPAN-A5  design  requirements,  non- coventional materials are to be used.
References  show  that  aluminum honeycomb  panel  is  commonly  used  as deployable  solar  panel  plate  of  micro- satellites.  This  approach  was  done  by DLR’s  micro-satellits,  i.e.  BIRD,  TET-1, and BIROS (Foeckersperger et. al, 2008) (Halle  et.  al,  2015),  and  Tohoku University’s microsatellite RISESAT
(Kuwahara  et.  al,  2011).  Another approach  used  CFRP  (SSTL,  2016).  The manufacture  of  CFRP,  however,  not available  in  Indonesia  yet.  Meanwhile Aluminum  honeycomb  can  be  prepared by national aircraft industry, such as PT. Dirgantara Indonesia.
The  material  used  for  LAPAN-A5 honeycomb  plate  is  aluminium  alloy 5052 of face/skin with 1 mm thickness, dan aluminium alloy 5052 core of 8 mm thickness. Therefore, the total thickness of  material  is  10  mm.  The  dimension  of dimensi  honeycomb  plate  is  500  x  500 mm,  and  the  material  properties  can  be seen in table 1-1 (ASM, 2017) and table 1-2 (plascore, 2017).
Release mechanism
hinges

## Tabel 1-1:  PROPERTIES OF ALUMINIUM
ALLOY 5052 Item Unit Density 2680 kg/m 3 Poisson Ratio 0.33 Modulus Elasticity 70.3 Gpa Shear Modulus 25.9 Gpa Tabel 1-2: PROPERTIES OF CORE ALUMINIUM HONEYCOMB AL-5052 Item Unit Density 97.7 kg/m 3 Poisson Ratio 12 0.30 Poisson Ratio 23 0.30 Poisson Ratio 31 0.30 Modulus Elasticity 11 0.67 GPa Modulus Elasticity 22 0.283  GPa Modulus Elasticity 33 01.655  GPa Cell Size 1/8 inch Cell Gauge 0.0015  Inch

## 2.2  Honeycomb Simplified Model
The  typical  FE  modeling  of honeycomb sandwich is using 3 layers of material, where in the case of aluminum honeycomb,  the  core  will  be  modeled  as orthotropic  material.  For  micro-saellite case,  such  approach  was  done  by  Onta (2007), for stress analysis and estimation of natural frequency.
The  objective  of  creating  simplified finite element model is to have model with less  numbers  of  elements,  and  less number  of  metarial  types,  and  therefore more efficient. For honeycomb sandwich plate,  equivalent  plate  methods of  had been  established  by  Paik  (1999).  The method is illustrated as in figure 3-1. The equivalent plate method produces simpler  model,  that  in  Finite  Element terms  means  use  less  number  of elements.
Figure 2-1:   Equivalent plate theory illustration for honeycomb plate (Paik, 1999).
The method proposes to replace the honeycomb  sandwich  panel  by  an equivalent  single  plate.  To  estimate  its stiffness,  equivalent  rigidity  method  is used.  In  the  method,  the  equivalent material properties of the single material plate are :
t eq = 3ℎ # $ + 6ℎ # ' ( + 4' ( $ (2-1)
E eq = $* + * ,- . E f (2-2)
G eq = $* + * ,- . G f (2-3)
where t eq = equivalent plate thickness ℎ # = core thickness
' ( = face/skin thickness E eq = Young Modulus equivalent plate G eq = Shear Modulus equivalent plate G f = Shear Modulus face/skin
Paik (1999) also proposed equivalent  weight  method,  in  which  the thickness of equivalent plate (t eq ) can be calculated from :
L.W. t eq . . ( = L.W.2 ' ( . . ( + L.W. ℎ # . . #0 (2-4) Resulting in :
t eq = $* + .2 + 3 4 5 .2 56 2 + (2-5)

## 2.3  Finite Element Model Validation
Before  implementing  the  model  in satellite solar panel case, standard finite element  case/problem  is  performed  to validate  the  model.  The  case  is  natural frequency  analysis  of  composite  plate  in fixed  6  degree  of  freedom  (DoF) constraints  at  one  end  and  5  DoF
constrains at the other, as illustrated in figure 2-2.

## Figure 2-2:   Boundary Condition on validation problem
The  finite  element  models  are generated  using  MSC  Patran.  Both conventional  3-layers  and  single  layer simplified  model  were  implemented  at validation  problem,  and  the  results  will be compared.
Based on formula (2-1) to (2-3) and (2-5)  at  subchapter  2.2  and  material properties  at  subchapter  2.1,  the equivalent  plate  model  has  thickness dimension of 15 mm, elasticity modulus of  9  GPa,  and  poison  ratio  of  0.33.  400 quad  elements  were  used  in  the simplified/equivalent  model,  while  1200 quad elements and 2 material models are required  for  the  conventional  model.  In the conventional model, the nodes in the contacting  laminates  are  merged  or  the laminate  are  asummed  to  be  perfectly bonded. The results of the two models are then  compared  to  see  whether  the equivalent model can be implemented in LAPAN-A5 solar panel model.

## 3 RESULTS AND DICUSSIONS

## 3.1  Validation Case
Figure 3-1 and figure 3-2 show the shape  modes  of  the  1 st 3  natural frequencies  from  the  conventional  or  3- layer  honeycomb  model,  and  the equivalent honeycomb model. The results show that the two models have the same shape mode for their natural frequencies, except  that  the  2 nd mode  is  in  reversed direction.  This  indicates  that  the  two
models  have  very  similar  structural dynamics characteristics.
Figure 3-1:   1 st , 2 nd , and 3 rd natural frequency from 3-layer honeycomb plate model
Figure  3-2:  1 st ,  2 nd ,  and  3 rd natural  frequency from  equivalent  honeycomb  plate model
The  natural  frequencies  resulted from  the  models  are  noted  in  table  3-1, which show that the different is very small (under 1,3%). This means that the accuracy of the equivalent model is high enough to be used  in  the  LAPAN-A5  honeycomb  plate stiffness.  The  benefit  from  the  use  of  the equivalent model is only used 1/3 number of the  elements  used  in  conventional  model, and 1 material properties.

## Tabel 3-1. HONEYCOMB PLATE MODELS NATURAL FREQUENCIES COMPARISON
Laminated Model Equivalent Plate Percent Difference 1 st Nat. Freq.  221.31 Hz 219.23 Hz 0.94 % 2 nd Nat. Freq.  295.71 Hz 292.44 Hz 1.11 % 3 rd Nat. Freq.  567.36 Hz 559.95 Hz 1.31 %

## 3.2  LAPAN-A5 Deployable Panel Model
The model of LAPAN-A5 deployable panel  is  shown  in  figure  3-3.  The boundary  condition  in  model  is  5  DoF constrains in the left side of plate, i.e. no displacement  of x , y and z ,  and  no rotation of x and z , while rotation at y is free  to  represent  the  two  hinges  as illustrated in figure 1-2. 6 DoF constrain is applied near the right side of the plate to represent the hold-down/latch mechanism.  Two  additional  2  DoF constraints (no displacement in x and z ) represent the two conical contact points (to  prevent  clapping  effect). Total elements in the model is 400, with quad- 4 type being used.
Figure 3-3:   Boundary Condition for LAPAN-A5 deployable panel
The result of the analysis is shown in  figure  3-5,  which  show  that  the  1 st Natural Frequency occur at 344.21 Hz.
Figure 3-5:   Simulation  result  of  deployable panel model
The result shows that with 10 mm thickness, the honeycomb plate of 500 x 500 mm has enough stiffness to support deployable  solar  panel  of    a  satellite launched  by  PSLV,  i.e.  1 st natural frequency higher than 90 Hz.

## 4 CONCLUSIONS
Simplified finite element model has been developed for honeycomb plate to be used as deployable solar panel of LAPAN- A5/ChibaSat.  The  model  has  been validated  by  comparing  its  structural stiffness  result  with  concentional  (3- layers) model.
The analysis shows that Aluminum Alloy 5052 honeycomb plate with 10 mm thickness,  and  500  x  500  mm  area  has enough stiffness to be used for deployable solar  panel  for  LAPAN-A5/ChibaSat, which  projected  to  be  launched  with PSLV-class launcher. The model can later be  integrated  with  the  total  satellite structural dynamics model.

## ACKNOWLEDGEMENTS
Authors  wish  to  acknowledge Satellite  Technology  Center,  LAPAN,  for supporting  this  research,  and  Mr. Muhammad Hamzah Farrasamulya, student of Aeronautics and Astronautics Institut  Teknologi  Bandung,  for  his valuable  discussion  at  the  beginning  of this research.
x y

## z

## REFERENCES
Aerospace Specification Metal (ASM) Inc., downloaded Feb. (2017), Alumunium 5052, http://asm.matweb.com/search/Spe cificMaterial.asp?bassnum=ma5052h 32 Foeckersperger, S., Lattner, K., Kaiser C., Eckert, S., Bärwald, W., Ritzmann, S., Mühlbauer,  P.,  Turk,  M.,  Willemsen, P.,  (2008),  The  Modular  German Microsatellite  TET-1  for  Technology On-Orbit  Versification,  Proc.  IAA
Symposium on Small Satellite
Systems  and  Services,  Rhodes,
Greece
Halle,  W.,  Hetscher,  M.,  Terzibaschian, T.,  (2015),  The  DLR-Satellite  BIROS for  Fire-Detection  and  Technological Experiments, 10 th IAA Symposium on Small Satellites for Earth Observation, Berlin, Germany
Huzain,  F.M.,  Triharjanto,  R.H.,  (2013),
Pengukuran  Karakteristik  Dinamika Struktur  Satelit  LAPAN-ORARI/A2,
Jurnal  Teknologi  Dirgantara,  Vol.11
No. 2
Kuwahara, T., Sakamoto, Y., Yoshida, K.,
Takahashi, Y., Fukuhara,
T., Kurihara,  J.,  (2011),  Mission  and System  of  the  Earth  Observation Microsatellite Rising-2, 8 th IAA
Symposium  on  Small  Satellites  for
Earth Observation, Berlin, Germany
Onta,  S.,  Dag,  S.,  Gokler,  M.I.,  (2007), Structural Finite Element Analysis of Stiffened  and  Honeycomb  Panels  of the  RASAT  Satellite,  Proc.  3 rd International  Conference  on  Recent Advances in Space Technologies Paik, J.K., Thayamballi, A.K., Kim, G.S.,
1999, The Strength Characteristics of Aluminium  Honeycomb  Sandwich Panels. Thin-Walled Structure,
35:205-231.
Plascore, downloaded Feb. (2017), PAMG-
XR1  5052  Aluminum  Honeycomb, https://www.plascore.com/downloa d/datasheets/honeycomb_data_shee ts/Plascore_5052.pdf
SSTL,  downloaded  Jan.  (2016),  Solar Panel  and  Sollar  Panel  Aseembly, http://www.sst-
us.com/downloads/datasheets/solar
-panels.pdf
Triharjanto,  R.H.,  (2006),  Desain  Dan Pengujian  Struktur  Satelit  Mikro LAPAN-TUBSAT,  Jurnal  Teknologi Dirgantara, Vol. 4 No. 2
Triharjanto,  R.H.,  Budiantoro,  P.A., Yanto, D., Sri Sumantyo, J.T., (2018), The Design Progress of LAPAN-Chiba University
SAR Micro-Satellite, submitted for 3 rd IEEE ICARES, Bali, Indonesia

## AUTHOR INDEX

## A
Abdul Karim
Adi Wirawan Afni Restasari Arif Nur Hakim Aryandi Marta Atik Bintoro

## B
Bayu Azmi
E Endro Artono

## H
Hendrik Seputra Heri Budi Wibowo Herma Yudhi Irwanto Hudoro Tahdi
J Jefri Abner H.

## K
Kendra Hartaya

## L
Luthfia Hajar Abdillah
M M Mukhayadi 159[16,2] 149[16,2] 1[16,1],139[16,2] 9[16,1] 93[16,2] 93[16,2] 111[16,2] 93[16,2] 111[16,2] 35,59[16,1],123[16,2] 83[16,1] 9[16,1] 111[16,2] 1,35[16,1],139[16,2] 1,35[16,1],139[16,2] 159[16,2]

## P
Patria Rachman Hakim Poki Agung Budiantoro Prasepvianto E. B. Prasetyo Ardi Probo Suseno

## R
Rahmat Arief Ratna Rizky Puspitasari Rika Suwana Budi Riki Ardiansyah Rizki Permala Robertus Heru Triharjjanto

## S
Salman Satriya Utama Sofyan Suhermanto
T Taufiqur Rochman
V
Vicky Wuwung W Wahyudi Hasbi Widhi Cahya Dharmawan 71[16,1] 169[16,2] 111[16,2] 149[16,2] 23[16,1] 1[16,1] 139[16,2] 93[16,2] 159[16,2] 169[16,2] 101[16,2] 71[16,1] 45[16,1] 23[16,1] 9[16,1] 45[16,1] 159[16,2] 59[16,1]

## (Pedoman Penulisan Jurnal Teknologi Dirgantara)
JUDUL MAKALAH DITULIS DENGAN HURUF KAPITAL TEBAL SECARA SINGKAT DAN JELAS, (Studi Kasus : apabila ada) (16 pt, Britannic Bold )
Judul dibuat dalam 2 bahasa (Indonesia dan Inggris), apabila tulisan dalam bahasa Indonesia, maka judul dalam bahasa Inggris ditulis dalam tanda kurung (16 pt, Britannic Bold )
Penulis Pertama 1 , Penulis Kedua 2 , dst n
(Nama Penulis Tanpa gelar)
(10,5 pt, Franklin Gothic Medium, bold)
1 Instansi Penulis Pertama 2 Instansi Penulis Kedua
dst n. ....
(10,5 pt, Franklin Gothic Medium)
e-mail: e-mail penulis pertama          (berwarna hitam) (10,5 pt, Franklin Gothic Medium)
Diterima : ..... (tanggal bulan tahun); Disetujui : ..... (tanggal bulan tahun); Diterbitkan : ..... (tanggal bulan tahun)
(9 pt, Franklin Gothic Medium)

## ABSTRACT
(10,5 pt, Bookman Old Style, bold)
Abstract is a summary of the most important elements of the paper, written in one paragraph in the one column of a maximum of 200 words. Abstract made in two languages written with the Bookman Old Style 9 pt. If the paper written in Indonesian, the Indonesian abstract written first then followed by English abstract and vice versa. The title "ABSTRAK" or "ABSTRACT" made with uppercase letters, and bold.
Keywords: guidence, author, journal        (minimal 3 keywords)
(9pt, Bookman Old Style, italic)

## ABSTRAK
(10,5 pt, Bookman Old Style, bold)
Abstrak  merupakan  ringkasan  elemen-elemen  terpenting  dari  naskah, ditulis  dalam  satu  paragraf  dalam  1  kolom  maksimal  200  kata.  Abstrak  dibuat dalam 2 bahasa ditulis dengan huruf 9 pt, Bookman Old Style. Apabila naskah dalam Bahasa Indonesia, maka abstrak dengan Bahasa Indonesia ditulis terlebih dahulu  dilanjutkan  abstrak  Bahasa  Inggris  dan  sebaliknya.  Judul  “ABSTRAK” atau “ ABSTRACT ” dibuat dengan huruf besar, bold .
Kata kunci: panduan, penulis, jurnal        (minimal 3 kata kunci)
(9pt, Bookman Old Style, italic)

## 1  PENDAHULUAN
(10,5pt, Bookman Old Style, bold)
Naskah  dapat  ditulis  dalam Bahasa  Indonesia  maupun  Bahasa Inggris.  Naskah  diketik  dalam  Microsoft Word dengan 1 kolom untuk abstrak dan 2  kolom  untuk  isi.  Ukuran  kertas  A4
dengan ukuran panjang ( height ) 29,7 cm, lebar ( width ) 21 cm dengan dimensi Top 3  cm, Bottom 2,5  cm, Inside 2,5 cm, Outside 2 cm, Gutter 1 cm, Header 1 cm  dan Footer 1  cm.  Jenis  Huruf Bookman  Old  Style  10,5  pt,  dan  spasi ( line  spacing )  1.  Panjang  naskah  tidak
melebihi 10 halaman termasuk tabel dan gambar.
Kerangka  Tulisan  disusun  dengan urutan  :  Judul,  Identitas  Penulis, Abstrak,  Kata  Kunci,  Pendahuluan, Metode, Hasil Pembahasan, Kesimpulan, Ucapan
Terimakasih, dan Daftar Pustaka.

## 2  METODOLOGI
(10,5pt, Bookman Old Style, bold)
Menguraikan  tentang  metode  yang digunakan  dalam  penelitian  termasuk data,  peralatan,  teori,  diagram  alir, beserta lokasi penelitian.

## 2.1 Lokasi dan Data
(10,5pt, Bookman Old Style, bold)
2.2 Standarisasi data (10,5pt, Bookman Old Style, bold)

## 2.3 Metode Penelitian
(10,5pt, Bookman Old Style, bold)
Persamaan  matematis  atau  formula diberi  nomor  secara  berurutan  yang diletakkan  di  ujung  kanan  dalam  tanda kurung.  Apabila  penulisan  persamaan lebih  dari  satu  baris  maka  penulisan nomor  diletakkan  pada  baris  terakhir. Penggunaan huruf sebagai simbol matematis  dalam  naskah  ditulis  dengan huruf miring ( Italic ) seperti x . Penjelasan persamaan diulas dalam naskah. Penurunan  persamaan  matematis  atau formula  tidak  perlu  dituliskan  secara detil,  cukup  diberikan  bagian  yang terpenting,  metode  yang  digunakan  dan hasilnya.
(1-1)
dengan D( t )
tingkat gangguan geomagnet, ∆ H( t )  variasi  medan  magnet komponen horizontal, Sq(t,m) variasi hari tenang pada waktu t dan bulan m.

## 3  HASIL PEMBAHASAN
(10,5pt, Bookman Old Style, bold)
Tabel dibuat ringkas dan diberi judul yang singkat tetapi jelas hanya menyaji- kan data yang esensial  dan  mudah  di- pahami.  Tabel  diberi  catatan  secukup- nya,  termasuk  sumbernya,  sehingga tabel  mampu  menjelaskan  informasi
yang  disajikan  secara  mandiri.  Setiap tabel diberi nomor secara berurutan dan diulas  di  dalam  naskah.  Judul  tabel diketik dengan jenis huruf Bookman Old Style 10,5 pt dan pada tulisan “Tabel 1:” “Tabel 2:” dan seterusnya diketik tebal.
Tabel  yang  ukurannya  melebihi  satu kolom, maka dapat menempati area dua kolom.  Tabel  tidak  boleh  dalam  bentuk “ picture ”,  harus  dalam  bentuk  tabel. Judul  tabel  dituliskan  pada  bagian  atas tabel, rata tengah dan diberi tanda titik (.) pada akhir judul tabel.
Gambar, Grafik dan Foto harus tajam dan  jelas  agar  cetakan  berkualitas  baik. Semua  simbol  di  dalamnya  harus dijelaskan. Seperti halnya tabel, keterangan pada gambar, grafik atau foto harus  mencukupi  agar  tersaji  secara mandiri.  Gambar,  grafik  dan  foto  harus diulas  di  dalam  naskah.  Seperti  halnya tabel,  gambar,  grafik  dan  foto  yang ukurannya  melebihi  satu  kolom,  maka dapat  menempati  area  dua  kolom. Gambar,  grafik  dan  foto  memiliki kedalaman minimal 300 dpi.
Gambar  5-4:Distribusi  sudut yaw pada bidang  depan,  x  =  2870  mm 2013)
(9 pt, Bookman Old Style, bold)

## Table 4-1: THRUST DAN EFISIENSI
(9 pt, Bookman Old Style, bold)
No. Kondisi Terbang ∆" ∆# 1 Cruise 54% 55% 2 Take-Off 16% 14%

## 4  KESIMPULAN
Hal-hal penting dalam naskah yang merupakan  kesimpulan  dari  hasil penelitian atau kajian.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Wajib  dituliskan  penulis,  ditujukan kepada  pihak-pihak  yang  membantu penulis baik penyediaan
data, pengerjaan  data,  serta  Tim  Redaksi Jurnal dan Mitra Bestari.

## DAFTAR RUJUKAN
Referensi  hendaknya  dari  sumber yang  jelas  dan  terpercaya.  Setiap referensi yang tercantum dalam daftar pustaka  harus  dikutip  (disitir)  pada naskah dan sebaliknya setiap kutipan harus tercantum dalam daftar
pustaka.  Penulisan  acuan  dalam pembahsan  sebaiknya  menggunakan “sistem  penulis-tahun”  yang  mengacu pada  karya  pada  daftar  pustaka. Kutipan  buku  dalam  bentuk  saduran untuk satu sampai dua penulis ditulis nama  akhir  penulis  dan  tahun. Contoh:  Muhammad  Nasir  dituliskan (Nasir, 2009).
Referensi primer lebih dari 80 % dan diterbitkan dalam 5-10 tahun terakhir. Referensi  yang  dicantumkan  dalam naskah  mengikuti  pola  baku  dengan disusun  menurut  abjad  berdasarkan nama  (keluarga)  penulis  pertama  dan tahun  publikasi,  dengan  sistim  sitasi American  Physiological  Association  6th Edition .  Contoh  penulisan  di  dalam Daftar Pustaka adalah sebagai berikut :

## Artikel dalam Jurnal (Jurnal Primer)
Burton R. K., R. I. McPherron, C. T. Russell, 1975. An  Empirical  Relationship Between  Interplanetary Conditions
and  Dst, J.  Geophys.  Res.,  80(31), 4204-4214.

## Buku
Ross,  S.  M.,  2004. Introduction  to  Probability and  Statistics  for  Engineers  and
Scientists , Burlington, Elsevier.

## Artikel bagian dari Buku
Maris, G.; M.D. Popescu dan M. Mierla, 2004. Soft X-Ray Solar Flarecycles , dalam A.V. Stepanov; E.E. Benevolenskaya dan A.G.Kosovichev (editor), Proceedings IAU Symposium , no. 223, 73.

## Skripsi/Tesis/Disertasi
Ameldam, P., 2012. Pengujian Data NCEP-FNL Dan CCMP Untuk Potensi Energi Angin (Studi  Kasus  Di  Jawa  Barat) ,  Skripsi ITB.

## Naskah Prosiding
Avia, L. Q., A. Haryanto, N. Cholianawati dan B.  Siswanto,  2010. Identifikasi  Awal Musim  Kemarau dan  Musim  Hujan Berdasarkan  Data  Satelit  TRMM , Prosiding  Seminar  Penerbangan  dan Antariksa  2010:  Sub  Seminar  Sains Atmosfer  dan  Iklim.  Serpong,  15 Nopember 2010.

## Naskah Konferensi
Pontes, M-T, Sempreviva, AM, Barthelmie, R., Giebel, G., Costa, P., 2007. Integrating Offshore  Wind  And  Wave Resource Assessment, Proc.  7th  European Wave  and  Tidal  Energy  Conference, Porto, Portugal.

## Naskah Laporan Hasil Penelitian
P3TKEBTKE-Kementerian ESDM, 2008. Laporan Penelitan Kajian PLT Angin di Indonesia Bagian Timur .
Naskah Online Habby, J., 2011. Applying Tropospheric Moisture to Forecasting, Meteororology Education , diakses http:// weatherpredicition.com, 23 Desember 2

## PEDOMAN BAGI PENULIS JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
( Journal of Aerospace Technology )
Jurnal  Teknologi  Dirgantara  ( Journal  of  Aerospace  Technology ) adalah  jurnal  ilmiah  untuk publikasi penelitian dan pengembangan di bidang :
a)  Teknologi wahana roket, satelit dan pesawat terbang, dirgantara terapan seperti struktur mekanika, sistem catu daya dan kontrol termal wahana roket dan satelit, struktur kendali, konversi energi;
b) Teknologi  propulsi  dan  energik,  seperti  teknologi  propelan,  propulsi,  uji  statik  propulsi, termodinamika;
c)  Teknologi peluncuran dan operasi antariksa serta teknologi peluncuran dan operasi antariksa serta teknologi transmisi komunikasi dan muatan dirgantara, seperti teknologi stasiun bumi penerima dan pemancar, teknologi transmisi gelombang elektromagnetik dan teknologi transmisi komunikasi serat optik, teknologi muatan, sistem telemetri penjejak.

## Pengiriman Naskah
Naskah  yang  ditulis  dalam  bahasa  Indonesia  atau  bahasa  Inggris  dikirim  melalui  e-mail (publikasi@lapan.go.id)  atau  file  digital,  ditujukan  ke  Sekretaris  Dewan  Penyunting  Jurnal  dengan alamat,  Bagian  Publikasi  dan  Promosi  LAPAN,  Jalan  Pemuda  Persil  No.  1,  Jakarta  Timur  13220. Naskah diketik dua kolom dengan MS Word font 10,5 Bookman Old Styles (batas tengah 1 cm pada kertas A4 dengan spasi satu, batas kanan 2 cm, batas kiri 2,5 cm, batas atas 3 cm, dan batas bawah 2,5 cm). Judul huruf besar font 16.

## Sistematika penulisan
Naskah    terdiri  dari  halaman  judul  dan  isi  makalah.  Halaman  judul  berisi  judul  yang  ringkas  tanpa singkatan nama (para) penulis tanpa gelar, instansi/perguruan tinggi, dan e-mail penulis utama. Halaman isi makalah terdiri dari (a)  judul, (b)  abstrak dalam bahasa Indonesia dan Inggris tidak lebih dari 200 kata,  (c)  batang  tubuh  naskah  yang  terbagi  menjadi  bab  dan  subbab  dengan  penomoran  bertingkat  (1. Pendahuluan; 2 Judul Bab; 2.1 Subbab tingkat pertama; 2.1.1 Subbab tingkat dua dan seterusnya),  (d) Ucapan terima kasih yang lazim dan (e) daftar rujukan.

## Gambar dan Tabel
Gambar    atau  foto  harus  dapat  direproduksi  dengan  tajam  dan  jelas.  Gambar  atau  foto  warna  hanya diterima dengan pertimbangan khusus.Gambar dan  tabel dapat dimasukkan dalam batang  tubuh atau dalam lampiran tersendiri.  Untuk kejelasan penempatan dalam jurnal,  gambar dan tabel harus diberi nomor  sesuai  nomor  bab  dan  nomor  urut  pada  bab  tersebut,  misalnya  Gambar  2-2  atau  Tabel  2-1. Gambar disertai keterangan singkat (bukan sekedar judul gambar) dan tabel disertai judul  tabel.

## Persamaan Satuan dan Data Numerik
Persaman diketik atau ditulis tangan (untuk simbol khusus) dan diberi nomor di sebelah kanannya sesuai nomor  bab  dan  nomor  urutnya,  misalnya    persamaan  (1-2).  Satuan  yang  digunakan  adalah  satuan internasional (EGS atau MKS) atau yang lazim pada cabang ilmunya.Karena terbit dengan dua bahasa, angka desimal pada data numerik harus mangacu pada sistem internasional dengan menggunakan titik.

## Rujukan
PP  No.  74,  2001.  Peraturan  Pemerintah  Republik  Indonesia  Nomor  18  Tahun  1999  Tentang: Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun . Kementrian Lingkungan Hidup. Jakarta. Haryani,  N.  S.,  Hidayat,  Sulma,  S.,  dan  Pasaribu,  J.  M.,  2014. Deteksi  Limbah  Acid  Sludge Menggunakan Metode Red Edge Berbasis Data Penginderaan Jauh , Jurnal Penginderaan Jauh dan Pengolahan data Citra Digital, Vol 11 No.2 Desember 2014.
Center for International Forestry Research [CIFOR], 2012. Forests and Climate Change Mitigation : What Policymakers Should Know , Fact Sheet. No. 5, November 2012, MITIGATION, Key of Research Findings. CGIAR Research Programme.
The National Geophysical Data Center (NOAA)-NASA. Sumber data VNF, 2014. Sumber: http:// ngdc. noaa.  gov/  eog/  viirs/download_2014_indonesia.html)  atau  (Sumber  LAPAN:  http://modis- catalog.lapan. go.id/ monitoring/ katalognpp#).
http://landsathandbook.gsfc.nasa.gov/data_prod/prog_sect11_3.html