Vol.  14   No. 2   Desember  2016                                           ISSN 1412- 8063 Nomor : 670/AU3/P2MI-LIPI/07/2015
Diterbitkan oleh Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) Jakarta – Indonesia J.TEKNO.DIRGANT. VOL.  14 NO. 2 HAL. 81 -  170 JAKARTA,     DESEMBER  2016 ISSN 1412 – 8063
Vol.  14   No. 2   Desember  2016                                             ISSN 1412- 8063 Nomor : 670/AU3/P2MI-LIPI/07/2015
DAFTAR ISI
ALGORITMA  PERINGATAN  DINI  PENCURIAN  IKAN  PADA  DATA AUTOMATIC IDENTIFICATION (AIS) BERBASIS TERESTRIAL DAN SATELIT (ILLEGAL FISHING EARLY WARNING ALGORITHM FOR TERESTRIAL  AND
SATELLITE-BASED AUTOMATIC IDENTIFICATION SYSTEM (AIS) DATA) Emir  Mauludi  Husni,  Muhammad  Riksa  Andanawari  R.S.,  dan  Robertus  Heru Triharjanto Halaman 81 - 90 LENDUTAN  STRUKTUR  TWIN  BOOM  PESAWAT  TERBANG  NIR  AWAK LSU-05 PADA SAAT MENERIMABEBAN TERBANG (DEFLECTION  OF  LSU-05  UAV  TWIN  BOOM  STRUCTURE  ON RECIEVING THE FLIGHT LOAD Atik Bintoro 91 - 102 PENGEMBANGAN  ANTENA  HELIKS  X-BAND  8,2  GHZ  UNTUK SATELIT MIKRO (DEVELOPMENT  0F  8,2  GHZ  X-BAND  HELICAL  ANTENNA  FOR MICRO SATELLITE Iwan Faizal 103 - 112 DESAIN  AWAL  SISTEM  SATELIT  TELEKOMUNIKASI  PERTAHANAN INDONESIA (PRELIMINARY DESIGN OF INDONESIAN MILITARY TELECOMUNICATION SATELLITE Robertus  Heru  Triharjanto,  Luqman  Faturrohim,  Ridanto  Eko  Putro,  dan  Hari Muhammad 113 - 124 PENGUJIAN MODUL PENGOLAH DATA TELEMETRI LAPAN-A3/IPB UNTUK MENGHASILKAN PRODUK LEVEL-0 Suhermanto 125 – 136 ISOMERISASI POLIMER MELALUI REAKSI SAIN SAYEF UNTUK MENGUBAH KONFIGURASI HTPB (HYDROXYL TERMINATED POLYBUTADIENE) (POLYMERISOMERIZATION  BY  SAIN  SAYEF  REACTION  TO  MODIFY CONFIGURATION OF HTPB (HYDROXYL TERMINATED POLYBUTADIENE) Heri Budi Wibowo 137 - 146 PENGUKURAN TURBULENSI DAN ANGULARITAS ALIRAN PADA TEROWONGAN ANGIN SUBSONIK LAPAN (THE  MEASUREMENT  OF  TURBULENCE  AND  FLOW  ANGULARITY  IN LAPAN’S SUBSONIC WIND TUNNEL) Firman Hartono, Ronald Bessie, Agus Aribowo 147 - 158 PERUBAHAN  KARAKTERISTIK  PEMBENTUKAN  POLIURETAN  BERBASIS HTPB DAN TDI BERDASARKAN KOMPOSISI REAKSI (CHANGES  IN  THE  FORMATION  CHARACTERISTICS  OF  POLYURETHANE BASED ON HTPB AND TDI REACTION COMPOSITION) Geni Rosita 159 - 170
Vol.  14   No. 2   Desember  2016                                             ISSN 1412- 8063 Nomor : 670/AU3/P2MI-LIPI/07/2015

## SUSUNAN DEWAN PENYUNTING JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
Penyunting
 Ketua Dr. Heri Budi Wibowo, MT (Propelan, Piroteknik dan Material Penahan Panas)
 Anggota Dr. Ir. Robertus Heru Triharjanto, M.Sc (Desain Roket dan Satelit)
Dr. Harry Septyanto, ST, MT (Desain Kendaraan Ruang Angkasa, Misil dan Satelit)
Dr. Ir. Bagus Hayatul Jihad, MT (Sistem Propulsi) Dr. Mabe Siahaan, M.Si (Bidang Konversi Energi Dirgantara)
Drs. Kendra Hartaya, M.Si (Formulasi dan Bahan Baku Propelan)
Drs. Agus Harno Nurdin Syah, M.Si (Bidang Instrumentasi dan Pengujian) Ir. Atik Bintoro, MT (Desain Kendaraan Ruang Angkasa, Misil dan Satelit)
Mitra Bestari Ir. Mahdi Kartasasmita, MS, Ph.D. (Teknologi Penginderaan Jauh)
Prof. Dr. Ir. Tresna Priyana Soemardi,, M.Si., S.E. (Teknik Mesin)/UI Dr. Waspada Kurniadi (Teknik Pertambangan)/Universitas Muhammadiyah Dr. Ing. Agus Nuryanto (Teknologi Roket) Dr. Ir. Djoko Sardjadi (Fisika Terbang)/ITB Prof. Dr. Ing. Soewarto Hardhienata (Teknologi Satelit)/Universitas Pakuan

## SUSUNAN SEKRETARIAT REDAKSI JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
Pemimpin Umum Ir. Christianus R. Dewanto, M.Eng
Pemimpin Redaksi Pelaksana Ir. Jasyanto, MM
Redaksi Pelaksana
Mega Mardita, S.Sos., M.Si
Yudho Dewanto, ST Dwi Haryanto, Skom Aulia Pradipta, SS Tata Letak Irianto, S.Kom M. Luthfi Berdasarkan SK Kepala LIPI Nomor : 818/E/2015 ditetapkan Jurnal Teknologi Dirgantara sebagai Majalah Berkala Ilmiah Terakreditasi
Gambar cover, Ground Test: Radome Lightning Strike
Alamat Penerbit :
LAPAN, Jl. Pemuda Persil No. 1, Rawamangun, Jakarta 13120 Telepon  :  (021) – 4892802 ext. 142 dan 146 (Hunting) Fax :  (021) – 47882726 Email :  publikasi@lapan.go.id Situs :  http:  www.lapan.go.id http://www.jurnal.lapan.go.id
Vol.  14   No. 2   Desember  2016                                           ISSN 1412- 8063 Nomor : 670/AU3/P2MI-LIPI/07/2015

## 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. 14, No. 2, Desember 2016 hadir ke hadapan sidang pembaca dengan mengetengahkan 8 (delapan) artikel sebagai berikut, “ Algoritma Peringatan Dini Pencurian Ikan pada  Data  Automatic  Identification  System  (AIS)  Berbasis  Terestrial  dan  Satelit  (Illegal  Fishing  Early Warning Algorithm for Terestrial and Satellite-Based Automatic Identification System (AIS) Data) ” ditulis oleh  Emir  Mauludi  Husni,  Muhammad  Riksa  Andanawari  R.  S.,  dan  Robertus  Heru  Triharjanto. Penelitian  ini  bertujuan  membangun  bagian  dari  sistem  peringatan  dini  aktivitas  pencurian  ikan, berdasarkan  data  AIS  yang  diterima  oleh  sensor  di  garis  pantai  dan  di  satelit.  Proses  pendeteksian dilakukan dengan menganalisa data perjalanan dari sistem AIS; “ Lendutan Struktur Twin Boom Pesawat Terbang Nir Awak LSU-05 pada Saat Menerima Beban Terbang (Deflection of LSU-05 UAV Twin Boom Structure on Recieving the Flight Load) ” ditulis oleh Atik Bintoro. penelitian ini untuk mengetahui sejauh mana kemampuan struktur dalam menerima beban terbang, sehingga mengakibatkan lendutan tersebut; Iwan Faizal, menulis Pengembangan Antena Heliks X-Band 8,2 GHz untuk Satelit Mikro (Development of 8.2  GHz  X-Band  Helical  Antenna    For  Micro  Satellite) ” . Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk merancang, membuat prototipe dan menganalisis performa antena heliks X-Band pada frekuensi 8,2 GHz untuk satelit mikro, yang mengacu pada desain satelit LAPAN-A3 ; Artikel dengan judul “ Desain Awal Sistem  Satelit  Telekomunikasi  Pertahanan  Indonesia      (Preliminary  Design  of  Indonesian  Military Telecomunication  Satellite) ” ditulis  oleh  Robertus  Heru  Triharjanto,  Luqman  Faturrohim,  Ridanto  Eko Poetro,  dan  Hari  Muhammad . Penelitian  ini  bertujuan  untuk  membuat  desain  awal  sistem  satelit telekomunikasi  yang  diperlukan  untuk  pertahanan  dan  keamanan  di  Indonesia.  Sesuai  kaidah perancangan satelit, proses desain awal didahului dengan pembuatan desain konsep ; “ Pengujian Modul Pengolah  Data  Telemetri  LAPAN-A3/IPB  untuk  Menghasilkan  Produk  Level-0  (The  Test  of  LAPAN- A3/IPB Telemetry Data Processor Module to Produce Level-0 Product) ” ditulis oleh Suhermanto. Tujuan penelitian  ini  adalah  untuk  menguji  implementasi  pengolahan  data  telemetri  satelit  LAPAN-A3/IPB. Pembangunan  dan  pengolahan  data  telemetri  telah  dilakukan  di  komputer  desktop  yang  dibagi  dalam dua  tahap,  yaitu  pendekodean  data  dan  dekomposisi  data;  Kemudian  Heri  Budi  Wibowo  menulis “ Isomerisasi  Polimer  Melalui  Reaksi  Sain  Sayef  untuk  Mengubah  Konfigurasi  HTPB  (Hydroxyl Terminated  Polybutadiene)  Polymer  Isomerization  by  Sain  Sayef  Reaction  to  Modify  Configuration  of HTPB (Hydroxyl Terminated Polybutadiene) ” . Tujuan penelitian adalah mereduksi jumlah struktur vinil dalam  HTPB  dengan  adisi  ikatan  rangkap  dalam  vinil  dengan  menerapkan  reaksi  Sain  Sayef; “ Pengukuran  Turbulensi  dan  Angularitas  Aliran  pada  Terowongan  Angin  Subsonik  LAPAN  (The Measurement  of  Turbulence  a nd  Flow  Angularity  In  LAPAN’S  Subsonic  Wind  Tunnel)”  ditulis  oleh Firman  Hartono,  Ronald  Bessie,  danAgus  Aribowo.  Tujuan  dilakukannya  pengukuran  intensitas turbulensi  dan  angularitas  adalah  untuk  mengetahui  karakteristik  aerodinamika  terowongan  angin kecepatan rendah LAPAN; Artikel terakhir Geni Rosita menulis “Perubahan Karakteristik Pembentukan Poliuretan  Berbasis  HTPB  dan  TDI  Berdasarkan  Komposisi  Reaksi  (Changes  in  the  Formation Characteristics  of  Polyurethane  Based  on  HTPB  and  TDI  Reaction  Composition) ”.  Penelitian  ini  untuk memperoleh poliuretan sebagai fuel-binder yang diperlukan untuk pembuatan propelan padat komposit. Demikianlah  8  artikel  yang  kami  sajikan  dalam  Jurnal  Teknologi  Dirgantara  Vol.  14,  No.  2, Desember 2016. 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.

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063
Vol. 14  No. 1,  Juni 2016
Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya

## ABSTRAK
ALGORITMA  DETEKSI  FREKUENSI  DTMF MENGGUNAKAN KORELASI SILANG UNTUK TELEKOMANDO  WAHANA  TERBANG  = DTMF FREQUENCY DETECTION ALGORITHM  USING  CROSS-CORRELATION FOR VEHICLE TELECOMMAND/Sri Kliwati J. Tekgan, 14(1) 2016 : 1 – 8
Deteksi  frekuensi  DTMF  secara  umum menggunakan
algoritma
Fast Fourier
Transform (FFT) dan Goertzel Algorithm. Akan tetapi  pada  kondisi  tertentu  sebuah  sinyal lebih  cocok  dideteksi  dengan  algoritma  yang lain.  Misalnya  pada  sinyal  yang  non-periodik seperti  pada  pengukuran  sensor-sensor wahana terbang. Tujuan penelitian ini adalah membangun  sistem  telekomando  untuk wahana  terbang.  Dan  tulisan  ini  membahas metode  deteksi  frekuensi Dual  Tone  Multi Frequency (DTMF)  dengan  menggunakan algoritma  korelasi  silang  dan  data-base DTMF.  Hasil  simulasi  menunjukkan  deteksi frekuensi  berhasil  dilakukan  sesuai  dengan akurasi database yang  dibuat  (1  Hz)  untuk perubahan  frekuensi  antara  nol  hingga  1700 Hz (batas frekuensi DTMF).
Kata kunci: frekuensi,  DTMF, deteksi korelasi silang
PENGATURAN  SUDUT  AZIMUTH  ROKET RUM UNTUK OPERASI PELUNCURAN PADA KECEPATAN  ANGIN  DI  ATAS  10  KNOT  = AZIMUTH  ANGLE’S  SETTING  OF  ROCKET RUM  FOR  LAUNCH  OPERATION  AT  WIND SPEED  MORE  THAN  10  KNOT/Heri  Budi Wibowo,  Ahmad  Riyadl,  dan  Yudha  Agung Nugroho

## J. Tekgan, 14(1) 2016 : 9 – 16
Roket  RUM  adalah  roket  untuk  lomba muatan  antar  mahasiswa.  Roket  didisain membawa  beban  maksimum  1  kg  dengan ketinggian 600-1000 m dan jatuh pada radius 500  m  dari  titik  pusat  peluncuran  dengan kondisi  kecepatan  angin  di  bawah  10  knot. Dalam  keadaan  ekstrim  dimana  kecepatan angin  di  atas  10  knot,  pengaruh  kecepatan angin  terhadap  arah  terbang  roket  menjadi besar  sehingga dapat  menyebabkan  jatuhnya roket meleset di luar radius aman yang telah diitetapkan.
Penelitian ini bertujuan mengatur  sudut  azimuth  roket  untuk mengatur  jatuhnya  motor  roket  sehingga tetap  aman  dalam  radius  area  peluncuran. Penelitian  dilakukan  dengan  melakukan pengujian  roket  RUM  pada  kondisi  ekstrim (kecepatan  angin  10-20  knot)  dengan  variasi penahan  beban  dan  sudut  azimuth.  Hasil optimasi menunjukkan bahwa dengan menggunakan penahan beban dan pengaturan  sudut  azimuth  roket  60  derajat dengan arah 90 derajat dari arah angin dapat membuat  roket  jatuh  pada  daerah  aman peluncuran (500 m).
Kata  kunci: roket    RUM,  kestabilan,  azimuth sudut serang, kecepatan angin

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063
Vol. 14  No. 1,  Juni 2016 Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya ABSTRAK DEKOMPOSISI  TERMAL  PROPELAN KOMPOSIT BERBASIS AMONIUM PERKLORAT/HYDROXY TERMINATED POLYBUTADIENE (AP/HTPB) = THE THERMAL  DECOMPOSITION  ANALYSIS  OF AMMONIUM
PERCHLORATE/HYDROXY- TERMINATED  POLYBUTADIENE  (AP/HTPB) COMPOSITE  SOLID  PROPELLANT/Wiwiek Utami Dewi, dan Yulia Azatil Ismah

## J. Tekgan, 14(1) 2016 : 17 – 24
Proses  dekomposisi  termal  propelan padat  AP/HTPB  jenis  RUM,  450  dan  1220 telah  dianalisis  menggunakan Differential Thermogravimetric 60 (DTG) dengan parameter operasi: suhu 30 - 400 ⁰ C, atmosfer nitrogen  berlaju  alir  50  ml/menit,  dan  laju pemanasan 2,5 ⁰ C/menit. Analisis dekomposisi  termal  adalah  langkah  awal penelitian  kinetika  dekomposisi  propelan dalam  menentukan life  time propelan.  Kurva TGA  menunjukkan  bahwa  propelan  RUM mengalami  proses  dekomposisi  dua  tahap sedangkan propelan 450 dan 1220 mengalami proses  dekomposisi  satu  tahap.  Kurva  DTA/ termogram proses dekomposisi propelan RUM menunjukkan  adanya  pembentukan  produk intermediate sebelum akhirnya terdekomposisi  sempurna.  Berbeda  dengan propelan  RUM,  termogram  propelan  450  dan 1220  tidak  menunjukkan  terbentuknya produk intermediate .  Proses  dekomposisi propelan  450  dan  1220  terakselerasi  oleh keberadaan  Al.  Perbedaan  modal  AP  pada propelan 450  dan  1220  ternyata  tidak  begitu berpengaruh  pada  nilai  konsumsi  energi proses dekomposisi.
Kata  kunci: decomposition,  propellants,  DTA,
TGA, DTG APLIKASI CFD

## DALAM PENENTUAN
PERFORMA  MESIN  TURBOFAN    MODEL CFM56-5B  YANG  MENGALAMI  CACAT PADA
KIPAS UNTUK
KEPUTUSAN MAINTENANCE  =  CFD  APPLICATION  IN THE  DETERMINATION  OF  TURBOFAN ENGINE MODEL CFM56-5B PERFORMANCE WHICH HAS FAN DEFECT FOR MAINTENANCE DECISION/
Vicky  Wuwung,  Puspa  Wandani,  Carolus Bintoro

## J. Tekgan, 14(1) 2016 : 25 – 36
Penelitian  ini  membahas  mengenai kajian kerusakan yang terjadi pada bilah kipas mesin turbofan CFM56-5B. Kerusakan tersebut memerlukan adanya sebuah keputusan maintenance ,  apakah  bilah  kipas tersebut masih layak digunakan ataukah perlu di repair atau  diganti.  Meskipun  regulasi menetapkan bahwa kerusakan tersebut masih dapat diterima, namun perlu ditinjau dari segi performanya,  apakah  kipas  masih  dapat memberikan  performa  yang  baik  atau  tidak. Kajian  dilakukan  dengan    menyimulasikan model  bilah  kipas  CFM56-5B  pada  kondisi baik  dan  cacat  pada  perangkat  lunak  CFD- Numeca  di  kondisi take-off dan cruise .  Cacat pada  bilah  berupa dent dengan  kedalaman 0.069”  dan  terletak  seragam  di  semua  bilah pada  70% span bilah  di  bagian leading  edge sebagai simulasi kerusakan akibat adanya bird strike .  Simulasi  numerik  dilakukan  dengan kondisi  pemodelan  aliran steady ,  dan menggunakan model turbulen Spallart- Allmaras. Hasil simulasi numerik menunjukkan adanya  penurunan  performa mesin  pada Thrust di  kondisi take - off sebesar 14%  dan  penurunan  efisiensi  sebesar  16%, sedangkan  pada  kondisi cruise ,  penurunan Thrust dan  efisiensi  berturut-turut  adalah sebesar  55%,  dan  54%.  Penurunan Thrust pada  saat take-off berdasarkan  regulasi  AC 25-13 adalah aman dan tidak perlu dilakukan repair atau replacement .  Namun,  meskipun aman,  mesin  akan  boros  bahan  bakar  ketika berada  dalam  kondisi cruise sehingga  perlu dilakukan repair atau replacement .  Penentuan keputusan maintenance jika  didasarkan  pada regulasi AC 25-13 pada akhirnya adalah tidak diperlukannya repair atau replacement pada bilah kipas. Kata kunci : bilah kipas CFM56-5B, kerusakan dent, CFD numeca, efisiensi kipas, performa mesin

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063
Vol. 14  No. 1,  Juni 2016
Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya
ABSTRAK PENINGKATAN  KUALITAS  FOKUS  CITRA IMAGER MULTISPEKTRAL SATELIT LAPAN-A3  =  IMAGE-FOCUSING    QUALITY IMPROVEMENT  ON  LAPAN-A3  SATELLITE
MULTISPECTRAL  IMAGER/Andi  Mukhtar Tahir,  Patria  Rachman  Hakim,  A.  Hadi Syafruddin
J. Tekgan, 14(1) 2016 : 37 – 50
Satelit  LAPAN-A3  membawa imager multispektral  sebagai  muatan  utama,  yang memiliki  empat  kanal  warna  yaitu  merah, hijau,  biru,  dan near-infrared .  Sistem  optik imager dirancang  dengan  menggunakan beam-splitter yang  akan  membagi  cahaya yang  melewati  sistem  lensa  menuju  detektor masing-masing  kanal  warna.  Karena  setiap detektor  memiliki  posisi  dan  juga  orientasi yang  berbeda  terhadap  pusat  lensa,  maka akan terjadi ketidakseragaman derajat kefokusan untuk setiap citra yang dihasilkan oleh masing-masing kanal warna, yang dapat mengurangi  kualitas  citra  komposit  yang dihasilkan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk meningkatkan  kualitas  citra  komposit imager multispektral  satelit  LAPAN-A3  dengan  cara memastikan  agar  setiap  kanal  warna  akan menghasilkan citra dengan derajat kefokusan yang  seragam.  Metode  yang  digunakan  yaitu dengan mengambil sejumlah data pengamatan  terhadap  obyek  dengan  pola geometri zebra-cross ,  dan  kemudian  diolah dengan  menggunakan  perangkat  lunak Imatest.  Penentuan  kualitas  fokus  citra dilakukan  dengan  mengukur Modulation Transfer  Function (MTF)  pada  frekuensi  spasial tertentu.  Berdasarkan  sejumlah  pengamatan dan  perhitungan  yang  dilakukan,  derajat kefokusan  citra  yang  dihasilkan  masing- masing  detektor  dapat  diseragamkan  dengan mengatur  jarak  detektor  tersebut  terhadap pusat  lensa.  Selain  itu,  percobaan  yang dilakukan juga dapat mengurangi distorsi ko- registrasi  kanal  yang  terjadi  pada  sumbu horisontal.  Kedua  hasil  tersebut  secara signifikan  dapat  meningkatkan  kualitas  citra imager multispektral satelit LAPAN-A3, terutama  dalam  aspek  geometri.  Hasil penelitian  ini  diharapkan  dapat  digunakan sebagai  panduan  dalam  proses  operasional satelit  LAPAN-A3  selanjutnya  dan  juga  dapat mendukung
pengembangan
imager multispektral
eksperimen yang sedang dikembangkan untuk satelit LAPAN-A4.
Kata  kunci: imager  multispektral,  fokus  citra, modulation transfer function
RETIKULASI HIDROXYL
TERMINATED POLUBUTADIENE (HTPB) MANDIRI DENGAN  TOLUENE  DIISOCIANATE  (TDI) MEMBENTUK POLIURETAN SEBAGAI FUEL
BINDER  PROPELAN  =  (RETICULATION  OF HYDROXYL-TERMINATED  POLYBUTADIENE (HTPB)  WITH  TOLUENE  DIISOCYANATE (TDI)  TO  FORM  POLYURETHANE  AS  A PROPELLANT FUEL-BINDER/Geni Rosita
J. Tekgan, 14(1) 2016 : 51 – 60
LAPAN  telah  berhasil  membuat  HTPB secara  mandiri.  Tahapan  berikutnya  adalah melakukan  pembuatan fuel  binder dengan mereaksikan  HTPB  mandiri  tersebut  dengan TDI.  Tahapan  uji  ini  untuk  mendapatkan gel time dan  kekerasan  yang  dapat  memenuhi syarat sebagai binder propelan. Pada penelitian  ini  dilakukan  reaksi  HTPB  :  TDI pada beberapa perbandingan, dan HTPB yang direaksikan  berbeda  pada  viskositas  dan berat  molekul  reratanya.  Dari  beberapa komposisi hasil reaksi, yang dapat digunakan sebagai fuel  binder propelan  adalah  yang memenuhi  beberapa  kriteria,  antara  lain tidak  ada  gelembung  udara,  elastis,  tidak lengket  untuk  memudahkan  pencetakan, tidak  keras  dan  tidak  getas  supaya  propelan tidak mudah retak. Hasil pengamatan selama gel  time ,  yang  dapat  digunakan  sebagai fuel binder propelan  adalah  komposisi  HTPB:TDI, 6:1, 7:1, 8:1 dan 9:1. Dengan demikian maka HTPB  mandiri  yang  dikembangkan  sudah dapat  digunakan  sebagai fuel  binder pada pembuatan propelan komposit.
Kata  kunci: HTPB,    TDI,    gel  time,  propelan, fuel-binder

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063 Vol. 14  No. 1,  Juni 2016 Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya ABSTRAK KAJIAN EKSPERIMENTAL TENSILE PROPERTIES KOMPOSIT POLIESTER BERPENGUAT  SERAT  KARBON  SEARAH HASIL  MANUFAKTUR  VACUUM  INFUSION SEBAGAI  MATERIAL  STRUKTUR  LSU  =  AN EXPERIMENTAL  STUDY  OF  POLYESTER COMPOSITE TENSILE PROPERTIES REINFORCED  UNIDIRECTIONAL  CARBON FIBER  MANUFACTURED  BY  VACUUM
INFUSION  FOR  LSU  MATERIAL/Kosim Abdurohman dan Aryandi Marta
J. Tekgan, 14(1) 2016 : 61 – 72
Vacuum infusion merupakan salah satu metode  manufaktur  yang  digunakan  untuk meningkatkan  sifat  mekanik  komposit.  Untuk mengaplikasikan metode ini dalam pembuatan struktur LAPAN Surveillance UAV (LSU), perlu diketahui  terlebih  dahulu  sifat  mekanik  dari komposit hasil metode ini secara eksperimen. Salah  satu  eksperimen  yang  dilakukan  yaitu pengujian  tarik  untuk  mendapatkan tensile strength ,  modulus  elastisitas,  dan failure mode yang terjadi pada komposit. Eksperimen  dilakukan  terhadap  komposit CFRP  menggunakan  material  serat  karbon searah  (UD)  0  dan  matriks  poliester  dibuat dengan  metode vacuum  infusion mulai  dari tahap preparasi sampai tahap pengujian. Dari hasil  manufaktur  didapat  nilai  densitas  dan ketebalan  komposit  serta  fraksi  massa  dan fraksi  volume  material  penyusun  komposit. Spesimen  dan  proses  pengujian  mengikuti standar  ASTM  D3039  yang  merupakan standar  pengujian  tarik  untuk  komposit dengan  matriks  polimer.  Hasil  pengujian menunjukkan  nilai ultimate  tensile  strength 1011,67  MPa,  modulus  elastisitas  59074,96 MPa,  dan failure  mode SGV  (Long  Spliting, Gage, Various).
Kata kunci: VARTM , tensile  strength , modulus elastisitas , failure mode
ANALISIS

## KANDUNGAN
ALUMINIUM POWDER  PROPELAN  BERDASAR  ENERGI
PEMBAKARAN DARI BOMB KALORIMETER =
(ANALYSIS  OF  PROPELLANT’S  ALUMINUM POWDER  CONTENT  BASED  ON  BURNING ENERGY  FROM  BOMB  CALORIMETER/ Kendra Hartaya
J. Tekgan, 14(1) 2016 : 73 – 80
Telah dilakukan analisis hasil penelitian propelan dengan variabel kandungan aluminium terhadap hasil energi pembakaran.  Pengukuran  besarnya  energi pembakaran  propelan  dilakukan  dengan bomb  calorimeter .  Sampel  propelan  dibuat dengan  mencampur  HTPB  dan  aluminium selama  15  emnit  dilanjutkan  pencampuran dengan  AP  halus  selama  20  menit,  lalu dengan  AP  kasar  selama  50  mrnit.  Setelah pengadukan berakhir maka ditambahkan TDI dan  diaduk  selama  15  menit.  Kandungan  Al di  variasi  dari  8%  hingga  18%.  Energi pembakaran  yang  dihasilkan  adalah  2885 kal/gr  hingga  3750  kal/gr.  Pada  18%  Al energi pembakaran mulai menurun. Penurunan  ini  diakibatkan  oleh  sebagian besar  sampel  yang  terbakar  sama  dengan sampel yang mengalami erosiv.
Kata kunci: analisis,    propelan,     aluminium, kalorimeter bom

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063 Vol. 14  No. 2,  Desember 2016 Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya ABSTRAK ALGORITMA PERINGATAN DINI PENCURIAN IKAN PADA DATA AUTOMATIC IDENTIFICATION  SYSTEM  (AIS)  BERBASIS TERESTRIAL  DAN  SATELIT  =  (ILLEGAL
FISHING  EARLY  WARNING  ALGORITHM FOR  TERESTRIAL  AND  SATELLITE-BASED
AUTOMATIC  IDENTIFICATION  SYSTEM (AIS) DATA/Emir Mauludi Husni,
Muhammad  Riksa  Andanawari  R.  S.,  dan Robertus Heru Triharjanto

## J. Tekgan, 14(2) 2016 : 81 – 90
Pencurian  ikan  merupakan  kegiatan yang  menyebabkan  kerugian  sangat  besar untuk Indonesia, sementara wilayah perairan Indonesia  yang  luas  membuat  kegiatan pengawasan pencurian ikan tersebut menjadi sulit dilakukan. Peraturan internasional yang mewajibkan  setiap  kapal  di  atas  300  GT untuk  mengirimkan  data  menggunakan  AIS menjadi  kesempatan  untuk  mendeteksi kapal-kapal yang melakukan pencurian ikan. Kemampuan  Indonesia  untuk  mendeteksi sinyal  AIS  dari  satelit  LAPAN-A2/ORARI memperbesar kesempatan tersebut. Penelitian  ini  bertujuan  membangun  bagian dari sistem peringatan dini aktivitas pencurian  ikan,  berdasarkan  data  AIS  yang diterima  oleh  sensor  di  garis  pantai  dan  di satelit. Proses pendeteksian dilakukan dengan  menganalisa  data  perjalanan  dari sistem  AIS.  Jenis-jenis  pencurian  ikan  yang dapat  dideteksi  oleh  algoritma  ini  adalah trans-shipment ,  penggunaan  pukat  harimau, pelanggaran zona teritorial, pelanggaran tidak melapor,  pelanggaran  wilayah  penangkapan, dan pelanggaran tidak mengaktifkan pemancar sinyal AIS. Algoritma yang digunakan adalah metode Ray Casting , untuk menentukan  suatu  kapal  berada  dalam  satu wilayah  atau  tidak.  Perbaikan  performa algoritma  ini  dilakukan  dengan  melakukan proses multithreading menggunakan  kode Python.  Algoritma  diuji  dengan  data  AIS  dari LAPAN-A2/ORARI  dan  data  simulasi.  Hasil menunjukkan bahwa algoritma yang dirancang  untuk  sistem  analisis  peringatan dini  pencurian  ikan  ( illegal  fishing )  dengan data  AIS  berhasil  mendeteksi  6  jenis pelanggaran  sesuai  ketentuan  Kementerian Kelautan  dan  Perikanan  (KKP)  Republik Indonesia  yang  telah  disebutkan  di  atas dengan menggunakan data simulasi.
Kata  kunci : AIS,        pencurian  ikan,        satelit, pemrograman python

## LENDUTAN STRUKTUR TWIN BOOM
PESAWAT  TERBANG  NIR  AWAK  LSU-05 PADA SAAT MENERIMA BEBAN TERBANG =
DEFLECTION  OF  LSU-05  UAV  TWIN  BOOM STRUCTUREON  RECIEVING  THE  FLIGHT LOAD/ Atik Bintoro
J. Tekgan, 14(2) 2016 : 91 – 102
Struktur twin  boom merupakan  salah satu  komponen  konstruksi  pesawat  terbang nir awak LSU-05 hasil karya Pusat Teknologi Penerbangan  -  LAPAN.  Struktur  ini  berfungsi sebagai  penyetabil  gerakan  pesawat.  Dalam operasionalnya,  struktur  menerima  beban terbang yang dapat mengakibatkan timbulnya lendutan.  Melalui  metode  analitis  yang melibatkan  misi,  dimensi  dan  konfigurasi struktur twin  boom pesawat  LSU-05,  telah dilakukan  penelitian  untuk  mengetahui sejauh  mana  kemampuan  struktur  dalam menerima beban terbang, sehingga mengakibatkan  lendutan  tersebut.  Dari penelitian  ini  diketahui  bahwa  pada  saat penerbangan,  selama  130  menit  mulai  dari tinggal  landas  di  awal  penerbangan  sampai dengan  terbang  jelajah  pada  kecepatan maksimal  130  km/jam,  lendutan  maksimal yang  terjadi  pada  struktur  hanya  mencapai 5,593  x  10 -6 m,  dengan  faktor  keamanan sebesar  1,3  berarti  struktur  relatif  aman. Sedangkan  untuk  pendaratan,  kecepatan yang  relatif  aman  dapat  dilakukan  dibawah 14  km/jam.  Jika  mendarat  pada  kecepatan melebihi  20  km/jam,  struktur twin  boom tersebut mengalami kerusakan parah, karena tegangan  yang  terjadi  sudah  melebihi  650 MPa  sebagai  tegangan  ijin  bahan  struktur yakni komposit e-glass .
Kata kunci: pesawat terbang nir awak, LSU-05, beban  terbang,  lendutan,  twin- boom, struktur, e-glass

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063
Vol. 14  No. 2,  Desember 2016
Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya

## ABSTRAK
PENGEMBANGAN ANTENA HELIKS X-BAND 8,2  GHZ  UNTUK  SATELIT  MIKRO  = DEVELOPMENT  OF  8.2  GHZ  X-BAND HELICAL ANTENNA

## FOR
MICRO SATELLITE/Iwan Faizal J. Tekgan, 14(2) 2016 : 103 – 112
Antena heliks adalah salah satu antena yang  sangat  populer  dikalangan  satelit amatir.  Pada  frekuensi X-Band antena berpolarisasi  sirkuler  sangat  diperlukan, karena  dapat  mengatasi  efek  dari  anomali propagasi,  refleksi  tanah,  dan  efek spin yang banyak  terjadi  pada  satelit.  Antena  ini memilki gain yang  cukup  besar,  dapat mencapai  15  dB  dan  memiliki  pola  radiasi terarah  dengan  rasio  lebar  pita  1,78:1  dan hampir  mendekati  antena broadcast (≥  2).
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk merancang, membuat prototipe dan menganalisis  performa  antena  heliks X-Band pada  frekuensi  8,2  GHz  untuk  satelit  mikro, yang mengacu pada desain satelit LAPAN-A3. Metode  manufaktur  antena  ini  menggunakan kawat tembaga berlapis perak yang digunakan  untuk  lilitan  heliks  dengan diameter  1,29  mm  atau AWG 16 .  Perangkat lunak  yang  digunakan  untuk  mendesain antena  heliks  adalah 4NEC2 .  Hasil  uji simulasi  desain  antena  helix  diperoleh  nilai VSWR 3,3,  dan beamwidth 66  derajat.  Dari hasil  pengujian VSWR yang  didapat  adalah
1,39  dan beamwidth 66  derajat.  Perbedaan VSWR tersebut dikarenakan 4NEC2
menggunakan  teknik axial  feed ,  sementara prototipe  antena  heliks  menggunakan  teknik peripheral feed pada penyesuai impedansinya.
Kata  kunci: antena    heliks,      lebar      berkas, penguatan, impedansi, VSWR
DESAIN AWAL SISTEM SATELIT TELEKOMUNIKASI PERTAHANAN INDONESIA  =    (PRELIMINARY  DESIGN  OF INDONESIAN MILITARY TELECOMUNICATION
SATELLITE/Robertus  Heru  Triharjanto, Luqman  Faturrohim,  Ridanto  Eko  Poetro, Hari Muhammad

## J. Tekgan, 14(2) 2016 : 113 – 124
Indonesia  sebagai  negara  kepulauan terluas  di  dunia  amat  memerlukan  sistem satelit  untuk  menunjang  sistem  pertahanan dan  keamanannya.  Atas  motivasi  tersebut penelitian  ini  bertujuan  untuk  membuat desain  awal  sistem  satelit  telekomunikasi yang  diperlukan  untuk  pertahanan  dan keamanan  di  Indonesia.  Sesuai  kaidah perancangan  satelit,  proses  desain  awal didahului  dengan  pembuatan  desain  konsep. Pada  proses  desain  konsep  dilakukan pendefinisikan  kebutuhan  penggguna,  dalam hal  ini  pihak  TNI  dan  Kementerian Pertahanan,  dan  studi  banding  atas  solusi satelit telekomunikasi pertahanan di mancanegara.  Hasil  desain  konsep  adalah persyaratan  misi  dan  batasan  desain,  yang harus  diacu  pada  tahap  desain  awal  satelit. Desain  awal,  di  antaranya,  menetapkan desain muatan sehingga dapat
mengakomodasikan  misi,  serta  ukuran  dan berat  dari  bus  satelit,  agar  bisa  memenuhi kebutuhan  muatan.  Hasil  menunjukkan bahwa pemenuhan desain konsep hanya bisa dilakukan  dengan  desain  awal  2  tipe  satelit telekomunikasi,  yakni  dengan  frekuensi  L- band  untuk  komunikasi  bergerak,  dan frekuensi  C-band  untuk  komunikasi  statis dengan kecepatan tinggi. Sesuai ketersediaan slot yang  menjadi  batasan  desain,  satelit  L- band  akan  ditempatkan  di  123  BT.  Satelit tersebut mempunyai berat 2200 kg, konsumsi daya  1  kW,  dan  dapat  melayani  komunikasi data  dengan  kecepatan  512  kbps.  Satelit  C- band,  yang  akan  berada  di  118  BT, mempunyai  berat  2400  kg,  kapasitas  daya 1.5 kW, dan dapat melayani komunikasi data dengan  kecepatan  10  Mbps.  Kedua  satelit tersebut dapat beroperasi selama 10 tahun.
Kata kunci: desain    satelit,   telekomunikasi pertahanan, TNI

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063
Vol. 14  No. 2,  Desember 2016
Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya
ABSTRAK PENGUJIAN  MODUL  PENGOLAH  DATA TELEMETRI LAPAN-A3/IPB UNTUK MENGHASILKAN  PRODUK  LEVEL-0  =  (THE TEST OF LAPAN-A3/IPB TELEMETRY DATA PROCESSOR MODULE TO PRODUCE
LEVEL-0 PRODUCT/Suhermanto
J. Tekgan, 14(2) 2016 : 125 – 136
Modul  pengolah  data  telemetri  adalah software untuk  mengubah  data  telemetri LAPAN-A3/IPB  menjadi  data  sensor  yang masih mentah (produk level-0). Data telemetri keluaran  dari  perangkat High  Data  Rate Modulator-Demodulator (HDRM) menjadi masukan  bagi  pengolah  data  telemetri,  yang parameter set-up nya  telah  dimasukkan. Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  menguji implementasi  pengolahan  data  telemetri satelit  LAPAN-A3/IPB.  Pembangunan  dan pengolahan  data  telemetri  telah  dilakukan  di komputer  desktop  yang  dibagi  dalam  dua tahap, yaitu pendekodean data dan dekomposisi data. Unjuk kerja software telah diuji menggunakan delapan sampel raw-data , terdiri  atas  data  multi-spektral  dan  matrik kamera yang  diperoleh  sebelum  dan  sesudah peluncuran satelit. Hasil uji memperlihatkan, tidak  ditemukan frame data  telemetri  yang hilang dan codeword yang rusak pada proses pendekodean  data.  Juga  tidak  ditemukan data  pada  larik  multi-spektral  yang  hilang maupun  data  pada  matrik  kamera  yang hilang  pada  proses  dekomposisi.  Dari  uji kinerja  secara  keseluruhan  didapat  hasil bahwa  sistem  yang  digunakan  tidak  mampu melakukan dekoda, dekomposisi, menampilkan quick-look LISA,  atau  ekstraksi data  matrik  kamera  secara real-time. Perlu peningkatan  kinerja  komputer  hingga  8  kali lebih  baik.  Dari  proses  tersebut,  sekitar  92% CPU  time dipakai  untuk  pendekodean  data dan  hanya  sekitar  8%  untuk  dekomposisi, ekstraksi  data  LISA,  atau  ektraksi  data matrik  kamera.  Upaya  perbaikan  yang dilakukan  dengan  mengubah word-size prosesor  dari  32  bit  menjadi  64  bit  hasilnya tidak signifikan dan hanya mampu memperbaiki kecepatan proses 8,1%.
Kata  kunci: telemetri,                    data-mentah , pendekodean,
dekomposisi, quick-look ISOMERISASI  POLIMER  MELALUI  REAKSI SAIN SAYEF UNTUK MENGUBAH KONFIGURASI HTPB (HYDROXYL TERMINATED POLYBUTADIENE = POLYMER ISOMERIZATION BY SAIN SAYEF REACTION  TO  MODIFY  CONFIGURATION OF HTPB (HYDROXYL TERMINATED
POLYBUTADIENE/Heri Budi Wibowo

## J. Tekgan, 14(2) 2016 : 137 – 146
Salah satu permasalahan dalam sintesis Hydroxyl  Terminated  Polybutadiene  untuk binder  propelan  adalah  masih  tingginya  kadar vinil  (sampai  dengan  30%),  sedangkan  produk yang  diinginkan  adalah  20%.  Ikatan  vinil dapat  direduksi  jika  dapat  dipecah  rantainya dengan  adisi  gugus  hidroksil.  Tujuan penelitian  adalah  mereduksi  jumlah  struktur vinil  dalam  HTPB  dengan  adisi  ikatan rangkap  dalam  vinil  dengan  menerapkan reaksi  Sain  Sayef.  HTPB  direaksikan  dengan hydrogen peroksida pekat dengan katalis Sain Sayef  dalam  reaktor  autoklaf  1  liter  dengan pelarut etanol selama 1-3 jam pada suhu 100 °C.  Setelah  dimurnikan  dengan  ekstraksi dalam  air  panas  dan  pengeringan  dari  air, dianalisis  dengan  spectrometer  infra  merah. Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  terjadi perubahan  konsentrasi  kandungan  vinil dalam  polimer  yang  dihasilkan  dengan pengamatan serapan gugus vinil pada panjang gelombang  690  cm-1.  Hasil  optimal  diperoleh dengan  kadar  vinil  20%  dengan  suhu  100  °C selama  90  menit.  Secara  umum,  kualitas HTPB  dapat  meningkat  dengan  mengurangi kadar  vinil  sehingga  komposisi  HTPB memiliki kadar vinil turun menjadi 19%.
Kata kunci: polibutadien,   propelan,  polimer, Sain Sayef

## JURNAL TEKNOLOGI DIRGANTARA
Journal of Aerospace Tecnology
ISSN 1412-8063 Vol. 14  No. 2,  Desember 2016 Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya ABSTRAK PENGUKURAN TURBULENSI DAN ANGULARITAS ALIRAN PADA TEROWONGAN  ANGIN  SUBSONIK  LAPAN  = THE  MEASUREMENT  OF  TURBULENCE
AND  FLOW  ANGULARITY  IN  LAPAN’S SUBSONIC WIND TUNNEL/Firman Hartono, Ronald Bessie, Agus Aribowo

## J. Tekgan, 14(2) 2016 : 147 – 158
Makalah  ini  menjelaskan  pengukuran intensitas  turbulensi  dan  angularitas  aliran pada  seksi  uji  terowongan  angin  sirkuit terbuka kecepatan rendah Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional. Tujuan dilakukannya pengukuran intensitas turbulensi  dan  angularitas  adalah  untuk mengetahui karakteristik aerodinamika terowongan  angin  kecepatan  rendah  LAPAN. Pengukuran  intensitas  turbulensi  dilakukan menggunakan dua bola turbulensi ( turbulence sphere )  dengan  diameter  200  mm  dan  300 mm  sedangkan  pengukuran  angularitas aliran  dilakukan  menggunakan  probe  5 lubang  pada  bidang  melintang  di  dua  posisi aksial  yaitu:  di  tengah  roda  putar internal balance dan  di  tengah  roda  putar external balance .  Keseluruhan  jumlah  titik  yang diukur per bidang adalah sebanyak 110 titik. Pengukuran  dilakukan  pada  kecepatan  rata- rata  15  m/s.  Hasil  pengukuran  intensitas turbulensi  menunjukkan  bahwa  intensitas turbulensi terowongan angin subsonik LAPAN pada kecepatan 25,9 m/s dan 19 m/s adalah sebesar  0,26%  dan  0,1%.  Hasil  pengukuran angularitas  aliran  menunjukkan  bahwa terowongan  angin  ini  memiliki  angularitas yang  cukup  besar  yaitu  sudut pitch ±3 ⁰ dengan  beberapa  titik  mencapai  +7 ⁰ dan sudut yaw ±2,5 ⁰ .
Kata  kunci: terowongan  angin,      pengukuran turbulensi, angularitas
PERUBAHAN  KARAKTERISTIK  PEMBENTUK- AN POLIURETAN BERBASIS HTPB DAN TDI BERDASARKAN  KOMPOSISI  REAKSI  = CHANGES
IN THE
FORMATION
CHARACTERISTICS  OF  POLYURETHANE
BASED  ON  HTPB  AND  TDI  REACTION COMPOSITION/Geni Rosita
J. Tekgan, 14(2) 2016 : 159 – 170
Pembentukan  poliuretan  terjadi  melalui ikatan  silang  dari  hasil  reaksi  antara  gugus hidroksil (OH) dari HTPB dan gugus isosianat (NCO) dari TDI. Reaksi pembentukan jaringan polimer  akan  terbentuk  dari  hasil  ikatan linier  dan  kombinasi  ikatan  silang.  Semakin lama  reaksi  maka  panjang  rantai  poliuretan yang  terbentuk  semakin  panjang  dan  diikuti dengan  perubahan  karakteristik.  Apabila reaksi telah sempurna maka rantai poliuretan adalah  rantai  lurus  dan  akan  menjadi  lebih fleksibel.  Penelitian  ini  untuk  memperoleh poliuretan sebagai
fuel-binder yang diperlukan  untuk pembuatan propelan  padat komposit.  Dari  beberapa  macam  sampel HTPB  yang  ada,  dibuat  menjadi  beberapa komposisi HTPB/TDI yang berbeda. Prosesnya  menggunakan  metode  kinetika reaksi berdasarkan komposisi tersebut untuk mendapatkan  sifat  mekanik  poliuretan.
Untuk mengetahui kualitas poliuretan sebagai fuel  binder dilakukan  analisis  berat molekul  rata-rata  ikatan  silang,  kerapatan ikatan  silang,  kekerasan,  dan swelling (derajat  pengembangan  polimer)  sebagai bahan  pertimbangan  untuk  menentukan komposisi fuel binder terpilih dan juga untuk menguji  kualitas  HTPB  hasil  experimen  Lab HTPB LAPAN (HTPB local ). Analisis menunjukkan hasil yang berbeda-beda untuk masing-masing  komposisi.  Komposisi  yang dapat  digunakan  sebagai fuel-binder untuk pembentukan poliuretan adalah: HTPBA pada 7:1;  HTPBB  pada  9:1;  HTPBC  pada  8:1;  dan HTPBD  pada  8:1;  sedangkan  HTPBE  tidak dapat digunakan karena masih membutuhkan pengolahan lanjutan. Kata  kunci: ikatan  silang,  polimer,  panjang rantai,  swelling,  HTPB, TDI

## ALGORITMA PERINGATAN DINI PENCURIAN IKAN PADA DATA AUTOMATIC IDENTIFICATION SYSTEM (AIS) BERBASIS TERESTRIAL DAN SATELIT
(ILLEGAL FISHING EARLY WARNING ALGORITHM FOR TERESTRIAL AND SATELLITE-BASED AUTOMATIC IDENTIFICATION SYSTEM (AIS) DATA)
Emir Mauludi Husni 1*) , Muhammad Riksa Andanawari R. S. *) , dan Robertus Heru Triharjanto **)
*) Sekolah Teknik Elektro & Informatika, Institut Teknologi Bandung
Jl.Ganesha 10 Bandung 40132 Jawa Barat
**) Pusat Teknologi Satelit Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Cagak Satelit Km. 4, Bogor 16310 Indonesia
1 e-mail penulis: ehusni@lskk.ee.itb.ac.id
Diterima 14 Desember 2015; Direvisi 07 Juni 2016; Disetujui 29 Juni 2016

## ABSTRACT
Illegal  fishing  has  created  heavy  financial  losses  for  Indonesia,  meanwhile,  the  large Indonesian water territory made it very difficult to detect such activities. The international regulation that obligates all ships above 300 GT to transmit data using AIS provide opportunity to detect ships conducting  illegal  fishing.  The  capability  of  Indonesia  to  detect  AIS  signals  from  LAPAN-A2/Orari satellite  enhances  such  opportunity.  The  objective  of  the  research  is  to  develop  part  of  the  illegal fishing  early  warning  system,  based  on  AIS  data  received  by  terrestrial  and  satellite  sensors.  The detection is done by analyzing the course of the ships. Types of illegal fishing activities to be detected are trans-shipment, trawl usage, fishing zone violation, reporting avoidance, and AIS is switching off. The algorithm used is Ray Casting method to determine whether a ship is in its designated zone. The improvement of performance of the algorithm is done by multithreading on the used Phyton code. The algorithm is tested using AIS data from LAPAN-A2 and simulated AIS data.  The results show that the algorithm  designed  for  the  analysis  of  illegal  fishing  early  warning  system  using  AIS  data  is successfully  in  detecting  six  types  of  offenses  in  accordance  with  the  Ministry  of  Marine  Affairs  and Fisheries Republic of Indonesia mentioned above by using simulation data.
Keywords: AIS, Illegal fishing, Satellite, Python programming

## ABSTRAK
Pencurian  ikan  merupakan  kegiatan  yang  menyebabkan  kerugian  sangat  besar  untuk Indonesia, sementara wilayah perairan Indonesia yang luas membuat kegiatan pengawasan pencurian ikan tersebut menjadi sulit dilakukan. Peraturan internasional yang mewajibkan setiap kapal di atas 300  GT  untuk  mengirimkan  data  menggunakan  AIS  menjadi  kesempatan  untuk  mendeteksi  kapal- kapal  yang  melakukan  pencurian  ikan.  Kemampuan  Indonesia  untuk  mendeteksi  sinyal  AIS  dari satelit  LAPAN-A2/Orari  memperbesar  kesempatan  tersebut.  Penelitian  ini  bertujuan  membangun bagian dari sistem peringatan dini aktivitas pencurian ikan, berdasarkan data AIS yang diterima oleh sensor  di  garis  pantai  dan  di  satelit.  Proses  pendeteksian  dilakukan  dengan  menganalisa  data perjalanan dari sistem AIS. Jenis-jenis pencurian ikan yang dapat dideteksi oleh algoritma ini adalah trans-shipment , penggunaan pukat harimau, pelanggaran zona teritorial, pelanggaran tidak melapor, pelanggaran  wilayah  penangkapan,  dan  pelanggaran  tidak  mengaktifkan  pemancar  sinyal  AIS. Algoritma yang digunakan adalah metode Ray Casting , untuk menentukan suatu kapal berada dalam satu  wilayah  atau  tidak.  Perbaikan  performa  algoritma  ini  dilakukan  dengan  melakukan  proses multithreading menggunakan kode Python. Algoritma diuji dengan data AIS dari LAPAN-A2/Orari dan data simulasi. Hasil menunjukkan bahwa algoritma yang dirancang untuk sistem analisis peringatan dini  pencurian  ikan  ( illegal fishing )  dengan data  AIS berhasil  mendeteksi  6  jenis  pelanggaran  sesuai ketentuan  Kementerian  Kelautan  dan Perikanan  (KKP)  Republik  Indonesia  yang  telah  disebutkan  di atas dengan menggunakan data simulasi.
Kata kunci: AIS,  Pencurian ikan, Satelit, Pemrograman Python

## 1  PENDAHULUAN

## Berdasarkan  aturan  19  dalam
Safety  of  Life  at  Sea (SOLAS)  V  pada 2002, International Maritime Organization (IMO)  menetapkan  bahwa  setiap  kapal dengan  berat  lebih  dari  300  GT  ( gross tonnage )  diwajibkan  untuk  memiliki pemancar  sinyal Automatic  Identification System (AIS). Aturan ini juga mengharus- kan  setiap  kapal  tersebut  untuk  tetap melakukan  komunikasi  sinyal  AIS kecuali sedang berada di lokasi di mana ada peraturan yang melarang komunikasi mengenai informasi kapal tersebut. (IMO, 2013).
Pesan  AIS  yang  dikirimkan  oleh kapal-kapal  memiliki  format  standar National  Marine  Electronics  Association (NMEA)  berupa  data  teks  yang  telah dikodekan.  Pesan  AIS  tersebut  mengan- dung informasi lokasi suatu kapal ketika pesan  AIS  tersebut  dikirimkan.  Selain data  lokasi  kapal,  pesan  AIS  juga  berisi data-data  kapal  lainnya  seperti  nomor unik  kapal, waktu pengiriman data  AIS, status navigasi kapal, serta data kecepatan dan arah kapal saat itu. Dengan demikian, jika  suatu  kapal  tidak  melewati  daerah
yang  melarang  komunikasi  AIS,  sejarah aktivitas  kapal  tersebut  akan  selalu terekam.
Bagi otoritas maritim, tersedia dua sistem penerima data AIS, yakni berupa stasiun-stasiun AIS yang ditempatkan di garis pantai, dan penerima AIS di satelit orbit rendah. Untuk Indonesia, sejak awal tahun 2016 telah mengoperasikan satelit LAPAN-A2/Orari, yang membawa penerima  AIS  dan  mempunyai  orbit dekat  equator.  Per-status  operasi  Maret 2016, satelit tersebut dapat memberikan 800 ribu data kapal dalam setiap 24 jam, yang  siap  untuk  diolah.  (Hardhienata, 2011;  Ikhsan,  2011;  Triharjanto,  2016). Pada  penelitian  ini  diasumsikan  bahwa data  AIS  berbasis  satelit  mempunyai kualitas yang sama dengan AIS terestrial, sehingga  secara  algoritma  akan  diperlu- kan sama.
Kondisi  tersebut  dapat  dimanfaat- kan  untuk  melakukan  analisis  apakah kapal-kapal  yang  ada  di  wilayah Indonesia  tersebut  melakukan  kegiatan pencurian ikan ( illegal fishing ) atau tidak. Sehingga,  penelitian ini bertujuan membangun  bagian  algoritma  analisa
dari  sistem  peringatan  dini  aktivitas pencurian  ikan,  berdasarkan  data  AIS yang diterima oleh sensor di garis pantai dan  di  satelit.  Analisa  yang  dilakukan didasarkan  pada  peraturan-peraturan yang  dikeluarkan  oleh  Kementerian Kelautan  dan  Perikanan  (KKP)  Republik Indonesia  mengenai  beberapa  kegiatan pencurian  ikan  yang  dapat  ditentukan dari  pola  pergerakan  kapalnya.  Kegiatan- kegiatan  tersebut  di  antaranya  adalah transshipment , penggunaan pukat harimau, penangkapan  ikan  di  wilayah  teritorial, pelanggaran  wilayah  penangkapan  ikan, dan  perilaku  kapal  yang  tidak  melapor setelah melakukan penangkapan ikan di wilayah negara Indonesia.
Proses pendeteksian illegal fishing dilakukan  dengan  melakukan  analisis terhadap  data  AIS  yang  ada.  Karena berdasarkan  contoh  data  yang  diterima dari Pusat Teknologi Satelit, LAPAN, data tersebut  berbentuk  teks,  dipilih  bahasa pemrograman  Python  sebagai  pengolah data.  Pemilihan  Python  juga  karena bahasa  pemrograman  tersebut  dapat diimplementasikan dalam berbagai sistem  operasi,  tidak  berbayar,  memiliki lisensi  terbuka,  memiliki  dukungan komunitas  yang  baik,  serta  dilengkapi berbagai  modul  untuk  berbagai  kepen- tingan.
Secara sistematika, makalah akan  membahas  teori-teori  pendukung sistem  analisa,  dan  hasil  pengujian sistem yang dilakukan.

## 2 TEORI PENDUKUNG

## 2.1 Sinyal AIS
Automatic  Identification  System (AIS)  merupakan  mekanisme tracking kapal  otomatis  yang  harus  dimiliki  oleh kapal-kapal dengan berat lebih dari 300 GT  ( gross  tonnage )  (IMO,  2013). Sinyal AIS  ditransmisikan  pada  frekuensi  VHF 87B  (161,975  MHz)  dan  frekuensi  88B (162,025  MHz)  (ITU-R,  2010).  Frekuensi 87B  digunakan  untuk  transmisi  AIS kelas  A  sedangkan  frekuensi  88B digunakan  untuk  transmisi  AIS  kelas  B (ITU, 2003). AIS kelas A digunakan oleh
kapal-kapal  yang  diatur  dalam  peraturan IMO,  sedangkan  AIS  kelas  B  digunakan oleh kapal-kapal selain itu (AMSA, 2008).
Sinyal AIS  dibagi menjadi 27  tipe data,  dimana,  informasi  statis  dan dinamis kapal terdapat dalam empat tipe. Laporan  posisi  kapal  kelas  A  berada dalam  tipe  1,  2,  dan  3.  Sedangkan laporan  posisi  kapal  kelas  B  berada dalam tipe 18. Semua data posisi harus dilaporkan  dalam  standar  WGS  84. Informasi-informasi tersebut ditulis dalam  kode 6-bit  ASCII  (ITU-R,  2010). Informasi yang terdapat pada sinyal AIS dapat dilihat pada Tabel 2-1.
Tabel  2-1:  INFORMASI  YANG  TERDAPAT  PADA

## DATA AIS

## Data Kapal Tipe A
Data Kapal Tipe B Message ID Message ID Repeat Indicator Repeat Indicator User ID User ID Navigational Status Speed over Ground Rate of Turn Position Accuracy Speed over Ground Longitude Position Accuracy Latitude Longitude True Heading Latitude Time stamp Course over Ground Class B unit flag True Heading Class  B  display flag Time Stamp Class B DSC flag Special Manouvre Indicator Class B band flag Spare Class  B  Message 22 flag RAIM-flag Raim-flag Communication state Comunication state Spare Mode-flag

## 2.2 Algoritma Ray Casting
Dalam  pendeteksian  pencurian ikan , dibutuhkan suatu algoritma untuk menentukan apakah suatu kapal, berada dalam satu wilayah. Menentukan hubungan  antara  suatu  titik  berada dalam suatu poligon atau tidak merupakan  suatu  masalah  yang  umum Algoritma  untuk  memecahkan  masalah
ini mempengaruhi kecepatan dan kualitas sistem keseluruhan. Algoritma yang paling umum  digunakan  untuk  memecahkan masalah  ini  adalah  algoritma Ray Casting . Algoritma ini dilakukan dengan cara menarik suatu sinar dari titik yang akan dicek ke suatu arah, akan didapat beberapa  titik  potong  dengan  polygon. Titik  dikatakan  berada  dalam  poligon apabila jumlah titik potong sinar dengan poligonnya berjumlah ganjil,  sebaliknya, titik  berada  di  luar  polygon  (Ye  and Guangrui,  2013).

## 3  PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI 3.1 Gambaran Sistem
Pengembangan sistem ini
merupakan  bagian  dari  tugas  akhir mahasiswa STE-ITB. Sistem ini memiliki empat buah subsistem, yakni subsistem receiver, subsistem server, subsistem analisis,  dan  subsistem web. Keempat subsistem  tersebut  memiliki  hubungan seperti  yang  dijelaskan  pada data  flow diagram pada  Gambar  3-1.  Sistem  ini bertujuan untuk menerima data AIS dari kapal yang sedang berlayar di Indonesia, mengunggahnya ke server, meng- analisisnya  apakah  ada  kapal  yang terindikasi  melakukan  pencurian  ikan, dan  menampilkan  data-datanya  pada website. Diasumsikan  data  AIS  yang berasal  sensor  terestrial  akan  dikirim secara near  real  time dan  yang  dari satelit  akan dikirim  secara  periodik dari stasiun  Bumi  LAPAN.  Pada  tahap penelitian  ini,  subsistem  analisis  diuji dengan  data  AIS  dari  satelit  LAPAN- A2/Orari dan data simulasi.
RECEIVER SERVER ANALISIS WEB LINGKUNGAN Sinyal Elektromagnetik Data NMEA Data CSV Data CSV Data Laporan Tampilan Posisi Kapal Pesan Peringatan Tracking Kapal
Gambar 3-1: Data  flow  diagram pada  sistem peringatan  dini  pencurian  ikan STEI-ITB

## 3.2 Analisis Transshipment
Transshipment merupakan proses pemindahan  muatan  antar  kapal  di tengah  laut,  dalam  hal  ini  adalah pemindahan  ikan  hasil  tangkapan  dari kapal  penangkap  ikan  ke  kapal  induk, dengan  tujuan  untuk  menghindari pembayaran  royalti  ke  Indonesia.  Kapal induk  yang  telah  berisi  ikan  tersebut kemudian  akan  meninggalkan  perairan Indonesia. Kegiatan transshipment dilakukan  oleh  kapal  yang  berlayar bersebelahan  dengan  sangat  dekat, sehingga  pendeteksiannya  dilakukan pada  2  data  AIS  kapal  yang  memiliki jarak kurang dari 10 m.
Gambar 3-2: Contoh pola kegiatan transshipment (Maha, 2015)
Gambar 3-2 adalah hasil pantauan KKP dengan perangkat Vessel Monitoring System (VMS) atas kasus transshipment .
Kasus  tersebut  terjadi  di  wilayah perikanan  laut  Arafura,  dimana  kapal penangkap ikan mendekati terduga kapal induk yang mendekati wilayah perikanan, yang  kemudian  meninggalkan  perairan Indonesia (seharusnya melaporkan tanggapan  ke  otoritas  di  pelabuhan Ambon).
Karena informasi dari AIS berupa nilai bujur dan lintang, maka nilai tersebut dikonversi  terlebih  dahulu.  Di  daerah ekuator,  1  derajat  lintang  sama  dengan 110.57  km  dan  1  derajat  bujur  sama dengan  111.32  km  sehingga  batas lintang  dan  batas  bujur  untuk  kegiatan transshipment berturut-turut  adalah 0.0000452°  dan  0.0000449°.  Batas transhipment yang  sangat  sempit  ini menyebabkan  hanya  sedikit  kapal  yang mungkin  melakukannya  dalam  keadaan normal  sehingga  batas  waktu  untuk mengeluarkan  peringatan  adalah  kecil. Pada  algoritma  ini  dipilih  nilai  10  menit hanya untuk simulasi saja. Gambar 3-3 menunjukkan  implementasi  algoritma analisis transshipment tersebut.
START Buka data CSV Baris awal? Jarak kapal kurang dari 10m 2 ya Buat list data MMSI, nav_stat, latitude, longitude, time ya Kapal sedang berlabuh? tidak Simpan data kedua kapal tersebut Buka file kedua kapal dari folder MMSI Cari waktu pertama kali kapal berada di posisi tersebut Kapal sudah berada di sana lebih dari 10 menit? Ya Simpan data kapal, Tampilkan pesan peringatan Perbandingan jarak selesai? ya END Baca baris selanjutnya tidak ya Data selesai dibaca? tidak Bandingkan semua list yang telah dibuat tidak ya tidak tidak
Gambar 3-3: Diagram alir analisis transshipment

## 3.3 Analisis Penggunaan Pukat Harimau
Gambar 3-4 adalah hasil pantauan KKP  dengan  perangkat  VMS  atas  kasus penggunaan  pukat  harimau  di  laut Arafura.
Gambar 3-4: Pola  pengguna  pukat  harimau (Maha, 2015)
Berdasarkan data European Cetacean  Bycatch  Campaign (ECBC), jarak  dua  kapal  yang  menggunakan pukat harimau rata-rata selebar 0.25 mil laut atau 463 meter. Dengan melakukan konversi  seperti  pada  analisis trans- shipment ,  maka  didapatkan  batas  lintang dan  batas  bujur  untuk  pengguna  pukat harimau berturut-turut adalah 0.004187° dan  0.004159°.  Karena  jarak  pengguna pukat  harimau  tersebut  cukup  luas, dibutuhkan  waktu  yang  cukup  lama untuk  menentukan  pengguna  pukat harimau,  dimana  dalam  algoritma  ini ditentukan  lamanya  adalah  100  menit. Pada algoritma ini dipilih nilai 100 menit hanya  untuk  simulasi  saja,  dimana sistem akan memberikan peringatan dini menandakan adanya kemungkinan penggunaan  pukat  harimau.  Diagram algoritma  untuk  analisis  tersebut  ada pada Gambar 3-5.

## 3.4 Analisis Pelanggaran Teritorial
Dalam aturan penangkapan ikan, wilayah  perairan  teritorial  merupakan daerah yang dikhususkan untuk nelayan- nelayan  tradisional.  Oleh  karena  itu, setiap  kapal  yang  menggunakan  pukat ikat dilarang untuk melakukan penangkapan  ikan  di  wilayah  perairan teritorial  Republik  Indonesia  (Maha, 2015). Analisis ini menggunakan algoritma Ray  Casting untuk menentukan  apakah suatu  kapal  berada  di  wilayah  perairan teritorial  Indonesia  atau  tidak.  Wilayah perairan teritorial Indonesia didapat dari peta  Indonesia  yang  di- buffer sepanjang 12  mil  laut,  lalu  dilakukan  simplifikasi agar  proses  analisis  dapat  berlangsung lebih  cepat.  Diagram  algoritma  tersebut ada pada Gambar 3-5.

## 3.5 Analisis Pelanggaran Tidak Lapor
Sama seperti analisis pelanggaran teritorial, analisis tidak lapor tidak perlu membandingkan  data  antar kapal sehingga  analisis  ini  tidak  memerlukan list data  kapal  dari  data  AIS  yang  telah diterima. Analisis ini kemudian mengguna- kan  algoritma Ray  Casting untuk
menentukan  apakah  suatu  kapal  yang sedang menangkap ikan berada di dalam wilayah  perairan  Indonesia  atau  tidak. Suatu  kapal  dikatakan  berhenti  di pelabuhan  apabila  status  navigasinya berubah  menjadi  “ moored ”.  Apabila  ada kapal  yang  keluar  wilayah  Indonesia tanpa berhenti terlebih dahulu, program akan  mengeluarkan  peringatan  bahwa kapal  tidak  lapor  setelah  menangkap ikan  di  perairan  Indonesia.  Algorithma tersebut diilustrasikan pada Gambar 3-7.
START Buka data CSV
Baris awal?
Jarak kapal kurang dari 463m 2 ya Buat list data MMSI, nav_stat, latitude, longitude, time ya Kapal sedang berlabuh? tidak Simpan data kedua kapal tersebut Buka file kedua kapal dari folder MMSI Cari data kedua kapal 100 menit berikutnya Kedua kapal masih berada dalam posisi jarak pukat harimau?
Ya Simpan data kapal, Tampilkan pesan peringatan Perbandingan jarak selesai? ya END Baca baris selanjutnya tidak ya Data selesai dibaca? tidak Bandingkan semua list yang telah dibuat tidak ya tidak tidak
Gambar 3-5: Diagram  alir  analisis  penggunaan pukat harimau
START Baca data tiap baris Status kapal fishing ? YA Kapal berada di perairan teritorial Indonesia? YA Simpan data kapal, Tampilkan peringatan Pencarian data selesai? END YA TIDAK Buka data setiap data MMSI tidak tidak Gambar 3-6: Diagram alir analisis teritorial START Baca data tiap baris Apakah kapal fishing? Apakah berada di perairan Indonesia? ya ya Buka datanya di folder MMSI Melewati pelabuhan Indonesia dahulu? tidak Catat data kapal, Tampilkan peringatan Pengulangan selesai? END ya Buka data MMSI kapal tidak ya tidak
Gambar 3-7: Diagram  alir  analisis  pelanggaran tidak lapor
3.6 Analisis Pelanggaran
Wilayah

## Pengelolaan Perikanan
Setiap  kapal  penangkap  ikan hanya  memiliki  izin  di  satu  atau beberapa wilayah pengelolaan perikanan (WPP)  tertentu  saja.  Sehingga  algoritma
didesain  untuk  memberikan  peringatan apabila  ada  kapal  berada  di  WPP  yang tidak seharusnya. Analisis
ini menggunakan  algoritma  Ray  Casting untuk  menentukan  posisi  WPP  suatu kapal. Algorithma tersebut diilustrasikan pada Gambar 3-8.
START Buka data
MMSI, baca data WPP Kapal berpindah WPP? Berasal dari luar
Indonesia?
Keluar dari wilayah
Indonesia? Simpan data kapal, buat peringatan pindah WPP Simpan data kapal, buat peringatan keluar wilayah Indonesia Simpan data kapal, buat
peringatan masuk wilayah Indonesia Pengecekan data selesai? END ya tidak tidak ya ya ya tidak tidak Gambar 3-8: Diagram  alir  analisis  pelanggaran WPP
3.7 Analisis  Mematikan Transponder

## AIS
Jarak  pengiriman  pesan  AIS  oleh kapal  maksimal  adalah  selama  3  menit. Karena  ada  kemungkinan  sinyal  yang tidak  tertangkap,  maka  jarak  waktu yang  dipilih  untuk  mendeteksi  kapal yang mematikan transponder AIS adalah 10 menit. Selain untuk analisis mematikan transponder, analisis ini juga menggunakan image  processing untuk menentukan  apakah  di  lokasi  terakhir kapal  mengirimkan  sinyal  ada  tanda keberadaan  kapal  atau  tidak.  Apabila tidak ada, maka muncul juga peringatan bahwa kapal hilang. Analisis ini membaca data Maritime  Mobile  Service  Identity (MMSI) tiap kapal karena membutuhkan sejarah pergerakan kapal.
START Buka data tiap kapal di folder MMSI, Baca data tiap baris Baca data setelahnya ya Jarak waktu ada yang lebih dari 100 menit? Simpan data kapal, Pengulangan selesai? END ya ya tidak Cek menggunakan remote sensing Simpan data waktunya tidak
Gambar 3-9: Diagram  alir  analisis  mematikan transponder

## 4  PENGUJIAN

## 4.1 Kemampuan  Deteksi  Pencurian Ikan
Pengujian dilakukan untuk menguji sistem  analisis  apakah  telah  dapat menganalisis  kegiatan  pencurian  ikan seperti diharapkan. Pengujian mengguna- kan data dari AIS LAPAN-A2/Orari (satu minggu  operasi  pada  Maret  2016)    dan data simulasi.
Gambar 4-1: Kapal yang melanggar WPP
Hasil  pengujian  dengan  data simulasi  (skenario  pencurian  ikan) berhasil menemukan kasus yang diminta, yakni transhipment ,  pukat  harimau, pelanggaran  teritorial,  tidak  melapor, melanggar  WPP, dan mematikan AIS.
Gambar  4-2  menunjukkan  kapal yang memasuki wilayah perairan teritorial  Indonesia  di  daerah  Papua (peta adalah 12 mil laut dari pantai).
Gambar 4-2: Hasil simulasi kapal yang melanggar wilayah teritorial (perairan Papua)
Gambar  4-1  menunjukkan  hasil deteksi  pelanggaran  WPP.  WPP  yang tergambar adalah sesuai dengan referensi  Maha  [2016].  Pada  skema  ini kapal  yang  tidak  melapor  juga  dideteksi sebagai kapal yang melanggar WPP.
Data  kapal-kapal  yang  melakukan keenam  jenis illegal  fishing tersebut kemudian dilaporkan dalam bentuk file untuk diakses operator.
Pengujian  dengan  data  LAPAN- A2/Orari  dalam scope tersebut  (sekitar 1,2 juta data AIS), belum berhasil mene- mukan    kasus  pelanggaran.  Diperlukan lebih  banyak  lagi  data  yang  kontinyu dengan  periode  satelit  yang  singkat (diperlukan lebih dari satu satelit) untuk mendapatkan  data  AIS  yang  dapat digunakan untuk sistem peringatan dini ini.  Disamping  itu,  ada  kemungkinan kapal yang melalukan pelanggaran akan mematikan transponder AIS.  Oleh  karena itu,  pada  algoritma  yang  diusulkan  ter- dapat  analisis  mematikan  transponder AIS.

## 4.2 Pengujian Kecepatan Analisis
Pengujian  kecepatan pemrosesan sistem  analisis  dilakukan  dengan  cara mengunggah  data  dengan  ukuran  yang berbeda-beda  untuk  kemudian  dicari waktu penyelesaian analisis data tersebut. Pengujian  ini  dilakukan  terhadap  dua jenis analisis, yaitu proses analisis tanpa dan dengan multithreading .

## Gambar 4-3: Grafik pengujian kecepatan sistem analisis
Dari  grafik  pada  Gambar  4-3 dapat  diketahui  bahwa  sistem  dapat menyelesaikan  proses  analisis  data berukuran  30  MB  dalam  waktu  kurang dari 2 menit.

## 5  KESIMPULAN
Algoritma  yang  dirancang  untuk sistem  analisis  peringatan  dini  pencurian ikan  ( illegal  fishing ) dengan  data  AIS berhasil  mendeteksi 6 jenis  pelanggaran sesuai ketentuan KKP yaitu transshipment, penggunaan  pukat  harimau,  pelanggaran teritorial,  pelanggaran  tidak  lapor, pelanggaran  WPP,  dan  pelanggaran mematikan transponder AIS,  dengan menggunakan  data  simulasi.  Algoritma ini  juga  berhasil  menganalisis  data  AIS berukuran  30  MB  dalam  waktu  kurang dari 2 menit.
Pengujian  mengunakan  data  AIS hasil  operasi  satelit  LAPAN-A2/Orari belum mendapatkan hasil yang diharap- kan  (mendeteksi  pelanggaran).  Hal tersebut  dikarenakan  data  AIS  LAPAN- A2/Orari  tidak  kontinyu,  karena  satelit hanya  mempunyai line-of-sight terhadap satu  wilayah  di  Indonesia  selama  10 menit, untuk kemudian tidak dapat lagi melihat  wilayah  tersebut  selama  90 menit.  Sehingga,  diperlukan  data  AIS dari  lebih  banyak  satelit  untuk  bisa digunakan  pada  sistem  peringatan  dini ini, atau dibuat modifikasi pada algoritma
untuk  mengakomodasi  data interupt tersebut.  Selain dari permasalahan data interupt yang  terjadi  karena  dinamika satelit, juga ada kemungkinan kapal yang melalukan pelanggaran akan mematikan transponder AIS.  Oleh  karena  itu,  pada algoritma  yang  diusulkan  terdapat analisis  atas transponder AIS  yang dimatikan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih  diucapkan  kepada Pusat Teknologi Satelit, LAPAN, khususnya Tim  Operasi  LAPAN-A2/Orari,  atas dukungan  data  yang  digunakan  dalam penelitian ini.

## DAFTAR RUJUKAN
AMSA,  2008. Automatic  Identification  System (AIS)  Class  B. Download  Mei  19,  2016, dari https://www.amsa.gov.au/forms- and-publications/Fact-Sheets/  AISB_ Fact. pdf .
Hardhienata,  S.;  Triharjanto,  R.H;  dan    M. Mukhayadi,  2011. LAPAN-A2: Indonesian Near-Equatorial  Surveilance  Satellite ; makalah  dipresentasikan  pada  on  18 th
Asia  Pacific  Regional  Space  Agency Forum, Singapore.
Ikhsan,  M.  Y.,  Mukhayadi,  M.,  dan  W.  Hasbi,
2011. Kajian  Penerapan  AIS  pada
Satelit LAPAN-A2 , Satelit Untuk
Mitigasi Bencana, Pemantauan Maritim dan Ketahanan Pangan, IPB Press.
IMO,  2013. SOLAS  1974:  Brief  History  -  List  of amendments  to  date  and  where  to  find them. Download  Mei  19,  2016,  dari http://www.imo.org/en/KnowledgeCen tre/ReferencesAndArchives/HistoryofS OLAS/Documents/ . ITU-R,  2010. Technical  Characteristics  for  an Automatic  Identification  System  Using Time-Division Multiple Access in the VHF Maritime Mobile Band . Geneva: ITU-R. Maha, T.H., 2015. Urgensi Penanggulangan IUU Fishing  oleh  Kementerian  Kelautan  dan Perikanan.  Kementerian  Kelautan  dan Perikanan Republik Indonesia ,
Presentasi pada Seminar KKP.
Triharjanto,  R.H.,  2016. A  Dream  Come  True: LAPAN-A2/Orari  Mengamati  Aktivitas Maritim  Indonesia ,  Download  Mei  19,
2016, dari http://pusteksat. lapan. go. id/index.php/subblog/read/2016/98/ .
Ye, Y. and Guangrui, O.S.F., 2013. An Algorithm for  Judging  Points  Inside  or  Outside  A
Polygon. Seventh International Conference  on  Image  and  Graphics ,  (p.
690). Wuhan

## LENDUTAN STRUKTUR TWIN BOOM PESAWAT TERBANG NIR AWAK LSU-05 PADA SAAT MENERIMA BEBAN TERBANG (DEFLECTION OF LSU-05 UAV TWIN BOOM STRUCTURE ON RECIEVING THE FLIGHT LOAD)
Atik Bintoro Pusat Teknologi Penerbangan Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Raya LAPAN, Sukamulya, Rumpin, Bogor 16350 Indonesia e-mail: atik.bintoro@lapan.go.id
Diterima 23 Juli 2016; Direvisi 8 Desember 2016; Disetujui 9 Desember 2016

## ABSTRACK
The  twin-boom  structure  is  a  component  of  LSU-5  unmanned  aireal  vehicle  (UAV) construction wich was produced by Aeronautic Technology Center of LAPAN. This structure serves as a stabilizer UAV movements. In operations, the structure will recieve flight load which could result as the  structure  deflection.  Through  analytical  methods  involving  the  mission,  dimensions  and configuration  of  the  structure  of  the  twin-boom  LSU  05  UAV,  has  done  research  to  determine  the extent of the ability of the structure in the fligth load, so the resulting deflection. From this research it was known that at flighting during 130 minutes, starting from take off the beginning of the flight until cruising with maximum velocity in 130 km/h, the maximum deflection that occurred in the structure only  reaches  5.593  x  10 -6 m,  with  a  safety  factor  of  1.3,  it’s  means  that  the  structure  was  relatively save. While at the landing on a relatively save was velocity below 14 km/h. If landing at the velocity exceeding 20 km/h can be believed that the twin-boom structure suffered severe damage, because the stress occurs already exceeded from 650 MPa as the yield strenght of e-glass composite materials.
Keyword: UAV, LSU-05, Flight load, Deflection, Twin-boom, Structure, E-glass

## ABSTRAK
Struktur twin  boom merupakan  salah  satu  komponen  konstruksi  pesawat  terbang nir  awak LSU-05 hasil karya Pusat Teknologi Penerbangan - LAPAN. Struktur ini berfungsi sebagai penyetabil gerakan  pesawat.  Dalam  operasionalnya,  struktur  menerima  beban  terbang  yang  dapat mengakibatkan  timbulnya  lendutan.  Melalui  metode  analitis  yang  melibatkan  misi,  dimensi  dan konfigurasi struktur twin boom pesawat LSU-05, telah dilakukan penelitian untuk mengetahui sejauh mana  kemampuan  struktur  dalam  menerima  beban  terbang,  sehingga  mengakibatkan  lendutan tersebut.  Dari  penelitian  ini  diketahui  bahwa  pada  saat  penerbangan,  selama  130  menit  mulai  dari tinggal  landas  di  awal  penerbangan  sampai  dengan  terbang  jelajah  pada  kecepatan  maksimal  130 km/jam,  lendutan  maksimal  yang  terjadi  pada  struktur  hanya  mencapai  5,593  x  10 -6 m,  dengan faktor keamanan sebesar 1,3 berarti struktur relatif aman. Sedangkan untuk pendaratan, kecepatan yang relatif aman dapat dilakukan di bawah 14 km/jam. Jika mendarat pada kecepatan melebihi 20 km/jam,  struktur twin  boom tersebut  mengalami  kerusakan  parah,  karena  tegangan  yang  terjadi sudah melebihi 650 MPa sebagai tegangan ijin bahan struktur yakni komposit e-glass .
Kata kunci: Pesawat terbang nir awak, LSU-05, Beban terbang, Lendutan, Twin-boom, Struktur, E-glass

## 1  PENDAHULUAN
Struktur twin  boom merupakan salah  satu  komponen  penting  pada konstruksi  pesawat  terbang  nir  awak. Pada  umumnya  struktur  ini  berfungsi untuk menjaga stabilitas terbang, terutama  pada  saat  bergerak  ke  arah depan,  baik  pada  saat  terbang  di  udara maupun  saat  tinggal  landas  (Jeffrey  L. Ellwood,  1990).  Ketika  tinggal  landas, struktur twin boom tidak boleh menyentuh landasan udara, karena bisa menyebabkan penerbangan  pesawat  tidak  stabil  atau bahkan bisa mengakibatkan gagal terbang. Sehingga  dalam  perancangan  dimensi dan bentuk twin boom perlu memperhati- kan  besar  sudut  tinggal  landas,  agar penerbangan  tetap  stabil,  mulai  dari ketika  awal  tinggal  landas  sampai pendaratan. Demikian juga untuk struktur twin  boom yang  dimiliki  oleh  pesawat terbang nir awak LSU-05, mestinya juga mampu  berfungsi  sebagai  penyetabil pada  saat  terbang.  Disamping  itu  juga mempunyai kekuatan yang andal untuk menerima  beban  penerbangan.  Kekuatan yang dimaksud misalnya dalam menerima beban  terbang  pada  saat  berjalan horizontal  di  permukaan  landasan,  saat lepas  landas,  saat  terbang  di  udara
maupun  ketika  menerima  hentakan  di awal  pendaratan.  Kemampuan  struktur twin boom pesawat terbang LSU-05 hasil rancang  bangun  Pustekbang  -  LAPAN, telah  diketahui  relatif  andal  dalam menerima  beban  statik  selama  pener- bangan  (Kosim  Abdurohman,  Fajar  Ari Wandono, Doni Hidayat, 2014). Sedangkan untuk  beban  dinamik  terutama  pada saat  pendaratan,  kemampuan  struktur tersebut  belum  diketahui.  Kemampuan struktur  ini  tentunya  juga  berkaitan dengan  beban  dinamik  yang  diterima, dan  kemampuan  bahan  struktur  yang digunakan  sebagai  struktur twin  boom . Sebagian besar struktur pesawat LSU-05 terbuat  dari  komposit  serat e-glass dan serat  karbon,  serta  resin epoxy, dan beberapa  bagian  struktur  lain  digunakan core kayu  balsa  sebagai  penambah kekakuan  (Fajar  Ari  Wandono,  Riki Ardiansyah, Dony Hidayat, 2015). Dalam hal  beban  dinamik,  salah  satu  cara untuk  mengetahui  kekuatan  struktur, dapat  diketahui  melalui  ketahanan struktur  dalam  mengalami  lendutan ketika  menerima  beban,  apakah  terjadi lendutan  yang  menyebabkan  kerusakan struktur  atau  tidak.  Oleh  karena  itu untuk  mengetahui  seberapa  besar
lendutan  yang  terjadi,  dan  bagaimana kondisi  struktur  setelah  menerima  beban tersebut, dirasa perlu dilakukan penelitian tentang  perilaku  beban  dinamik  pener- bangan  dalam  menghasilkan  lendutan struktur twin boom yang digunakan oleh pesawat  terbang  nir  awak  LSU-05, terutama untuk mendapatkan kecepatan pendaratan  yang  tidak  menyebabkan kerusakan struktur tersebut.

## 2  FAKTOR  KEAMANAN  STRUKTUR

## TWIN BOOM
Pada  kurun  waktu  terakhir  ini, penggunaan  pesawat  terbang  nir  awak mengalami  perkembangan  yang  sangat luas,  baik  untuk  sektor  sipil  maupun militer.  Salah  satu  persyaratan  yang paling  banyak  diminati  untuk  dipenuhi adalah  sebagai  pesawat  pengintai  yang mampu  beroperasi  dalam  jangka  waktu lama,  sebagai  akibatnya  diperlukan ketahanan struktur yang maksimal (Sedat Özöztürk, Altan Kayran, Nafiz Alemdaroğlu, 2012).  Disamping  itu  tentunya  berat struktur  juga  perlu  dibuat  optimal. Rancang  bangun  struktur twin  boom sebagai  bagian  dari  konstruksi  pesawat terbang  nir  awak,  dibuat  agar  dapat memenuhi  persyaratan  sebagai  struktur yang aman, yakni mempunyai ketahanan maksimal  dan  tidak  terlalu  berat. Sehingga  struktur  ini  mempunyai  nilai faktor keamanan lebih dari satu. Faktor keamanan  ini  merupakan  angka  rasio antara  tegangan  ijin  bahan  dan  tegangan akibat  beban  penerbangan.  Untuk mengetahui hal ini perlu diketahui lebih dahulu  beberapa  faktor  yang  mem- pengaruhi besar kecilnya beban struktur pada  operasional  penerbangan,  salah satunya  adalah  gaya  dorong  dan  gaya angkat pesawat terbang nir awak untuk mendorong  bergerak  ke  depan  dan sekaligus  mengangkat  berat  pesawat. Gaya  dorong  dihasilkan  oleh  mesin propulsi, sedangkan gaya angkat dihasil- kan  oleh  sayap.  Beban  keduanya  akan diterima oleh struktur twin boom, struktur
yang berfungsi sebagai penyetabil pener- bangan  pesawat.  Sebagai  reaksi  dari beban  penerbangan  tersebut,  terutama pada saat pendaratan, kemungkinan akan menimbulkan  lendutan  yang  berbahaya bagi struktur. Untuk mengetahui seberapa besar  kemampuan  struktur twin  boom LSU-05  dalam  menerima  lendutan  yang terjadi,  bisa  dilakukan  melalui  analisis beban yang terjadi selama penerbangan, terutama beban dinamik saat pendaratan.

## 2.2 Gaya  Dorong  Pesawat  Terbang  Nir Awak
Gaya  dorong  pesawat  terbang  nir awak  berasal  dari  mesin  propulsi  yang memiliki  daya  keluaran  dan  mampu menghasilkan  torsi  untuk  memutar propeler. Putaran propeler ini menghasil- kan  gaya  dorong  untuk  bergerak  maju dan  mengangkat  pesawat  melalui  gaya angkat  sayap,  ilustrasinya  seperti  pada Gambar 2-1.
Keterangan gambar : a). Propeler, b). Pesawat tinggal landas   c). Pesawat mendarat Gambar 2-1: Ilustrasi  Penerbangan  Pesawat Terbang Nir awak

## Gaya dorong untuk tinggal landas
Pesawat terbang nir awak bermassa m seperti  pada  Gambar  2-1  mulai bergerak  pada  kecepatan  awal  sampai dengan kecepatan C o dalam waktu t detik, koefisien  aerodinamika C l ,  berat  jenis udara ρ ud ,  luas  permukaan  sayap Ls , dan  diperoleh  Gaya  tinggal  landas sebesar Fd . Agar pesawat bisa terdorong terbang,  maka  gaya  dorong  yang  dihasil- kan oleh mesin propulsi melalui putaran propeler  harus  lebih  besar  dari  harga Gaya F d ,  untuk  jarak  tempuh  tinggal
landas sebesar S (Wiranto Arismunandar, 2002,  Atik  Bintoro,  2014),  seperti  pada persamaan (2-1), (2-2) dan (2-3).
dt dC m F o d  (2-1)
Atau
s ud o l d L C C F  2 5 . 0  (2-2)
d o F mC S 2 2  (2-3)
Jika nilai F d , Jari-jari propeler J p , jumlah putaran  propeler n p diketahui  maka Torsi  yang  dihasilkan  oleh  propeler T p juga bisa diketahui, demikian juga daya keluaran  Propeler N p dan  Daya  yang diperlukan  oleh  mesin  propulsi N m juga bisa  diketahui.  Hubungan  masing- masing  parameter  tersebut  tertulis  di persamaan di bawah ini.
p d p J F T  (2-4)
p p p n T N  (2-5)
Jika  nilai  efisiensi  motor  propulsi η m , maka  daya  motor  propulsi N m yang diperlukan sebesar:
p p m N N   (2-6)
Pesawat terbang nir awak LSU-05 mempunyai  gaya  dorong  yang  berasal dari  motor  bakar  piston  yang  memiliki Daya keluaran sebesar 14 HP/6400 rpm atau 11 HP/6000 rpm, Torsi 15 Nm dan Putaran 6100 rpm, Propeler berdiameter 40 cm, mampu mengangkat berat pesawat 70  kg.  Untuk    Torsi  12,7  Nm,  Putaran mesin  5600  rpm,  diperlukan  Propeler berdiameter  34  cm  (Atik  Bintoro,  Dede Rahmat,  2013).  Sedangkan  koefisien aerodinamikanya,  berdasarkan  hasil pengujian  di  Terowongan  angin  LAPAN, telah diketahui  bahwa nilai  koefisien lift
maksimal  ( CL max )  sebesar  1,245  pada sudut  serang  12 ⁰ ,  koefisien drag pada sudut serang 0 ⁰ ( CD 0 ) sebesar 0,030 dan koefisien momen ( CM ) cenderung negatif, berarti  pesawat  terbang  LSU-05  masih dalam  kondisi  stabil  (Sinung  Tirtha Pinindriya,  Jefri  Abner  Hamonangan, 2015).

## 2.3 Beban  Dinamik  pada  Struktur Twinboom
S truktur twin boom pada umumnya berupa sepasang struktur batang panjang yang terdapat di belakang badan pesawat, salah  satu  contohnya  terdapat  pada Gambar 2-2.
Gambar 2-2: Posisi  struktur twin  boom pada Pesawat  terbang  nir  awak  (Sedat Özöztürk,  Altan  Kayran,  Nafiz Alemdaroğlu, 2012)
Struktur twin  boom seperti  pada Gambar  2-2,  terbuat  dari  bahan komposit  yang  mampu  menyajikan struktur  tangguh  dalam  hal  kekuatan, kekakuan dan tantangan untuk memenuhi  berat  struktur  yang  optimal (Sedat  Özöztürk,  Altan  Kayran,  Nafiz Alemdaroğlu, 2012).
Seperti  yang  telah  diketahui bahwa  ketangguhan  struktur  terhadap beban  dinamik  selama  penerbangan
salah  satunya  dapat  diketahui  melalui ketahanan  struktur  ketika  mengalami lendutan akibat
beban tersebut.
Lendutan  ini dapat diperiksa  sejak  awal terjadinya lendutan statik sampai dengan  lendutan  berikutnya  akibat beban  dinamik.  Besarnya  tergantung pada  kemampuan  bahan  struktur, dalam  hal  ini  tegangan  ijin  bahan, kekakuan  struktur  dan  massa  yang menimpa  struktur.  Untuk  mengetahui besarnya  lendutan,  struktur twin  boom dimodelkan  sebagai  benda  yang  terkena beban dinamik untuk massa pegas satu derajat  kebebasan,  berupa  elemen bergetar  yang  terdiri  dari  dua  penopang berjajar  paralel  dengan  satu  massa, seperti pada Gambar 2-3.
Gambar 2-3 : Sistem  massa  pegas  dengan  dua buah kekakuan
Sistem  massa  pegas  dengan elemen  getar  seperti  pada  Gambar  2-3, akan terjadi hubungan antara kekakuan ekivalen k ek ,  frekuensi  alami w n ,  massa m ,  gravitasi g, lendutan  statik y o , kecepatan  awal  benda  bergerak v o , dan lendutan  dinamik y t , resonansi  benda bergetar A, adalah  sebagai  berikut  (S. Graham Kelly, 1993, Atik Bintoro, 2013):
2 1 k k k ek   (2-7)
dengan
3 2 1 3 l EI k k   (2-8)
m k w ek n  (2-9) ek o k mg y  (2-10) 2 2         n o o w v y A (2-11)
) 99 sin(    t A y t (2-12)
(2-13)
Percepatan getar maksimal akibat beban dinamik adalah
(2-14)
Momen maksimal yang terjadi adalah:
(2-15)
Untuk  inersia  bentuk  penampang I , jarak  terluar  penampang  (jari-jari) c maka  Tegangan  lentur  strukturnya adalah
I c M aks l   (2-16)
Sehingga  diperoleh  Faktor  keamanan struktur F s untuk tegangan ijin bahan σ y adalah:
l y s F    (2-17)

## 3  METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode
analitis yang meliputi pertimbangan  misi  struktur twin  boom , pemodelan  beban  dinamik  sebagai
beban  getar  pada  elemen  getar  satu derajat  kebebasan  dengan  kekakuan ekivalen dua batang topang, serta prosedur analisis seperti pada Gambar 3-1.

## Gambar 3-1: Prosedur Analisis

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN
3.2 Lendutan  Dinamik  pada  Struktur Twin Boom LSU-05 Pesawat terbang nir awak LSU-05 diterbangkan  pada  kecepatan  100  km/ jam sampai dengan 160 km/jam dengan berat  total  70  kg.  Komposisi  beban penerbangan  pada  umumnya  adalah mayoritas  gaya  angkat  ada  di  sayap, sedangkan  gaya  angkat  total  struktur pesawat  biasanya  80%  didistribusikan sebagai  total  gaya  pada  sayap  dan sisanya  20%  sebagai  total  gaya  pada badan  pesawat  (Shabeer  KP,  Murtaza  M A.,  2013).  Oleh  karena  struktur twin boom sebagai  penyetabil  gerak  terbang bisa  jadi  juga  menerima  seluruh  gaya angkat  dan  sekaligus  juga  gaya  dorong. Besarnya  beban  ini  pada  struktur twin boom disesuaikan  dengan  ketentuan design  requirement  and  development (DR&O) LSU-05 .  Oleh  karena  itu  beban tersebut  akan  diperiksa  pengaruhnya terhadap  kinerja  struktur twin  boom , pada saat  operasional penerbangan ber- langsung.  Adapun  posisi  struktur twin
boom pada  pesawat  terbang  nir  awak LSU-05 seperti pada Gambar 4-1.
Gambar 4-1: Pesawat Terbang Nir awak LSU-05
Pernyataan  misi  dari  struktur twin  boom pesawat  terbang  nir  awak LSU-05 seperti pada Gambar 4-1, adalah: diameter  luar  16  mm,  diameter  dalam 14,6  mm,  momen  inersia  penampang sebesar 15777 mm 4 , panjang 1950 mm, beban twin  boom berdasarkan DR&O sebesar  250  N  (Kosim  Abdurohman, Fajar Ari Wandono, Doni Hidayat, 2014), terbuat  dari  bahan  komposit e-glass yang  mempunyai  tegangan  ijin  bahan sebesar  650  MPa,  bersifat  ringan, tangguh, dan mudah digunakan. Seperti yang  diketahui  bahwa  pesawat  terbang nir  awak  ini  bisa  digunakan  untuk berbagai  keperluan  baik  sipil  maupun militer, misalnya untuk kebutuhan survei, kegiatan  pertanian    (Rajesh  A1,  Harish G2,  M.S.  Ganesha  Prasad,  2015), maupun  untuk  pemetaan  garis  pantai. Perkembangan  disain  struktur  juga menjurus  pada  peningkatan  kinerja
struktur dan aerodinamika, bekerjasama untuk  menjangkau  ketinggian  dan ketahanan  penerbangan  dalam  waktu yang  lama  (Pascual  Marqués  1,  Azouz Bachouche 2 and Angelo Maligno, 2013). Untuk itu bagi pesawat terbang nir awak LSU-05,  yang  akan  diperuntukkan  bagi misi  damai  sebagai  pesawat  pembawa peralatan  kamera  foto,  video,  maupun sensor  telemetri  (Farohaji  Kurniawan, Yanuar Prabowo, 2013), sifat ringan dan tangguh pada struktur perlu mendapatkan perhatian, termasuk struktur twin boom , sehingga  diperoleh  beban  muatan  yang optimal,  dalam  arti  berat  strukturnya tidak terlalu besar. Sifat ringan, tangguh dan  mudah  digunakan  dapat  dipenuhi melalui  pemilihan  bahan  struktur  yang terbuat  dari  bahan  komposit e-glass, disamping  itu  juga  dapat  diketahui melalui penyelidikan terhadap kemampuan lendutan struktur pada saat operasional penerbangan. Seberapa besar kemampuan yang dimaksud, dapat dianalisis melalui data  pernyataan  misi,  konfigurasi  LSU- 05  seperti  pada  Gambar  4-1a.  Gambar teknik,  kecepatan  dan  lama  terbang. Data  tersebut  kemudian  diolah  dengan dimasukkan  dalam  persamaan  2-1  s/d 2-17  dengan  prosedur  analisis  seperti pada  Gambar  3-1.  Hasil  olah  data tersebut  dituangkan  pada  grafik  di Gambar 4-2 s/d 4-7.
Gambar 4-2: Lintasan terbang LSU-05

## Gambar 4-3: Momen maksimal struktur
Gambar 4-2 menunjukkan lintasan terbang  pesawat  terbang  nir  awak  LSU- 05,  terlihat  bahwa  pesawat  beroperasi sampai  dengan  kecepatan  160  km/jam, selama  130  menit.  Selama  operasional ini,  struktur twin  boom mengalami momen  maksimal  seperti  pada  Gambar 4-3.  Perubahan  harga  momen  struktur twin boom tergantung pada beban dinamik yang ditimbulkan oleh percepatan terbang pesawat  dan  massa  yang  bekerja  pada struktur.  Pada  saat  awal  penerbangan sampai dengan kecepatan terbang untuk mencapai  terbang  jelajah,  diperlukan beda  kecepatan  yang  besar  antara kecepatan awal penerbangan dan kecepatan  jelajah  pada  setiap  waktu, dibandingkan  pada  saat  terbang  jelajah yang hampir mempunyai percepatan sama, atau  bahkan  kecepatannya  hampir konstan  berarti  beban  dinamiknya  juga sangat  kecil  dan  tidak  perlu  diper- hitungkan,  karena  pengaruhnya  ke struktur  sangat  kecil  yaitu  menghasilkan tegangan  juga  sangat  kecil.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  memang  terjadi hubungan  berbanding  lurus  antara percepatan,  beban  dan  tegangan  yang timbul  (Atik  Bintoro,  2013,  S.  Graham Kelly,  1993),  demikian  juga  terjadi  pada struktur twin  boom LSU-05.  Untuk percepatan  yang  sama  selama  terbang jelajah,  bisa  mengakibatkan  timbul beban  dinamik  yang  sama,  yang  pada gilirannya  juga  menimbulkan  momen pada  struktur twin  boom .  Hal  ini  bisa
dilihat pada saat terbang jelajah di menit ke  40  sampai  dengan  menit  ke  110, pada saat ini struktur menerima momen struktur maksimal sebesar 119,438 Nm, sedangkan  pada  saat  awal  penerbangan harga  momen  sebesar  119,44  Nm,  dan pada saat pesawat mulai turun kemudian  mendarat  di  permukaan lapangan  udara,  momennya  sebesar 119,43 Nm.
Momen maksimal yang ditimbulkan oleh  beban  dinamik  penerbangan  yang bekerja pada penampang lintang struktur  sebagai  komponen  inersia,  dan panjang  struktur twin  boom sebesar 1950 mm (Kosim Abdurohman, Fajar Ari Wandono,  Doni  Hidayat,  2014),  tentu akan  menyebabkan  terjadinya  tegangan pada  struktur twin  boom .  Tegangan  ini akan  berpengaruh  pada  keamanan struktur  twin  boom .  Seberapa  besar pengaruhnya  dapat  dipelajari  melalui Gambar 4-4 dan 4-5.
Gambar 4-4: Tegangan struktur twin boom
Gambar 4-5: Lendutan karena beban terbang
Gambar 4-4 menunjukkan bahwa tegangan yang terjadi pada struktur twin boom selama  130  menit  penerbangan LSU-05,  mulai  dari  awal  penerbangan sampai dengan turun menuju pendaratan, besarnya  tidak  berubah,  yaitu  sebesar 482  MPa.  Tegangan  struktur  ini,  meng- isyaratkan  bahwa  kemampuan  struktur twin boom yang terbuat dari komposit e- glass , relatif aman dan tidak mengalami kerusakan.  Hal  ini  sejalan  dengan lendutan yang ditimbulkan pada struktur twin  boom seperti  tercantum  di  Gambar 4-5,  sebagai  akibat  beban  dinamik selama  penerbangan,  nilainya  sangat rendah,  yakni  senilai  5,593  x  10 -6 m. Tegangan  struktur  yang  terjadi  tersebut apabila  dibandingkan  dengan  nilai tegangan  ijin  bahan  akan  didapatkan angka  faktor  keamanan  sebesar  1,32. Angka ini menunjukkan bahwa lendutan struktur twin  boom relatif  aman  untuk kecepatan  terbang  sampai  dengan maksimal  160  km/jam  dengan  rentang waktu  penerbangan  total  selama  130 menit.  Sedangkan  untuk  operasional pendaratan, terutama ketika awal menyentuh permukaan lapangan udara, bisa menimbulkan benturan jika kecepatan  pendaratan  berlebihan.  Oleh karena  itu  perlu  diketahui  kemampuan struktur tersebut pada saat pendaratan.

## 3.3 Keamanan Pendaratan bagi Struktur Twin Boom
Kondisi  kritis  pendaratan  yang melebihi  kecepatan  pendaratan,  bisa memungkinkan struktur twin boom akan mengalami  kerusakan  sebagai  akibat benturan  yang  terlalu  keras  dengan permukaan  lapangan  udara,  sehingga menimbulkan  reaksi  momen  berlebih, dan  berujung  terjadi  tegangan  berlebih pada  struktur twin  boom .  Seberapa besar operasional kecepatan pendaratan dan  bagaimana  pengaruhnya  pada lendutan  struktur  dapat  dilihat  di Gambar 4-6 dan 4-7.

## Gambar 4-6: Tegangan struktur saat pendaratan

## Gambar 4-6: Faktor keamanan saat pendaratan
Dari  Gambar  4-6  dapat  dipelajari bahwa,  struktur twin  boom akan mengalami  tegangan  pada  saat  pesawat terbang  nir  awak  LSU-05  mendarat dengan  kecepatan  tertentu,  misalnya untuk  kecepatan  pendaratan  sampai dengan 14 km/jam struktur masih relatif bertahan,  dalam  arti  tegangan  yang terjadi  hampir  menyamai  tegangan  ijin bahan  struktur,  namun  jika  pesawat LSU  didaratkan  pada  kecepatan  di  atas 20  km/jam  dapat  dikatakan  struktur akan rusak, karena tegangan yang terjadi telah  melampaui  kemampuan  tegangan
ijin bahan. Salah satunya sebagai akibat dari    terjadinya  lendutan  struktur  yang berlebihan  (S.  Graham  Kelly,  1993,Atik Bintoro,  2013),  serta  angka  faktor kemanan  sudah  di  bawah  angka  satu. Agar  struktur twin  boom LSU-05  dapat bertahan  tetap  tangguh,  pada  saat pendaratan  pesawat  terbang  nir  awak, perlu  dipertahankan  pada  kecepatan maksimal  3  km/jam  dan  kemudian diturunkan kecepatannya sampai pesawat benar  benar  berhenti.  Pada  kecepatan ini  kondisinya  relatif  aman,  dengan faktor  keamanan  1,07  seperti  pada
Gambar 4-7. Sebenarnya faktor keamanan sebesar  ini  masih  rawan  kerusakan, karena belum mempertimbangkan pengaruh gangguan lain, semisal kondisi permukaan  landasan  udara  yang  tidak rata,  maupun  tidak  halus.  Oleh  karena itu  struktur twin  boom pesawat  LSU-05 perlu diperbaiki jika diperlukan pendaratan di atas 3 km/jam, perbaikan ini bisa meliputi pemilihan ulang material maupun mendesain kembali tebal optimal struktur,  atau  jika  strukturnya  tidak dirubah,  maka  kecepatan  pendaratan dibuat sepelan mungkin, jika memungkin- kan  mendarat pada kecepatan  di bawah 3  km/jam.  Hal  ini  untuk  menghindari beban dinamik berlebih akibat benturan struktur  dengan  permukaan  landasan udara terutama pada saat awal pendaratan,  sehingga  bisa  mencegah kerusakan struktur twin boom .
3.4 Alternatif  Perbaikan  Struktur Twin Boom Peswat LSU-05
Sebagaimana  yang  telah  diketahui sebelumnya  bahwa  struktur twin  boom Pesawat terbang nir awak LSU-05 dalam kondisi  aman  untuk  kecepatan  terbang di  udara  maksimal  160  km/jam.  Tentu untuk  kecepatan  terbang  di  bawah kecepatan  maksimal,  semisal  rata-rata hanya 30% kecepatan maksimal yaitu 40 km/jam  setiap  jam  operasional,  dapat dipastikan bahwa struktur tersebut dalam kondisi  aman  dalam  arti  Tegangan struktur  akibat  lendutan    yang  terjadi, masih  di  bawah  nilai  Tegangan  ijin bahan seperti yang diinformasikan pada Gambar 4-2 dan Gambar 4-4. Tetapi untuk kecepatan pendaratan di lapangan udara, struktur  mengalami  kerusakan  jika mendarat pada kecepatan pendaratan di atas 20 km/jam. Dengan asumsi bahwa kecepatan 20 km/jam ini atau kecepatan di  atasnya  akan pernah  dilakukan pada suatu  saat,  akibat  kecelakaan  maupun kondisi darurat yang menyebabkan harus mendarat  pada  kecepatan  20  km/jam atau di atasnya, meskipun diduga hanya
sekali  saja  sebagai  kecepatan  pendaratan selama  operasional  Pesawat  terbang  nir awak  LSU-05,  terutama  kecepatan pada saat  awal  tepat  menyentuh  permukaan lapangan udara, maka sudah selayaknya perlu  perbaikan  struktur twin  boom tersebut,  agar  terhindar  dari  kerusakan struktur.  Perbaikan  ini,  bisa  menyangkut perubahan geometri yaitu tebal dan atau diameter struktur maupun bahan struktur.  Namun  demikian,  karena struktur twin boom ini dalam operasionalnya  tidak  bisa  terlepas  dari peran beban penerbangan yang diterima, semisal gaya-gaya yang ditimbulkan oleh faktor  aerodinamika  pesawat,  maka penelitian  tentang  hal  ini  juga  perlu dilakukan, agar hasilnya dapat dijadikan sebagai  bahan  pertimbangan.  Perbaikan struktur twin  boom yang  menyangkut perubahan  geometri  tidak  bisa  berdiri sendiri, yakni hanya sebatas pertimbangan dari sisi kepentingan struktur saja. Tetapi juga  perlu  masukan  data  aerodinamika (Sedat  Özöztürk,  Altan  Kayran,  Nafiz Alemdaroğlu,  2012).  Sehingga  untuk perubahan  perbaikan  struktur twin boom pesawat LSU-05 masih diperlukan data  hasil  penelitian  karena  pengaruh faktor  aerodinamika,  yang  bisa  jadi faktor ini juga akan berubah.
Salah  satu  langkah  kompromi untuk mengoperasionalkan pesawat LSU-05  agar  struktur twin  boom tetap aman, sebagaimana yang telah dijelaskan, bahwa kondisi aman akan tercapai apabila pesawat  diterbangkan  sesuai  dengan kondisi opersional yang diijinkan sampai dengan  kecepatan  160  km/jam,  dan mendarat  pada  kecepatan  pendaratan maksimal  mencapai  3  km/jam.  Oleh karena  itu  sambil  menunggu  hasil penelitian  yang  berhubungan  dengan gaya-gaya aerodinamika sebagai masukan untuk  melakukan  perbaikan  struktur twin  boom pada  kesempatan  penelitian selanjutnya,  pesawat  LSU-05  hasil litbangyasa  pun  masih  bisa  diterbangkan pada  kecepatan  terbang  maksimal  160
km/jam,  dan  mendarat  pada  kecepatan pendaratan  maksimal mencapai  3 km/jam.

## 4 KESIMPULAN
Lendutan  struktur twin  boom pesawat  terbang  nir  awak  LSU-05 memegang  peranan  yang  penting  pada saat pesawat beroperasi, baik pada saat tinggal  landas  di  awal  penerbangan, terbang  jelajah  maupun  pada  saat pendaratan  awal  ketika  menyentuh permukaan  lapangan  udara.  Lendutan yang  diakibatkan  oleh  beban  dinamik penerbangan ini bisa berlebih, dan akan menyebabkan tegangan struktur melampaui  kemampuan  tegangan  ijin bahan,  sehingga  struktur  mengalami kerusakan. Untuk menghindari kerusakan struktur,  kecepatan  pendaratan  perlu dilakukan  maksimal  pada  14  km/jam atau  kalau  memungkinkan  ketika  awal menyentuh permukaan lapangan udara, kecepatan  mendaratnya  di  bawah  10 km/jam.  Pendaratan  pada  14  km/jam merupakan  pendaratan  kritis  yang memungkinkan  terjadinya  kerusakan struktur,  sedangkan  yang  melebihi kecepatan  20 km/jam dapat  diyakinkan bahwa kecepatan tersebut akan menyebabkan  lendutan  berlebih  dan struktur twin boom megalami kerusakan parah.  Pendaratan  yang  relatif  aman dapat dilakukan pada kecepatan maksimal mencapai 3 km/jam.  Lendutan struktur twin  boom pesawat  LSU-05  pada  saat awal  penerbangan  dan  terbang  jelajah, besar  lendutan  maksimal  mencapai 5,593 x 10 -6 m. Berarti struktur ini pada dasarnya  relatif  tangguh,  kecuali  untuk pendaratan di atas 20 km/jam, struktur akan mengalami kerusakan.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  menyampaikan  terima kasih  kepada  semua  pihak  yang  telah membantu  terwujudnya  tulisan  ini, terutama  kepada  :  Bp.  Gunawan  S Prabowo  -  Kepala  Pusat  Teknologi
Penerbangan-LAPAN,  Bp.  Agus  Aribowo- Kepala  Bidang  Program  dan  Fasilitas, Bp.  Agus  Bayu  Utama–Kepala  Bidang Diseminasi,  Tim  Aerostruktur,  Tim Propulsi,  Tim  Dokumentasi,  dan  Tim Litbangyasa LSU-05 Pustekbang LAPAN.

## DAFTAR RUJUKAN
Atik  Bintoro,  2013, Analisis  Beban  Hentak Struktur Penyangga Landing Gear Pesawat  Nir  awak  LSU03 ,  Jurnal Teknologi Dirgantara, Lembaga Penerbangan  dan  Antariksa  Nasional,
Jakarta, Indonesia.
Atik  Bintoro,  2014, Penentuan  Spesifikasi Propeler  Berdasarkan  Kinerja  Mesin Propulsi Pesawat Terbang Nir Awak LSU- 05 , Buku Bunga rampai Hasil Penelitian dan  Pemikiran  ilmiah  tentang  Teknologi Pesawat  terbang  tanpa  awak,  Roket serta  Satelit  ‘2014,  Indonesia  Book Project (IBP), Jakarta.
Atik  Bintoro,  Dede  Rahmat , 2013, Penentuan Karakteristik  EFI  Untuk  Pesawat  Nir Awak  Jenis  LSU-05 ,  Buku  Bunga Rampai  Penelitian  dan  Kajian  Teknologi Pesawat Terbang, Indonesia Book Project (IBP), Jakarta.
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.
Farohaji  Kurniawan,  Yanuar  Prabowo,  2013,
Analysis of Real Time Experiment for LSU Application ,  Proceeding  of    International Seminar  on  Aerospace  Science  and Technology, ISAST-2013. Jeffrey L., Ellwood, 1990, Design and
Construction  of  a  Composite  Airframe  for UAV  Research ,  Master  Of  Science  in
Aeronautical  Engineering  Thesis,  Naval Postgraduate School Monterey, California.
Kosim  Abdurohman,  Fajar  Ari  Wandono,  Doni Hidayat,  2014, Stress  Analysis  of  LSU 05Twin  Boom  Using  Finite  Element Method ,  Proceedings  of  International Seminar of Aerospace Space Science and Technology, ISAST II-2014, Development of  Aeronautics  and  Space  Technology  to Support  Maritime  Application,  National Institute  of  Aeronautics  and  Space, LAPAN, Jakarta.
Pascual  Marqués  1,  Azouz  Bachouche  2  and Angelo  Maligno,  2013, Aerodynamic
Evaluation  of  the  Djebel  Laassa  UAV , International  Journal  of  Unmanned Systems  Engineering  (IJUSEng),  Vol.  1, No. 1, 9-15.
Rajesh  A1,  Harish  G2,  M.S.  Ganesha  Prasad, 2015, Design  and  Optimization  of  SUAV Empennage ,  International  Journal  of
Engineering Research,Volume No.4, Issue  No.6,  309-314,  ISSN:2319-6890) (online), 2347-5013 (print).
S.,  Graham  Kelly,  1993, Fundamental  of Mechanical Vibrations , McGraw-Hill International Edition, New York. Sedat Özöztürk, Altan Kayran, Nafiz
Alemdaroğlu,  2012, On  the  Design  and Aero  elastic  Stability  Analysis  of  Twin Wing-Tail Boom Configuration Unmanned Air  Vehicle ,  Proceeding  of  52 nd AIAA/
ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural  Dynamics  and  Materials Conference,  BR,19 th ,  4  -  7  April  2011, Denver, Colorado. Shabeer  KP,  Murtaza  M  A.,  2013, Optimization Of Aircraft Wing With Composite Material , International  Journal  of  Innovative Research  in  Science,  Engineering  and Technology,  Vol.  2,  Issue  6,  June  2013, Ahmedabad Gujarat, India.
Sinung Tirtha Pinindriya, Jefri Abner Hamonangan,
2015, Penentuan Karakteristik
Aerodinamika  Model  LSU-05  Melalui Pengujian di Terowongan Angin Subsonik LAPAN ,  Buku  Bunga  Rampai  Teknologi Pesawat Terbang sebagai Mitra Pengembang Teknologi Roket dan Satelit Nasional,  Indonesia  Book  Project  (IBP), Jakarta.
Tim  Dokumentasi  Pustekbang,  2015, Kumpulan Foto Uji Terbang LSU-05 , Pusat Teknologi
Penerbangan, LAPAN, Bogor. Wiranto  Arismunandar,  2002, Pengantar  Turbin Gas  dan  Motor  Propulsi ,  Penerbit  ITB, Bandung.
PENGEMBANGAN ANTENA HELIKS X-BAND 8,2 GHZ UNTUK SATELIT MIKRO (DEVELOPMENT OF 8.2 GHZ X-BAND HELICAL ANTENNA FOR MICRO SATELLITE)
Iwan Faizal Pusat Teknologi Satelit Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Cagak Satelit Km. 4, Bogor 16310 Indonesia e-mail: iwan.faizal@lapan.go.id; iwanfzl65@gmail.com
Diterima 8 Desember 2015; Direvisi 2 Februari 2016; Disetujui 26 April 2016

## ABSTRACT
Helical  antenna  is  one  of  the  antennas  which are  very  popular  among amateurs  satellite.  In the X-band frequency, circularly polarized antenna is necessary, because it can overcome the effects of anomalous  propagation,  ground  reflection,  and  rotational  dynamic  effects  that  occur  in  many satellites.  These  antennas  have  a  large  enough  gain,  that  can  reach  15  dB  and  has  a  directional radiation pattern with a bandwidth ratio of 1.78: 1 and is almost close to the broadcast antenna (≥ 2). The  purpose  of  this  research  was  to  design,  create  prototypes,  and  analyze  performance  of  X-band helical  antenna  at  the  frequency  of  8.2  GHz  for  the  micro  satellite,  which  refered  to  the  design  of LAPAN-A3  satellite.  This  antenna manufacturing  method  using  a  silver-plated  copper  wire  was  used for  winding  helix  with  a  diameter  of  1.29  mm  or  AWG  16  (American  Wire  Gauge).  The  software  was used  to  design  helical  antenna  is  4NEC2.  From  the  results  of  the  design,  the  magnitude  of  VSWR (Voltage  Standing  Wave  Ratio)  obtained  was  3.3,  the  magnitude  of  the  beamwidth  was  66  degrees. Based on test results in the Lab, the magnitude of the beamwidth was 66 degrees, and the magnitude of  VSWR  was  1.39.  Differences  VSWR  were  due  4NEC2  used  the  technique  of  axial  feed,  while  the helical antenna prototype used technique peripheral feed in the its matching impedance.
Keywords: helical antenna, beamwidth, gain, impedance, VSWR

## ABSTRAK
Antena heliks adalah salah satu antena yang sangat populer dikalangan satelit amatir. Pada frekuensi X-Band antena berpolarisasi sirkuler sangat diperlukan, karena dapat mengatasi efek dari anomali propagasi, refleksi tanah, dan efek spin yang banyak terjadi pada satelit. Antena ini memilki gain yang cukup besar, dapat mencapai 15 dB dan memiliki pola radiasi terarah dengan rasio lebar pita  1,78:1  dan  hampir  mendekati  antena broadcast (≥  2).  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk merancang, membuat prototipe dan menganalisis performa antena heliks X-Band pada frekuensi 8,2 GHz untuk satelit mikro, yang mengacu pada desain satelit LAPAN-A3. Metode manufaktur antena ini menggunakan  kawat  tembaga  berlapis  perak  yang  digunakan  untuk  lilitan  heliks  dengan  diameter 1,29  mm  atau AWG 16 .  Perangkat  lunak  yang  digunakan  untuk  mendesain  antena  heliks  adalah 4NEC2 .  Hasil  uji  simulasi  desain antena helix  diperoleh  nilai VSWR 3,3,  dan beamwidth 66 derajat. Dari  hasil  pengujian VSWR yang  didapat  adalah 1,39  dan beamwidth 66  derajat.  Perbedaan VSWR tersebut  dikarenakan 4NEC2 menggunakan  teknik axial  feed ,  sementara  prototipe  antena  heliks menggunakan teknik peripheral feed pada penyesuai impedansinya.
Kata kunci: antena heliks, lebar berkas, penguatan, impedansi, VSWR
1 PENDAHULUAN
Antena heliks moda aksial memancar seperti endfire radiator dengan  pancaran  tunggal  sepanjang sumbu  heliks  [Faizal,  I  and  I.  Priyanto, 2015]  dan  besarnya  keliling  heliks ( circumference ) hampir mendekati panjang  gelombangnya  ( C≈λ )  [ J  D  Kraus, 2001;  King,  H.,  E.,  and  J.L.,  Wong,  2007;  W  L Stutzman., G A Thiele, 1998 ].
Pola  radiasi  antena  heliks  moda aksial  ini  adalah directional (terarah) sehingga  sesuai  untuk  misi/aplikasi satelit  mikro    [Faizal,  I  and  I.  Priyanto, 2015].
Polarisasi  antena  heliks  moda aksial  ini  adalah  sirkular  (lingkaran). Jika  antena  ini  ditempatkan  di  satelit maka polarisasinya adalah Right Handed Circular  Polarization (RHCP)  akan  lebih baik  dibandingkan  dengan  polarisasi Left  Handed  Circular  Polarization (LHCP) dalam  hal gain -nya.  Antena  heliks berpolarisasi LHCP biasanya  ditempatkan di ground  station sebagai feed parabola.
Antena  heliks  moda  aksial  ini  dapat menerima  sinyal  dengan  tipe  polarisasi linier  seperti  vertikal  dan  horizontal [American  Radio  Relay  League  (ARRL), 2007].
Matching  impedance (penyesuai impedansi) pada antena heliks moda aksial dapat  mempengaruhi  performa  antena. Biasanya  impedansi  antena  heliks  ( Z a ) besarnya  antara  100-200  Ω,  sedangkan besarnya impedansi kabel coax (Z c ) adalah 50  Ω,  jadi  perlu  dibuatkan matching impedance di  antara  antena  dan  kabel coax .  Indikator Matching  impedance dikatakan baik adalah jika VSWR antena tersebut ≤ 2 [ Faizal, I. 2011 ].
Untuk  mendesain  antena  heliks moda  aksial  ini  hanya  perlu  dipilih beberapa  variabel.  Pertama  adalah diameter dan circumference digunakan sebagai  parameter  dalam  menentukan frekuensi  kerja  dari  antena  heliks  moda aksial. Kedua adalah panjang aksial dan pitch  angle yang  akan  mempengaruhi gain antena heliks [ Faizal, I. 2011 ].
Varian antena heliks telah digunakan  secara  luas  di  sistem komunikasi satelit dan sistem komunikasi  bergerak  dengan gain dan directivity yang tinggi [ Narayanan, A., et  al.
2014 ]. Model antena ini sudah diaplikasikan  pada  beberapa  satelit seperti:
LAPAN-TUBSAT, LAPAN-
A2/LAPAN-ORARI,  LAPAN-A3/LAPAN-IPB dan P3E AMSAT-DL .
Gambar 1-1:  LAPAN-TUBSAT (Sumber: http:// www.raumfahrttechnik.tu-berlin. de/tubsat/LAPAN-TUBSAT) Gambar 1-1 memperlihatkan antena  heliks  (tertutup radome warna cream ) di on-board LAPAN-TUBSAT .
Gambar 1-2:  LAPAN-A2/LAPAN-ORARI (Sumber: http://lapan.go.id)
Gambar  1-2  diperlihatkan  dua buah  antena  heliks  (tertutup radome berwarna cream ).
Gambar  1-3  diperlihatkan  satu buah  antena  heliks  (tertutup radome berwarna cream ).
Gambar 1-4:  P3E  AMSAT-DL (Sumber:  http:// promotion.refunion.org/racq/activites/ sat.php) Gambar 1-4 memperlihatkan antena  heliks  moda  aksial RHCP yang diletakkan di on-board satelit amatir P3E AMSAT-DL .
Tujuan  dari  riset  ini  yaitu merancang,  membuat  prototip  dan menganalisis  performa  antena  heliks X- Band 8.2  GHz  untuk  satelit  mikro  yang mengacu  kepada  desain  satelit  LAPAN- A3.  Antena  heliks  ini  menggunakan kawat  tembaga  dilapisi  perak (siver plated copper wire) dengan diameter 1,29 mm atau AWG 16 (American Wire Gauge) sebagai lilitannya.

## 2 METODOLOGI
Metode  yang  digunakan  yaitu mendesain  antena  heliks  moda  aksial dengan  frekuensi  operasi  8,2  GHz dengan beamdwidth 70 0 .    Selanjutnya, dilakukan    simulasi  menggunakan perangkat  lunak 4NEC2 .  Dari  hasil simulasi  kemudian  dilakukan  rancang bangun  antena  heliks  menggunakan kawat  tembaga  berlapis  perak  dengan diameter  1,29  mm.  Antena  heliks  hasil rancang  bangun  diuji  di  laboratorium. Dari hasil simulasi dan uji lab kemudian dianalisis  dan  diambil  kesimpulannya. Diagram alir penelitian ditampilkan pada Gambar 2-1.

## Gambar 2-1: Diagram alir penelitian

## 3 LANDASAN TEORI
Gambar 3-1 diperlihatkan beberapa parameter  penting  pada  desain  antena heliks  yaitu:  diameter  antena  (d), circumference (C), spasi antara lilitan (S), pitch angle (α), panjang aksial (A).
(a) (sumber:http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd- 02102000-19330046/unrestricted/ 07chapter2.PDF)
Gambar 3-1: (a)  Geometri  antena  helix  (b) Hubungan  antara circumference
(C) , diameter heliks (d) , pitch angle ( α ) ,  spasi  diantara  lilitan (S), dan panjang heliks (L)

## 3.1  Panjang Gelombang
Perhitungan  untuk  mendapatkan besarnya  panjang  gelombang  (λ)  antena heliks ini dengan menggunakan persamaaan  berikut  [American  Radio Relay League (ARRL), 2007]: (cm) (3-1)
dengan,
c = kecepatan cahaya (3.10 8 m/dtk) f c = frekuensi center (Hz)

## 3.2  Diameter Heliks
Diameter antena heliks berbanding lurus  dengan  panjang  gelombangnya, dan berbanding terbalik dengan parameter lingkarannya.  Persamaannya  adalah sebagai berikut [ W L Stutzman., G A Thiele, 1998 ]:
(cm) (3-2)
dengan,
 π parameter lingkaran (3,14).

## 3.3  Keliling Heliks
Antena  heliks  yang  didesain merupakan  antena  heliks  moda  aksial yang memiliki nilai keliling heliks (circum ference) adalah  sebagai  berikut  [J  D Kraus,  2001;  King,  H.,  E.,  and  J.L., Wong, 2007; W L Stutzman., G A Thiele, 1998]:
C ≈ λ (cm) (3-3)

## 3.4 Pitch Angle
Dimensi  heliks  untuk  moda  axial memiliki  keliling  antena  heliks  satu panjang  gelombang  pada  frekuensi tengahnya. Kraus mendefinisikan pitch angle dengan persamaan sebagai berikut [ J D Kraus, 2001] :
(derajat) (3-4)

## 3.5  Panjang Aksial
Besarnya  panjang  aksial  adalah berbanding  lurus  dengan  banyaknya putaran/lilitan  (N) dan  spasi  di  antara lilitan (S), berikut [ J D Kraus, 2001] :
(cm) (3-5)

## 3.6  Panjang Heliks
Panjang  heliks  berbanding  lurus dengan banyaknya putaran (N) dikalikan dengan  akar  spasi  di  antara  lilitan  (S) kuadrat  ditambah circumference (C) kuadrat,  persamaannya  sebagai  berikut [C A Balanis., 2005]:
(cm) (3-6)

## 3.7 Ground Plane
Banyak  model ground  plane yang digunakan  seperti square  plates , wire grids , cavities, dan loops .  Diameter ground  plane bervariasi  tetapi  tidak melebihi  dari
.  Namun
demikian,  besarnya ground  plane yang sering  digunakan  adalah  [American Radio Relay League (ARRL), 2007]:
(cm) (3-7)

## 3.8 Axial Ratio
Axial  Ratio merupakan  salah satu  indikator  baik  buruknya  suatu antena,  jika N nya  besar  maka AR nya mendekati  1  dan  polarisasinya  nyaris sirkuler [ King, H., E., and J.L., Wong, 2007] .
(3-8)
3.9 Gain
Gain adalah  perhitungan  rasio dari  panjang  fisik  antena  terhadap kemampuan  pancaran  dari  standar antena.  Persamaan gain untuk  antena heliks  moda  aksial  adalah  sebagai berikut [ Kumar, L., et al . 2015] :
dBi) (3-9)

## 3.10 Beamwidth
Pada  Gambar  3-2 Half  Power Beamwidth (HPBW)  adalah  sudut  yang dibentuk  oleh  titik  yang  bernilai setengah  dari  daya  pancar  maksimum pada major  lobe berpolarisasi  vertikal, horizontal dan sirkular. Besarnya HPBW antena heliks dapat dihitung menggunakan persamaan berikut [ Singh, P., et al. (2012 ]:
(derajat)
(3-10)
Gambar 3-2:  Pola  radiasi  antena  heliks (Sumber: http://www.biroengineering.com/technical_bull etin/tb_2010_03.html, diaksesJuni 2014)

## 3.11  Impedansi Antena
Impedansi  antena  heliks  (Z a ) didefinisikan  sebagai  impedansi  yang diberikan  oleh  antena  di  terminalnya. Karena  menggunakan peripheral  feed maka  impedansi  antena  heliks  moda aksial  dihitung  menggunakan  persamaan berikut [ J D Kraus, 2001] :
(Ω) (3-11)
3.12 Matching Impedance
Impedansi kabel coax (Z c ) besarnya 50  Ω,  sedangkan  impedansi  antena heliks  (Z a )  besarnya    antara  100-200 Ω , maka  perlu  dilakukan  penyesuaian impedansi  antara  antena  dan  kabel coax . Perhitungan  penyesuaian  impedansi dapat  dilakukan  dengan  menggunakan persamaan berikut [ Faizal, I. 2011 ]:
(Ω) (3-12)
3.13   Spasi di Atas Ground Plane
Pembuatan  konstruksi matching impedance ditentukan  oleh  tiga  hal yaitu:  lebar  plat  (w),  tebal  plat  (t) , dan panjang  plat  (l)  =1/4λ.  Sedangkan perhitungan  spasi  di  atas ground  plane (h)  seperti  pada  Gambar  3-3,  adalah sebagai berikut [ Faizal, I. 2011 ]:
(mm)                (3-13)
dengan, w = lebar plat (mm), t   = tebal plat (mm)
Gambar 3-3:  Spasi di atas Ground plane

## 3.14 Voltage Standing Wave Ratio
Voltage  Standing  Wave  Ratio (VSWR)  adalah  pebandingan  besarnya matching
impedance (Z MI ) dengan besarnya  impedansi  kabel coax (Z c ) .
Suatu  parameter  antena  dipastikan memiliki performa  yang  baik  jika memiliki  VSWR  ≤2.  Persamaannya sebagai  berikut  [American  Radio  Relay League (ARRL), 2007]:
(3-14)
dengan,
Z MI > Z c

## 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1  Desain Antena Heliks Dengan  nilai  frekuensi center (f c ) antena  heliks  moda  aksial X-Band 8,2 GHz, kecepatan cahaya (c) sebesar 3.10 8 m/dtk,  putaran/lilitan  (N) =  3,1  dan diameter konduktor (d k ) sebesar 1,29 mm dan  dengan  menggunakan  persamaan (3-2) sampai (3-8) dan (3-10), maka akan didapat data-data pada Tabel 4-1.

## Tabel 4-1: DATA ANTENA
Uraian Simbol Nilai Panjang gelombang λ 3,66 cm Radius antena r 0,583 cm Pitch angle α 10 0 Panjang heliks L 11,52 cm Panjang aksial A 2,02cm Ground plane G p 2,74 cm Axial Ratio AR 1,16 Data  pada Tabel 4-2 didapat dari persamaan (3-11) sampai dengan
persamaan  (3-13)  untuk  data matching impedance .
Tabel 4-2: DATA MATCHING IMPEDANCE No Uraian Simbol Nilai 1 Impedansi kabel Z c 50 Ω 2 Impedansi antena Z a 150 Ω 3 Matching impedance Z MI 86,6 Ω 4 Lebar konduktor ( dipilih ) w 3 mm 5 Tebal konduktor ( dipilih ) t 0,2 mm 6 Panjang konduktor l 9,15 mm 7 Spasi di atas ground plane h 2,01 mm
Selanjutnya  data  pada  Tabel  4-2 nomor  (3-6)  digunakan  untuk    meng- hitung  spasi  di  atas ground  plane (h) memakai  persamaan  (3-13).  Besarnya spasi  di  atas ground  plane dapat  dilihat pada  Tabel  4-2  dan  bentuk matching impedance -nya diperlihatkan pada Gambar 4-7.
Data  antena  Tabel  4-1  selanjut nya  disimulasikan  melalui  perangkat lunak 4NEC2, dan hasilnya  ditampilkan di Gambar 4-1, Gambar 4-2, Gambar 4- 3, dan Gambar 4-4.
Spasi di atas ground plane
Ground plane
Gambar 4-1: Pola  radiasi  dan gain antena heliks
Gambar 4-1 memperlihatkan pola radiasi  antena  heliks  moda  aksial dengan beamwidth 66 ⁰ dan  gain  9,65 dBi pada frekuensi 8,2 GHz pada bidang vertikal.
Gambar 4-2: Impedansi antena
Pada Gambar 4-2 memperlihatkan besarnya impedansi antena heliks moda aksial (Z a ) adalah 33,6-j53,47 Ω.
Besarnya VSWR antena  hasil simulasi  pada  Gambar  4-3  adalah  3,3 pada frekuensi 8,2 GHz.
AR merupakan salah satu
indikator  baik  buruknya  antena, AR antena  yang  baik  mempunyai  nilai  1 (sirkuler).  Besarnya AR antena  hasil rancangan  seperti  pada  Gambar  4-4 adalah senilai 0,98.
Gambar 4-4: AR antena

## 4.2  Rancang Bangun Antena Heliks
Bahan-bahan  yang  digunakan dalam pembuatan prototip antena heliks ini (Gambar 4-5) adalah:
 Teflon sebagai selubung antena;
 Plat  alumunium  dipakai  sebagai ground plane;
 Kabel  tembaga  berapis  perak  sebagai lilitan heliks Ø 1,29 mm;
 Plat tembaga dipakai sebagai konstruksi penyesuai impedansi;
 Konektor SMA gold male 50 Ω.
4.3  Pengujian  dan  Analisis  Antena Heliks Hasil Rancang Bangun
Pengujian  antena  dilakukan  di dalam Anechoic  Chamber PUSLIT  SMTP LIPI  PUSPIPTEK  Serpong  pada  12  Mei 2015. Parameter antena yang diuji adalah Pola  radiasi  ( beamwidth )  (Gambar  4-6), sementara  untuk  pengujian VSWR dan impedansi  antena  heliks  menggunakan
PNA ( Phase Network Analyzer) , dilakukan  pada  Januari  2015  di  Lab Bus Satelit PUSTEKSAT, LAPAN, Bogor.
Gambar 4-6: Pengujian pattern antena
Pada  Gambar  4-7  diperlihatkan besarnya  impedansi  antena  heliks  hasil pengujian  yang  dituangkan  ke  dalam Smith Chart . Besarnya impedansi antena pada  frekuensi  8,2  GHz  adalah  59,43- j15,01 Ω.
Pada  Gambar  4-8  diperlihatkan nilai  dari VSWR antena  heliks  hasil pengujian  pada  frekuensi  8,2  GHz adalah 1,39.
Gambar 4-8: VSWR antena heliks
Tabel 4-3: KOMPARASI ANTENA LAPAN-A3 DENGAN  ANTENA  SIMULASI  DAN UJI No Para meter Antena LAPAN- A3 Simulasi Uji 1 GAIN 5,5 dBi  9,65 dBi - 2 HPBW 70 0 66 0 66 0 3 VSWR 1,22 3,3 1,39
Maksimum gain yang  dihasilkan dari  antena  LAPAN-A3  adalah  5.5  dBi (Tabel 4-3 dan data sheet antena X-band LAPAN-A3), gain antena  heliks  hasil simulasi  adalah  9,65  dBi  terjadi  pada inklinasi 2 ⁰ (Gambar 4-1 dan Tabel 4-3), sementara besarnya  gain  antena  uji tidak ada atau belum dilakukan pengujian, karena tidak memilki antena pembanding/
referensi, namun merujuk pada spesifikasi antena heliks LAPAN-TUBSAT dengan  3,1  lilitan  dengan  gain  8,5  dBi. Dengan  gain  8,5  dBi  maka  konsumsi daya pada antena tersebut lebih  sedikit jika    dibandingkan  dengan  antena LAPAN-A3.
Dari  Tabel  4-3  dan data  sheet antena X-band LAPAN-A3,  besarnya
beamwidth antena LAPAN-A3 adalah 70 ⁰ . Sementara beamwidth antena  heliks hasil  pengujian  (Gambar  4-9)  besarnya sama  dengan  hasil  simulasi  yaitu  66 ⁰ (Gambar  4-1).  Tetapi  pada  antena  uji terdapat back  lobe yang  besar  yang membuat  nilai front  to  back  ratio mengecil  menjadi  2  dB,  kondisi  ini dipengaruhi  oleh  ukuran  dari ground plane antena  yang  tidak  tepat  dalam pembuatannya. Terdapat perbedaan beamwidth 4 ⁰ antara  antena  LAPAN-A3 dengan  antena  simulasi  dan  uji,  hal  ini dipengaruhi oleh diameter kawat antena yang  agak  besar,  sehingga  berakibat berkurangnya coverage  area antena  uji tersebut  tetapi  disisi  lain  gain  antena dapat meningkat.
Gambar 4-9: Beamwidth antena heliks
Pada Gambar 4-2 nilai impedansi antena heliks  hasil dari simulasi adalah 33,6-j53,47  Ω.  Dari  hasil  pengujian besarnya  impedansi  antena  heliks adalah  59,43-j15,01  Ω  (Gambar  4-7). Nilai impedansi hasil simulasi jauh lebih buruk dibandingkan dengan nilai impedansi hasil pengujian, hal ini terjadi karena ketika simulasi dilakukan, 4NEC2 tidak memperhitungkan matching impedance . Nilai impedansi hasil pengujian  walau  tidak  terpaut  jauh dengan nilai impedansi kabel coax 50 Ω, tetapi masih dapat menimbulkan sedikit
gelombang  pantul  yang  berakibat  pada meningkatnya VSWR .
Besarnya VSWR antena  LAPAN- A3  adalah  1,22  (Tabel  4-3  dan data sheet antena X-band LAPAN-A3).  Pada Gambar  4-3, VSWR antena  heliks  hasil simulasi  adalah  3,3.  Nilai  ini  didapat karena  4NEC2  menggunakan  teknik aksial feed , artinya besarnya VSWR yang dihasilkan  tergantung  dari  besarnya diameter  kawat  yang  disimulasikan. Sementara  besarnya  VSWR  antena heliks  hasil  pengujian  (teknik peripheral feed ) adalah 1,39 (Gambar 4-8). Terdapat perbedaan  besarnya  VSWR antena LAPAN-A3 dan VSWR antena uji,  hal ini disebabkan  oleh  pembuatan matching impedance nya  yang  kurang  tepat  pada antenna uji. Secara keseluruhan antena hasil  pengujian  sudah  cukup  baik karena  sudah  memenuhi  persyaratan (VSWR ≤ 2).

## 5 KESIMPULAN
Setelah melalui beberapa tahapan simulasi  dan  pengujian  laboratorium, didapat  besarnya gain antena  hasil  uji (perkiraan  berdasarkan data  sheet antena LAPAN-TUBSAT). Jika dibandingkan  dengan gain antena
LAPAN-A3  maka gain antena  hasil  uji jauh  lebih  baik  dan  secara  teknik konsumsi  dayanya  juga  lebih  sedikit. Besarnya beamwidth antena hasil simulasi  dan  antena  pengujian  adalah sama,  tetapi  pada beamwidth antena pengujian  dihasilkan back  lobe yang besar  yang  membuat  nilai front  to  back ratio mengecil dan dapat mempengaruhi kemampuan daya pancar antena. Kondisi ini diakibatkan oleh ukuran dari ground  plane antena  heliks  yang  tidak tepat dalam pembuatannya. Ada perbedaan beamwidth antara  antena LAPAN-A3  dan  antena  uji,  hal  ini  dapat terjadi  karena  besarnya  diameter  kawat antena  uji  yang  digunakan  tidak  tepat dan akibatnya mengurangi coverage area antena  tersebut.  Terdapat  perbedaan besarnya VSWR antena  LAPAN-A3
dengan  antena  uji.  Kondisi  ini  dapat terjadi  karena  pembuatan matching impedance yang  tidak  presisi  sehingga menimbulkan  sedikit  gelombang  pantul yang dapat mengurangi performa antena.  Secara  keseluruhan  kondisi persyaratan  hasil  pengujian  sudah dipenuhi, maka dapat dipastikan antena heliks moda aksial ini memilki performa yang  baik  memancar  seperti endfire radiator memiliki  pancaran  tunggal sepanjang sumbu heliks.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian  ini  didanai  oleh  DIPA Pusteksat  LAPAN  TA  2015.  Ucapan terima  kasih  untuk  teman-temanku yaitu Irwan P, Adi F, Dwiyanto, Eriko NN dan Kusnadi atas dukungannya sehingga paper ini dapat terealisasi.

## DAFTAR RUJUKAN
American  Radio  Relay  League  (ARRL),  (2007).
Antenna  Book ,  21th  Edition.  The  ARRL. Inc, ISBN: 0-87259-987-6.
C  A  Balanis,  (2005). Antenna  Theory:  Analysis and Design ,  Third  Edition.  John  Wiley  & Sons,  Inc.,  Hoboken,  New  Jersey,  ISBN: 0-471-66782-X.
Data Sheet antena LAPAN-TUBSAT, 2007.
Data Sheet Antena X-Band LAPAN-A3, 2011. Faizal,  I.,  and  I.,  Priyanto,    (2015). Pengaruh Dimensi  Heliks  Terhadap  Jenis  Pola Radiasi Antena . Pp. In Prasetyo, N.A, et al. ,
(ed.)  Bunga  Rampai  Hasil  Litbangyasa: Teknologi  Pada  Pesawat  Terbang,  Roket dan Satelit. Penerbit IBP (Indonesia Book Project) Jakarta Selatan. ISBN: 978-602- 70353-8-6.
Faizal, I. (2011). Rancang  Bangun Antena Helix
S-Band Untuk Satelit . 15-30. In
Sunaryati,  A.P  and  Tanoemihardja,  S. (ed.)  Satelit  untuk  Mitigasi  Bencana, Pemantauan  Maritim  dan  Ketahanan Pangan. Penerbit IPB Press, Bogor. ISBN: 978-979-493-352-7.
http://www.biroengineering.com/technical_bull etin/tb_2010_03.html, diaksesJuni 2014) http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd- 02102000-19330046/unrestricted/
07chapter2.PDF
J  D  Kraus,  (2001). Antennas ,  Second  Edition,
Tata  McGraw-Hill  Publishing  Company Limited, New Delhi, ISBN: 0-07-035422-7.
King,  H.,  E.,  and  J.L.,  Wong,  (2007). Helical Antenna .  Chapter  13.  In  Johnson,  R.C.
(ed.) Antenna  Engineering  Handbook , McGraw-Hill.  Inc,  NY.  ISBN:  0-07- 032381-X.
Kumar,  L., et  al .  (2015). Design  of  Helical Antenna  Using  4NEC2 ,  International Journal  of  Engineering  Research  and General  Science  Vol.  3  Issue  2,  ISSN: 2091-2730.
Narayanan,  A., et  al. (2014). Design  of  Axial Mode Helical Antenna Array for NOAA-18 HRPT  Reception  at  1700  MHz ,  PISER
Journal Vol. 02 Issue 02/06, ISSN: 2347- 6680 (E).
Singh,  P., et  al. (2012). Single  Band  Helical Antenna  in  Axial  Mode , International Journal  of  Electronics  Communication and  Computer  Technology  (IJECCT)  Vol. 2 Issue 6, ISSN: 2249-7838.
W  L  Stutzman.,  G  A  Thiele,  (1998). Antenna Theory and Design , Second Edition. John Wiley & Sons. Inc. NJ, ISBN: 978-0-471- 02590-0.

## DESAIN AWAL SISTEM SATELIT TELEKOMUNIKASI PERTAHANAN INDONESIA
(PRELIMINARY DESIGN OF INDONESIAN MILITARY TELECOMUNICATION SATELLITE)
Robertus Heru Triharjanto *) , Luqman Faturrohim **) , Ridanto Eko Poetro 1**) , Hari Muhammad **)
*) Pusat Teknologi Satelit Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Cagak Satelit Km. 4, Bogor 16310 Indonesia
**) Program Studi Aeronotika dan Astronotika, Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Jl.Ganesha 10 Bandung 40132 Jawa Barat
1 e-mail: ridanto@ae.itb.ac.id
Diterima 16 Desember 2015; Direvisi 7 Februari 2016; Disetujui 10 Mei 2016

## ABSTRACT
As the biggest archipelago in the world, Indonesia really needs satellite system to support its defense  and  security.  Based  on  that,  this  research  aims  to  produce  the  preliminary  design  of telecommunication  satellite  system needed  for defense  and  security  campaign  in Indonesia. Per best practice  in  aerospace  engineering,  the  satellite  preliminary  design  is  preceded  by  a  satellite  concept design. In the concept design process, the users’ requirements, in this case, the Indonesian military, are studied, and comparative study is done for military telecommunication satellite solution that other countries used. The results are the satellite mission requirements, and design constraints to be used in the satellite preliminary design. The preliminary design shows that 2 kinds of satellites are needed to  accommodate  the  mission  requirements.  i.e.  L-band  for  mobile  communications  and  C-band  for fixed-high-datarate  communication.  Based  on  the  available  slots  and  the  design  constraints,  the  L- band satellite will be placed at 123 E. The satellite will weigh 2200 kg, has a power capacity of 1 kW, and  can  provide  data  communication  with  the  speed  of  512  kbps.  The  C-band  satellite,  that  will  be placed  at  118  E,  will  weigh  2400  kg,  has  power  capacity  of  1.5  kW,  and  can  provide  data communication with the speed of 10 Mbps. Both satellites can operate for 10 years.
Keywords : satellite design, defense telecommunications, Indonesian millitary

## ABSTRAK
Indonesia sebagai negara kepulauan terluas di dunia amat memerlukan sistem satelit untuk menunjang  sistem  pertahanan  dan  keamanannya.  Atas  motivasi  tersebut  penelitian  ini  bertujuan untuk  membuat  desain  awal  sistem  satelit  telekomunikasi  yang  diperlukan  untuk  pertahanan  dan keamanan  di  Indonesia.  Sesuai  kaidah  perancangan  satelit,  proses  desain  awal  didahului  dengan pembuatan  desain  konsep.  Pada  proses  desain  konsep  dilakukan  pendefinisikan  kebutuhan penggguna,  dalam  hal  ini  pihak  TNI  dan  Kementerian  Pertahanan,  dan  studi  banding  atas  solusi satelit telekomunikasi pertahanan di mancanegara. Hasil desain konsep adalah persyaratan misi dan batasan  desain,  yang  harus  diacu  pada  tahap  desain  awal  satelit.  Desain  awal,  diantaranya, menetapkan  desain  muatan  sehingga  dapat  mengakomodasikan  misi,  serta  ukuran  dan  berat  dari bus satelit, agar bisa memenuhi kebutuhan muatan. Hasil menunjukkan bahwa pemenuhan desain konsep  hanya  bisa  dilakukan  dengan  desain  awal  2  tipe  satelit  telekomunikasi,  yakni  dengan frekuensi L-band untuk komunikasi bergerak, dan frekuensi C-band untuk komunikasi statis dengan kecepatan  tinggi.  Sesuai  ketersediaan slot yang  menjadi  batasan  desain,  satelit  L-band  akan ditempatkan di 123 BT. Satelit tersebut mempunyai berat 2200 kg, konsumsi daya 1 kW, dan dapat melayani komunikasi data dengan kecepatan 512 kbps. Satelit C-band, yang akan berada di 118 BT, mempunyai  berat  2400  kg,  kapasitas  daya  1.5  kW,  dan  dapat  melayani  komunikasi  data  dengan kecepatan 10 Mbps. Kedua satelit tersebut dapat beroperasi selama 10 tahun.
Kata kunci : desain satelit, telekomunikasi pertahanan, TNI
1 PENDAHULUAN
Satelit komunikasi memiliki
peranan  penting  dalam  operasi  militer. Beberapa negara memiliki sistem komunikasi  militer  berbasis  satelit secara  mandiri  seperti  Amerika  Serikat, Inggris,  dan  Rusia.  Sebagian  dari negara-negara  yang  mempunyai  pakta pertahanan,  seperti  NATO,  melakukan kerja  sama  dalam  membangun  sistem satelit komunikasi militer.
Satelit komunikasi militer dirancang  untuk  menghasilkan  sistem komunikasi  yang  aman,  cepat,  mampu mencakup  wilayah  yang  dikehendaki dengan  baik  (regional  &  global),  dan mempunyai mobilitas tinggi.
Dibandingkan dengan satelit komunikasi untuk  kebutuhan  sipil  (perbankan misalnya),  satelit  komunikasi  militer diharuskan mempunyai tingkat keamanan transmisi data yang lebih tinggi.
Kebutuhan  akan  satelit  untuk aplikasi  pertahanan  dan  keamanan
Indonseia  telah  disampaikan  beberapa kali  oleh  para  pembuat  kebijakan  di media  massa.  Diantaranya  pernyataan Kepala LAPAN yang dimuat di Republika (Sasongko,  2014),  pernyataan  wakil menteri  pertahanan  di  okezone.com (Rahman, 2014), dan pernyataan Komisi I  DPR  yang  dimuat  di  VOA  Indonesia (Waluyo,  2015).  Hal  tersebut  menjadi salah satu motivasi dari pemilihan topik riset ini.
Motivasi  lain  dari  riset  adalah menjadi  latihan  bagi  mahasiswa  prodi Aeronotika  dan  Astronotika  ITB  dalam perancangan satelit.

## 2 METODE PERANCANGAN SATELIT
Perancangan  satelit,  umumnya melalui  3  tahap,  yakni  desain  konsep, desain  awal,  dan  desain  detil.  Pada tahap  desain  konsep  dilakukan  analisa terhadap  kebutuhan  pengguna,  yang nantinya  akan  diturunkan  menjadi persyaratan  misi.  Pada  proses  tersebut,
juga diidentifikasi batasan-batasan desain  sistem  satelit  yang  akan  dibuat. Untuk mencari batasan teknologi umumnya  dilakukan  survei  terhadap solusi-solusi  yang  sebelumnya  pernah dibuat untuk masalah tersebut. Dengan didapatnya persyaratan misi dan batasan desain,  maka  proses  desain  awal  bisa dilakukan.
Hasil  dari  desain  awal  adalah konfigurasi satelit yang dapat memenuhi parameter kinerja utama yang dipersyarat- kan misi tanpa melampaui batasan desain. Untuk  sistem  satelit  telekomunikasi parameter  kinerja  berarti  cakupan  dan datarate .  Sementara  batasan  desain umumnya  berat  dan  dimensi  luar ( envelope ).  Fokus  dari  desain  awal adalah  ditentukannyaspesifikasi  dari komponen-komponen  utama  dan  moda operasi satelit. Padaakhir proses, pengembang  satelit  diharapkan  dapat mulai membeli atau membuat komponen ( hardware / software ) satelit.
Desain  detil  mempunyai  fokus pada  perancangan  antarmuka  mekanik, elektronik, dan software , optimasi parameter  komponen  (seperti  modulasi, bahan  struktur  dlsb),serta  pembuatan prosedur  pengujian.  Sehingga  pada akhir tahap ini, pengembang siap untuk melakukan  integrasi  dan  pengujian satelit(Larson, 1999).

## 3 HASIL DESAIN KONSEP SATELIT 3.1  Perbandingan  Satkomhan  Manca- negera
Tabel 3-1 menunjukkan hasil studi pustaka  tentang  satelit  telekomunikasi pertahanan  (satkomhan)  mancanegara dari  studi  literatur  Kreb  (2016  a-e). Berdasarkan  data  tersebut,  diketahui bahwa  sebagian  besar  satelit  telekomu- nikasi  militer  menggunakan  satelit geostasioner  dengan  berat  3-5  ton. Penggunaan  satelit  komunikasi  militer
pada  orbit  geostasioner  memberikan cakupan terhadap wilayah negara tersebut  selama  terus  menerus.  Dari tabel terlihat bahwa Amerika merupakan satu-satunya  negara  yang  mempunyai satelit  yang  khusus  untuk  komunikasi UHF, yakni MOUS.
Tabel  juga  menunjukkan  bahwa satelit  komunikasi  militer  yang  ada menggunakan pita gelombang Ultra High Frequency (UHF:  400an  Mhz),  untuk komunikasi  bergerak,  dan Super  High Frequency (SHF)  di  pita  C,  Ku,  maupun X-band (3-18an GHz), untuk komunikasi statis.  Untuk  jenis  komunikasi  semi bergerak  dengan  keamanan  tinggi, digunakan Extremely  High  Frequency (Ka-band :>20 GHz).
Frekuensi  UHF  digunakan  untuk komunikasi  bergerak  karena  ukuran perangkat  penggunanya  ( user  terminal ) yang  kecil.  Namun  komunikasi  pada frekuensi ini mempunyai kapasitas yang rendah  (hanya  untuk  suara  dan  teks singkat),  sehingga  umumnya  digunakan pada unit-unit taktis.
Untuk kapasitas ( datarate ) komunikasi  yang  lebih  tinggi,  seperti pengiriman  video/citra/dokumen  yang diperlukan untuk pengambilan keputusan pada  hierarki  komando,  umumnya digunakan SHF. Semakin tinggi frekuensi yang  digunakan,  harga  dari  perangkat yang  digunakan  pengguna  semakin mahal,  dan  memerlukan  antena  yang mengarah pada satelit ( directional antenna ).  Namun  pada  saat  yang  sama kemampuan  sistem  untuk  mengatasi gangguan  interferensi  radio  ( jamming ) juga meningkat. Satelit komunikasi militer yang  menggunakan  pita  gelombang sangat  tinggi  (V-band)  memiliki  tingkat keamanan yang tinggi,  karena digunakan untuk pengendalian senjata nuklir.
Gambar 3-1 menunjukkan konfigurasi  satelit  UHF  MUOS  yang
menggunakan  antena  dengan  diameter sangat besar (30 m), untuk menjamin jalur komunikasi  dapat  dilakukan  dengan perangkat sebesar  telepon genggam  dari permukaan Bumi. Gambar 3-2 menunjuk- kan  konfigurasi  satelit  C/Ku/X-band
yang mempunyai 2 antena dengan lebar sekitar  3  m.  Karena  merupakan perangkat yang digunakan negara maju, data  konfigurasi  tersebut  diantaranya akan  menjadi  asumsi  batasan  desain, dari  kemampuan  teknologi  yang  ada.
Gambar 3-1: Satelit MUOS (Kreb, 2016e)
Gambar 3-2: Satelit Sicral-2 (Kreb, 2016c)

## 3.2  Perangkat Pengguna Satkomhan
Dalam konsep Command, Control,
Communications, Computers, Intelligence, Surveillance and Reconnaissance (C4ISR) satelit  telekomunikasi  berfungsi  sebagai penghubung  dari  keseluruhan  aset
militer di darat, laut, dan udara, seperti yang  diilustrasikan  pada  Gambar  3-3 (garis  kuning).  Salah  satu  teknologi militer  yang  paling  canggih  saat  ini adalah  pesawat  terbang  tanpa  awak (UAV)  yang  dapat  beroperasi  jauh  dari pengendalinya. UAV tersebut
mengandalkan  sistem  komunikasi  dari satelit  untuk  berhubungan  dengan pusat kendalinya.

## Gambar 3-3: Konsep C4ISR
(http://www.taikongmedia.com)
Tabel 3-1:SATELIT  TELEKOMUNIKASI PERTAHANAN MANCANEGERA
Satelit Pemilik Berat (kg) Orbit Longitude at Epoch Band Lifetime (Tahun) Jumlah transponder Syracuse 3 Perancis 3725 GEO 47.02 o E SHF/EHF 12 40 SHF, 6 EHF Sicral 2 Italia & Perancis 3000 GEO 11.8 o E UHF/SHF/Ka  10 - Skynet 5 Inggris 4700 GEO 17.8 o W X-band /UHF 15 9 UHF, 15 X- band Milstar/AEHF Amerika Serikat 4500 GEO 30.0 o E EHF/UHF 10 32 (45 GHz up/20 GHz down) MUOS Amerika Serikat 3800 GEO 177° W; 100° W; 15.5° W; 75° E UHF 15
Gambar 3-4: Antena satcom pada UAV (http://www.defensemedianetwor k.com/)
Gambar 3-6: Stasiun  Bumi  semi  permanen militer(http://archive.defense.gov) 3.3 Persyaratan Pengguna
Gambar 3-4 menunjukkan
perangkat  pengguna    dengan  antena parabola  pada platform gymbal  untuk menjaga  akurasi  arahnya  pada  satelit. Diameter  antena  untuk  aplikasi  ini dibatasi  oleh  dimensi  badan  pesawat, yang  pada  UAV  tempur  umumnya  tidak lebih dari 1 m. Untuk pasukan infanteri, perangkat pengguna menggunakan antena Yagi  untuk  komunikasi  satelit  dengan frekuensi  UHF  (Gambar  3-5).  Untuk komunikasi  dengan datarate yang  lebih besar, ukuran antena umumnya dirancang  agar  bisa  dipasang  di kendaraan  militer  (diameter  <  3.5  m), atau  wahana  semi-portabel  (Gambar  3- 6).  Data platform pengguna  tersebut akan  digunakan  sebagai  asumsi  desain dalam  menghitung  kapasitas  sistem komunikasi satelit ( link budget ).
Gambar 3-5: Antena satcom militer UHF (http://www.eliteukforces.info/)
Saat  ini,  jaringan  telekomunikasi satelit  yang  digunakan  TNI  adalah  dari satelit  milik  PT  Telkom  dan  PT  Indosat, untuk  video  conference,  VPN  IP,  dan PSTN (data/voice). Karena menggunakan frekuensi C-band, jaringan telekomunikasi lapangan  yang  bisa  dibuat  hanya  pada platform semi-portabel. Kebutuhan teknologi  satelit  telekomunikasi  di Kemhan/TNI adalah untuk pengendalian di  wilayah  operasi  seluruh  Indonesia. Pada struktur TNI/Kemhan, yang meng- operasikan hub bagi sistem telekomunikasi satelit  tersebut  adalah  Pusat  Data  & Informasi  (Pusdatin)  Kemhan,  yang  juga bertugas  sebagai  otoritas  teknologi informasi. Di TNI, telekomunikasi merupakan  tugas  dari  Dinas  Komunikasi Elektronik  (Diskomlek)  dan  Satuan Telekomunikasi  Elektronik  (Satkomlek). Di TNI-AU, Diskomlek juga bertugas untuk mengintegrasikan  data  dari  seluruh satuan  radar,  di  antaranya  dengan sistem  telekomunikasi  satelit.  Di  TNI-AL juga  terdapat  unit  yang  bertugas mentransmisikan  informasi  dari  radar dan  AIS  pantai  milik  TNI-AL  di  seluruh Indonesia  ke  markas  besar  di  Jakarta viasatelit telekomunikasi.
Dengan
tersedianya transponder Ku-band di BRIsat.  Di  TNI-AD,  terdapat  Dinas Informasi & Pengolahan Data
(Disinfolahta),  yang  juga  mempunyai
tugas sebagai
otoritas teknologi informasi (Pusdatin, 2014) (Adi, 2016).
Hingga  kini,  untuk  infrastruktur telekomunikasi satelit, Kemhan/TNI masih tergantung pada operator telekomunikasi  sipil/komersial.  Hal  ini memungkinan  berbagai  aspek  dalam pertahanan  negara  dikendalikan  oleh pihak  lain.  Salah  satu  solusi  untuk mengamankan jaringan komunikasi tersebut  adalah  dengan  menggunakan satelit  yang  dikendalikan  sendiri  oleh pihak  militer.  Solusi  tersebut  adalah yang  ditempuh  oleh  beberapa  negara seperti pada bab 3.1.
Salah satu faktor yang membatasi kepemilikan  satelit  adalah  tersedianya slot orbit  dan  frekuensi  operasi. Berdasarkan  informasi  dari  kominfo, Indonesia  memilki slot L-band  di  123  E dan C-band di 115,4 E (Damanik, 2015). Sehingga  sistem  satelit  telekomunikasi pertahanan  akan  dirancang  untuk menggunakan  asumsi band dan slot tersebut.
Berdasarkan informasi dari Pusdatin  (2014),  penggunaan  sistem satelit telekomunikasi pertahanan untuk operasi  militer  di  masa  damai  adalah untuk  mengatasi  separatisme  dan terorisme, penjagaan perbatasan, mitigasi bencana,  bantuan  SAR,  pengamanan pejabat  dan  tamu  negara,  dan  tugas perdamaian  dunia.  Penggunaan  satelit telekomunikasi pertahanan untuk operasi di  masa  perang  adalah  sesuai  dengan doktrin  pertempuran  3  matra,  yakni dibagi  menjadi  2  tipe  yakni  komunikasi statis  ( Fixed  Satellite  System :  FSS) dengan daratate tinggi,  dan  komunikasi bergerak  ( Mobile  Satellite  System :  MSS) dengan datarate menengah. FSS digunakan  untuk  komunikasi  dari mabes TNI ke kotama, komunikasi antar kotama,  dan  komunikasi  ke/dari  pos perbatasan  dan  satuan  pelapor.  MSS
digunakan  untuk  jaringan  integrasi radar  udara  dan  laut,  komunikasi ke/dari pesawat dan kapal laut, jaringan komunikasi  ke/dari kodal. Sesuai dengan  kajian  pada  bab  3.2,  dalam desain  kecepatan  komunikasi  FSS diasumsikan  minimal  2  Mbps  dengan antena  pengguna  berdiamater  3  m,  dan MSS  berkecepatan  512  kbps  dengan antena pengguna berdiamater 50 cm.

## 3.4  Batasan Desain
Satelit L-band yang pernah dimiliki Indonesia (sebelumnya beroperasi di 123 E)  adalah  Garuda-1.  Satelit  tersebut mempunyai 2 buah deployable antennas dengan  diameter 12 m,  dan mempunyai bobot 4,5 ton. Satelit tersebut mepunyai 140 spot  beams ,  dimana  sekitar  70  di antaranya  di  wilayah  Indonesia  (Kreb, 2016f).  Namun  teknologi  yang  digunakan oleh  satelit  ini  terbilang  cukup  tua, sehingga  dicari  referensi  konfigurasi satelit  yang  lebih  baru.  Trend  satelit  L- band  saat  ini  menggunakan  1  buah deployable  antena seperti  MEXSAT  dan Inmarsat-4 (Gambar 3-7). MEXSAT adalah satelit MSS Meksiko yang berbobot 5 ton dan mempunyai antena dengan diameter 22  m  untuk  melayani  200 spot  beams . Satelit  tersebut  mempunyai  kapasitas daya  listrik  14  kW  dan  beroperasi  sejak akhir  tahun  2015  (Kreb,  2016g). Inmarsat-4 memiliki bobot 6.6 ton dengan diameter  antena  12  m  untuk  melayani 200 spot  beams .  Satelit  mempunyai kapasitas  daya  listrik  12  kW  dan  mulai beroperasi sejak akhir 2013 (Kreb, 2016h). Dengan berasumsi bahwa cakupan MSS yang  akan  dibangun  adalah  setengah dari yang dimiliki oleh Garuda-1  (hanya beam Indonesia),  dan  roket  peluncuran terkecil ke geostasioner dapat membawa muatan  hingga  2,5  ton,  maka  batasan desain satelit L-band yang akan dirancang adalah  berat  tidak  lebih  dari  2,5  ton,
mempunyai  1  buah  antena deployable dengan  diameter  tidak  lebih  dari  12  m, mempunyai  kapasitas  daya  listrik  tidak lebih dari 10 kW.
Satelit C-band yang pernah dimiliki Indonesia  adalah  kelas  2,5  ton,  yang memilki  24 transponders (Telkom-1/2), dan  kelas  4  ton,  yang  memiliki  60 transponders (BRISat). Saat ini, kelas 2,5 ton  adalah  yang  terkecil  untuk  satelit GEO.  Dengan  asumsi  bahwa  kapasitas telekomunikasi  yang  diperlukan  lebih kecil dari yang umumnya disiapkan oleh operator telekomunikasi komersial, maka  digunakan  asumsi  bahwa  satelit C-band yang akan dirancang mempunyaiberat  tidak  lebih  dari  2,5  ton, mempunyai tidak lebih dari 24 transponders .  Seperti  Telkom-2,  satelit tersebut  akan  mempunyai  2  buah antena dengan diameter 3 m.
Gambar 3-7: Satelit Inmarsat-4 (Kreb, 2016h)

## 3.5  Persyaratan Desain Awal
Dari proses desain konsep desain pada  bab  ini,  didapat  parameter  untuk desain awal satelit sebagai berikut:

## Tabel 3-2: PARAMETER DESAIN AWAL SATELIT
Satelit L-band C-band Posisi 123 E 115,4 E Berat <2,5 ton <2,5 ton Antena sat. Min. 1x12 m 2x3m Antena user Max. 50 cm Max. 3 m Datarate   >256 kbps >2 Mbps Footprint  Laut Indonesia  Indonesia Umur >10 tahun >10 tahun

## 4 DESAIN AWAL
Proses  desain  yang  pertama dilakukan  adalah  perancangan  muatan satelit.
Dalam hal ini berupa perhitungan link  budget untuk  melihat apakah  misi  pengiriman  data  sesuai dengan persyaratan misi.

## 4.1  Desain Subsistem Muatan
Gambar 4-1 adalah hasil
perancangan footprint dari beam satelit C-band  (warna  merah)  dan  satelit  L- band  (warna  biru).  Jumlah  keseluruhan beam yang  digunakan  adalah  10  buah untuk  frekuensi  C-band  dan  44  buah untuk satelit L-band. Diameter beam C- band adalah 1194 km sedangkan untuk beam L-band  adalah  440  km.  Sesuai dengan  persyaratan  pada  tabel  3-2, sebaran footprint L-band  diutamakan pada  wilayah  laut,  sementara footprint
C-band adalah seluruh wilayah
Indonesia.
Gambar 4-1: Desain footprint satelit L-band dan
C-band
Berdasarkan footprint tersebut, dilakukan  verifikasi datarate melalui perhitungan link-budget , sesuai referensi Larson  (1999)  bab  10,  dan  Suryana (2014).  Penghitungan  dilakukan  pada line-of-sight terjauh,  yaitu  Aceh  untuk satelit  L-band  dan  Papua  untuk  satelit C-band  (tabel  4-1  dan  4-2).    Dari  hasil perhitungan link  budget maka  dapat diketahui bahwa satelit dapat memenuhi
kebutuhan datarate sebesar  512  kbps untuk  L-band  dan  10  Mbps  untuk  C- band.
Tabel 4-1:  HASIL

## PERHITUNGAN
LINK BUDGET L-BAND TERJAUH
Tabel 4-2:  HASIL PERHITUNGAN LINK BUDGET
C-BAND TERJAUH

## 4.2  Perhitungan Subsistem Daya
Dari  hasil  desain  subsistem muatan  di  sub-bab  4-1  dapat  dihitung daya  yang  diperlukan  oleh payload utama  pada  masing-masing  satelit. Satelit  L-band  membutuhkan  daya  880 Watt  untuk payload sedangkan  C-band membutuhkan  daya  1000  Watt  untuk payload.  Kebutuhan  daya  total  dari  tiap satelit  dihitung  dengan  data  perkiraan statistik  pada  referensi  Larson  (1999) bab 10, seperti pada Table 4-3.
Dengan konsumsi tersebut, maka energi  yang  diperlukan  oleh  satelit dalam  L-band  dalam  24  jam  adalah 30552 Whr dan satelit C-band 34320 Whr. Untuk  memenuhi  kebutuhan  tersebut digunakan  panel  surya  yang  berbahan GaAs,  yang  mempunyai  efisiensi  20%, dan  faktor  degradasinya  2.7%/tahun. Mengacu  pada  metoda  perhitungan  di referensi  Larson  (1999)  bab  11,  untuk menjamin ketersediaan daya listrik yang cukup  hingga  tahun  operasi  ke  10, diperlukan luas panel surya minimal 36 m 2 ,  bagi  kedua  satelit.  Penempatan panel surya tersebut dibagi menjadi dua bagian, pada  sisi kiri  dan kanan  satelit, masing-masing  dengan  lebar  3  m  dan panjang 6 m.

## Tabel 4-3:  KONSUMSI  DAYA  SATELIT  L-BAND AND C-BAND
L-band (W) C-band (W) payload 880 1000 propulsion 49 71 ADCS 194 143 TTC 49 71 Main computer 52 74 thermal 49 71 Total 1273 1430

## 4.3  Perhitungan Propulsi dan Masa
Perhitungan dry  mass (berat tanpa  bahan  bakar)  satelit  dilakukan dengan  pendekatan data  statistik  satelit komunikasi  yang  pernah  ada,  seperti
pada referensi Larson (1999) bab 10 dan Springmann  (2004).  Tabel  4-4  memuat hasil extrapolasi model statistik tersebut untuk  kasus  satelit  pertahanan  L-band dan C-band.
Untuk menjaga kualitas pelayanan  telekomunikasinya,  satelit Geostasioner  perlu  melakukan  manuver orbit/station-keeping .  Sehingga,  pada kasus  satelit  komunikasi  pertahanan  L- band dan C-band, diperlukan bahan bakar untuk  beroperasi  selama  10  tahun. Perhitungan  dilakukan  dengan  asumsi roket  peluncur  hanya  mengantarkan hingga  orbit  transfer  (GTO),  sehingga satelit  akan  melakukan Apogee  burn untuk  mecapai  orbit  geostasioner,  dan melakukan station keeping selama umur operasinya, serta dry mass yang didapat dari Tabel 4-4 (ditambah margin).

## Tabel 4-4: MASS BUDGET SATELIT KOMUNIKASI PERTAHANAN
L-band (kg) C-band (kg) Dry mass 1047.3 960 payload 297.4 272.7 structure 179.1 164.2 thermal 52.4 48 power 309 283.2 TTC 32.5 29.8 ADCS 72.3 66.2 propulsion 91.1 83.5
Parameter  yang  diketahui  dari dua  kondisi  tersebut  adalah  kecepatan tambahan  (  V)  yang  diperlukan  yaitu sebesar  1500  m/s  untuk Apogee  burn, dan  kecepatan  tambahan  86,5  m/s untuk  koreksi  orbit  per  tahun.  Kedua satelit diasumsikan menggunakan sistem  propulsi bi-propellant .    Tabel  4-5 menunjukkan perincian konsumsi bahan  bakar  ( propellant )  pada  satelit  L- band  untuk  kedua  jenis  manuver  orbit tersebut. Tabel 4-6 menunjukkan perincian  konsumsi  bahan  bakar  pada satelit  C-band  untuk  kedua  jenis manuver orbit.
Tabel 4-5: PROPELLANT SIZING SATELIT L-BAND
Tabel 4-7: PROPELLANT SIZING SATELIT C-BAND
Tabel  4-6  dan  4-7  menunjukkan bahwa  bahan  bakar  yang  dibutuhkan oleh satelit L-band adalah 1312 kg, dan untuk satelit C-band 1202,8 kg. Dengan asumsi  sistem  propulsi bi-propellant , didapatkan volume tangki yang diperlukan yaitu  sebesar  0,95  m 3 untuk  satelit  L- band, dan 0,87 m 3 untuk satelit C-band.
Dengan data volume tangka (yang umum- nya  berbentuk  bulat  atau  ellipsoid) tersebut,  maka  dapat  dipastikan  masing- masing  satelit  akan  bisa  masuk  dalam
fairing roket peluncur geostasioner kelas 2,5  ton  (Soyuz,  GSLV,  LM-3),  yang umumnya  memiliki  diameter  3,5  m  dan panjang  5  m.  Tabel  juga  menunjukkan bahwa launch  mass dari  masing-masing satelit  tidak  melebihi  batasan  roket peluncur, yakni 2400 kg untuk satelit L- band dan 2200 untuk satelit C-band.

## 4.4 Konfigurasi Satelit
Dengan data ukuran antena, luas solar  panel (atau  panel  surya?),  dan ukuran  bus  satelit,  secara  geometris, satelit  L-band  dan  C-band  untuk komunikasi  pertahanan  Idonesia  dapat diilustrasikan  seperti  pada  Gambar  4-2 dan 4-3.
Gambar 4-2: Ilustrasi hasil desain satelit L-band
Gambar 4-3: Ilustrasi hasil desain satelit C-band

## 5 KESIMPULAN
Telah dilakukan desain awal sistem satelit telekomunikasi pertahanan untuk Indonesia. Berdasarkan  persyaratan pengguna dan ketersediaan sumberdaya
slot orbit  dan  frekuensi,  didapatkan konfigurasi  2  satelit  untuk  mendukung komunikasi  bergerak  dan  statis  sebagai berikut:
Frekuensi L-band C-band Posisi 123 BT 118 BT Datarate 512 kbps 10 Mbps Footprint Maritime Indonesia Indonesia Beams 34x440km  10x1200km Konsumsi daya 1 Kw 1,5 kW Berat 2200 kg 2400 kg Umur operasi  10 tahun 10 tahun
Satelit  L-band  akan  memiliki antena dengan diameter 18 m, sehingga antena pengguna di Bumi cukup dengan diameter 50 cm, yang bisa diimplementasi- kan di UAV (sebagai aplikasi yang paling kompleks).  Dengan datarate yang  ada UAV  akan  bisa  dioperasikan  secara real time dari jarak jauh ( beyond line-of-sight ).
Satelit  C-band  akan  memiliki antena  dengan  diameter  3  m,  sehingga dengan  antena  yang  terpasang  secara semi-statis  (diameter  3  m),  dapat melakukan  komunikasi  dengan  kecepatan sangat  tinggi  ( high  resolution  video streaming , dan lain lain).
Hasil desain awal dapat digunakan untuk  tahap  desain  sistem  selanjutnya, seperti perencanaan operasi komunikasi ( network  planning ),  pembuatan  perkiraan biaya, dan sebagainya.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih kepada  Fakultas  Teknik  Mesin  dan
Dirgantara  ITB  yang  telah  mendanai riset  ini  (SK  Dekan  FTMD,  ITB,  No: 213/SK/I1.C08/PL/2016).
Penulis  mengucapkan  terimakasih  pada Dr.  Joko  Suryana  dari  STEI  ITB  untuk konsultasinya mengenai
satelit komunikasi.

## DAFTAR RUJUKAN
Adi,  D.;  IMSS,  2016. Radar  Pengawas  Garis
Pantai  Selat ;  http://cintabelanegara.
blogspot.co.id/2015 /01/imss-radar- pengawas-garis-pantai-selat.html (dilihat April 2016).
Damanik,  G., 2015. Satellite  Regulatory  and  Usage in  Indonesia ;  ITU/MIC  International Satellite Symposium, Vienam.
Dunk,  K.,  2011. Analysis  and  Design  of  a
Propulsion  System  Trade  Study  Tool  for a  Boeing  376  Series  Communications Satellite ,  California  Polytechnic  State Institute.
Kreb,  G.;Garuda-1;  http://space.  skyrocket.
de/doc_sdat/garuda-1.htm (dilihat April 2016f).
Kreb,  G.;  Inmarsat-4;  http://space.  skyrocket.
de/doc_sdat/alphasat.htm (dilihat April 2016h).
Kreb,  G.;  MEXSAT-1;  http://space.  skyrocket.
de/doc_sdat/mexsat-1.htm
(dilihat April 2016g).
Kreb,  G.;  Milstar-2;  http://space.    skyrocket.
de/doc_sdat/milstar-2.htm (dilihat Januari 2016a).
Kreb,  G.;  MUOS-1;  http://space.  skyrocket.
de/doc_sdat/muos-1.htm (dilihat Januari 2016e).
Kreb,  G.;  Sicral-2;  http://space.  skyrocket.
de/doc_sdat/sicral-2.htm (dilihat Januari 2016c).
Kreb,  G.;  Skynet-5;  http://space.  skyrocket.
de/doc_sdat/skynet-5.htm (dilihat Januari 2016b).
Kreb,  G.;  Syracuse-3;  http://space.  skyrocket.
de/doc_sdat/syracuse-3.htm (dilihat
Januari 2016d). Larson, W. J., Wertz, J. R., 1999. Space Mission
Analysis  and  Design ,  Kluwer  Academic Publisher.
Pusdatin  Kemhan,  2014. Rencana  Paparan Satelit  Pertahanan ,  Presentasi  pada
FGD  Rencana  Induk  25  Tahun
Teknologi Satelit Nasional, LAPAN, Juni
2014.
Rahman,  A.;  Pertahanan  RI  Kuat  jika  Punya
Satelit Sendiri; http://news.
okezone.com/read/2014/09/19/339/1
041688/pertahanan-ri-kuat-jika-
punya-satelit-sendiri  (dilihat  Februari
2014).
Sasongko,  A.;  LAPAN,2014.  Indonesia  Butuh Satelit  untuk  Kepentingan  Pertahanan; http://www.republika. co.id/berita/nasional/umum/14/04/2
1/n4djfn-lapan-indonesia-butuh- satelit-untuk-kepentingan-pertahanan
(dilihat Februari 2014).
Springmann, P.N., De Weck, O. L., 2004. Parametric  Scaling  Model  for
Nongeosynchronous
CommunicationsSatellites ,  Journal  of Spacecraft and Rockets, Vol. 41, No. 3. Suryana,  J.  Putri,  N.  P.,  2014. Desain  Satelit Broadband  Nasional  pada  Frekuensi Ka-band ,  Presentasi  Penelitian  STEI ITB.
Waluyo,  A.,2015. Indonesia  Bangun  Satelit Khusus  Kontra  Intelijen ;  http://www.
voaindonesia.com/content/indonesia- bangun-satelit-khusus-kontra- intelijen/1800023.html  (dilihat  April
2015).

## PENGUJIAN MODUL PENGOLAH DATA TELEMETRI LAPAN-A3/IPB UNTUK MENGHASILKAN PRODUK LEVEL-0

## (THE TESTOF LAPAN-A3/IPB TELEMETRY DATA PROCESSOR MODULE TO PRODUCE LEVEL-0 PRODUCT)
Suhermanto Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Pusat Teknologi Satelit Jl. Cagak Satelit Km. 4, Bogor 16310 Indonesia e-mail: suhermanto@lapan.go.id
Diterima 8 Desember 2015; Direvisi 28 Februari 2016; Disetujui 16 Mei 2016

## ABSTRACT
Telemetry data processing modulis a software for converting the LAPAN-A3/IPB telemetry data into  raw  sensor  data  (level-0  product). Telemetry  data  output  from  the  High  Data  Rate  Modulator- demodulator  (HDRM)  becomes  an  input  for  telemetry  data  processor,  which  has  entered  its  setup parameter.  The  objective  of  the  research  is  to  test  LAPAN-A3/IPB  telemetry  data  processor implementation. The development and processing of telemetry data have been performed on a desktop computer that are divided into two stages, data decoding and data decomposition.The performance of the software has been tested using eight samples of raw-data, consisted of multi-spectral and camera matrix data obtained before and after the launch of the satellite. The test results showed, there were no missing telemetry data frames and damaged codeword in the process of decoding.Data on missing multi-spectral lines  and data on camera matrix frame lost in the process of decomposition were not found. It was concluded that the overall performance of the test result was that the system used was not able todecode, decompose, display quick-look LISA, or extractcamera matrix data in real-time.To perform  as  required,  the  computer  performance  needed  to  be  increased  up  to  8  times. From  this process,  approximately  92%  of  CPU  time  were  used  for  decoding  and  only  about  8%  were  for  the decomposition, extraction of data LISA, or extraction of data camera matrix.Improvement attempt by changing  the  word-size  of  32bit  processors  into  64bit,  did  not  give  significant  results  and  was  only able to improve the processing speed of 8.1%.
Keywords: telemetry, raw-data, decoding, decomposision, quick-look

## ABSTRAK
Modul pengolah data telemetri adalah software untuk mengubah data telemetri LAPAN-A3/IPB menjadi data sensor yang masih mentah (produk level-0). Data telemetri keluaran dari perangkat High Data  Rate  Modulator-Demodulator (HDRM)menjadi  masukan  bagi  pengolah  data  telemetri,  yang parameter set-up nyatelah  dimasukkan.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  menguji  implementasi pengolahan data telemetri satelit LAPAN-A3/IPB. Pembangunan dan pengolahan data telemetri telah dilakukan  di  komputer  desktop  yang  dibagi  dalam  dua  tahap,  yaitu  pendekodean  data  dan dekomposisi  data.  Unjuk  kerja software telah  diuji  menggunakan  delapan  sampel raw-data ,  terdiri atas data multi-spektral dan matrik kamera yang diperoleh sebelum dan sesudah peluncuran satelit. Hasil  uji  memperlihatkan,  tidak  ditemukan frame data  telemetri  yang  hilang  dan codeword yang rusakpada proses pendekodean data. Juga tidak ditemukan data pada larikmulti-spektralyang hilang maupun  data  pada  matrik  kamera  yang  hilang  pada  proses  dekomposisi.  Dari  uji  kinerja  secara keseluruhan  didapat  hasil  bahwa  sistem  yang  digunakan  tidak  mampu  melakukan  dekoda, dekomposisi,  menampilkan quick-look LISA,atau  ekstraksi  data  matrik  kamera  secara real- time. Perlupeningkatan  kinerja  komputer  hingga  8  kali  lebih  baik.Dari  proses  tersebut,  sekitar  92% CPU time dipakai untuk pendekodean data dan hanya sekitar 8% untuk dekomposisi, ekstraksi data LISA,atau  ektraksi  data  matrik  kamera.  Upaya  perbaikan  yang  dilakukan  dengan  mengubah word- size prosesor  dari  32bit  menjadi  64bit  hasilnya  tidak  signifikan  dan  hanya  mampu  memperbaiki kecepatan proses 8,1%.
Kata kunci: telemetri, data-mentah , pendekodean, dekomposisi, quick-look

## 1 PENDAHULUAN
Satelit LAPAN-A3/IPB adalah satelit eksperimen ketiga yang dirancang untuk melanjutkan  misi  satelit  LAPAN-A2/ ORARI. Pada misi ketiga telah dilakukan beberapa  penyempurnaan,  utamanya pada  sistem  transmisi  dan  sistem pencitra  objek.  Untuk  mendukung  misi pemantauan tanaman pangan eksperimen, satelit  membawa Line  Imaging  Space Application (LISA) sebagai muatan utama beserta muatan lain hasil penyempurnaan dari  misi  sebelumnya.  Muatan  tersebut adalah  matrik-kamera  ( High  Resolution Digital Camera, HRDC),
Automatic
Identification  System (AIS)  dan Hybrid Fluxgate Magneto meter (HFGM).
LISA  adalah  instrument  pencitra larik  multi-spektral  ( push  broom  multi- spectral  imager) dengan  alokasi  spektral yang  mirip  dengan  keempat  kanal spektral  Landsat  pada  daerah  tampak. Spesifikasi  kanal  spektral  LISA  dikaji dan  ditentukan  berdasarkan  hasil penelitian  bersamaantara  LAPAN  dan Institut  Pertanian  Bogor  (IPB)  guna memenuhi kebutuhan misi untuk
pemantauan  tanaman  pangan  (Pusat Teknologi Satelit, 2012).
Dari  semua  muatan  satelit,  LISA dan  HRDC  adalah  dua  instrumen penyediadata-misi terbesar.
Untuk
menyalurkan data-misi tersebut digunakan  frekuensi  pita-X  dengan kecepatan  transmisi  105  Mbps.Selain pindah  dari  pita-S  ke  pita-X,  pada  misi ketiga  ini  diupayakan  agar  paket  data telemetrinya juga memenuhi standardisasi  sistem  data  ruang-angkasa. Pemenuhan  standardisasi  ini  akan memberi  kemudahan  pada  penerimaan maupun  pengeloaan  data  di  satelit. Untuk  memudahkan  penanganan  data di  satelit  digunakan  perangkat Payload Data  Handling (PDH).  PDH  menangani semua proses pengelolaan data mulai dari pengumpulan  data-misi,  perekaman/ pengambilan data on-board , perlindungan data, danpembentukan paket Consultative  Committee  for  Space  Data Systems (CCSDS),  yang  merujuk  pada spesifikasi  desain  satelit  dan Interface Control Document (Vectronic, 2013).
PDH  mengelompokkan  proses akuisisi  dan  transmisi  data  telemetri
dalam enam modus  operasi  yaitu:  mode operasi LISA , mode operasi SPACE, mode operasi LISA  Real-Time  (RT) Lossy, mode operasi LISA  RT  Lossless, serta  mode operasi AIS dan  mode  operasi HFGM . Mode  operasi  LISA  dan  SPACE  adalah mode  operasi  transmisi  data  rekaman, tidak  dikompres  dan  menjadi  bahasan pada tulisan ini.
Akuisisi  oleh  sensor  LISA  akan menghasilkan  data  dengan  resolusi radiometrik  16  bit.  Pada  mode  operasi LISA, data  hasil  akuisisi  akan  direduksi radio metriknya (sesuai perintah), kemudiandisinkronkan dengan data sikap  satelit  ( Attitude  Control  System, ACS),  ditambah  dengan  data time, selanjutnya  disimpan  ke  memori  ( flash- disk). Prinsip  yang  sama  diterapkan pada  mode  operasi SPACE, hanya  saja datanya  berasal  dari  matrik-kamera. Dalam  hal  ini,  data  dari  matrik-kamera disimpan  baris  demi  baris  seperti penyimpanan data multi-spektral.
LISA RT Lossy adalah mode operasi real-time, dimana  data  hasil  akuisisi LISA  di-reduksi  menjadi  12  bit/pixel, kemudian  di  kompres  dengan  algoritma Lossy, disinkronkan  dengan  data time dan  ACS,  untuk  kemudian  diteruskan ke CCSDS  formatter yang  selanjutnya ditransmisikan  ke  bumi.  Sedang  pada mode  operasi LISA  RT  Lossless, proses- nya mirip dengan LISA RT Lossy kecuali datanya dikompres menggunakan algoritma Lossless .  Pada  makalah  ini, mode  operasi LISA  RT  Lossy,  LISA RTLossless ,  AIS,  dan  HFGM  tidak dibahas lebih lanjut.
Data LISA dan/atau matrik-kamera yang tersimpan di satelit akan dikirim ke penerima  bilamana  PDH  mendapat perintah  dari  stasiun  kendali  di  bumi. Dalam  hal  ini,  data  rekaman  akan dibaca kembali, kemudian disandikan di CCSDS  formatter yang  meliputi  peng- kodean Reed-Solomon  (RS) ,  randomisasi Pseudo-Noise (PN),  penambahan  kode Attached  Synch  Marker (ASM)  untuk selanjutnya  diteruskan  ke transmitter. Implementasi  penyandian  data  telemetri
merujuk  pada  standar  CCSDS  versi  2 dengan  parameter  paket  terdapat  pada dokumen  detail  desain  satelit  LAPAN- A3/IPB  (Satellite  Technology  Center, 2015).
Lazimnya pengembang satelit mempersiapkan  sistem  operasi  satelit secara  mandiri  yang  meliputi  operasi TT&C dan akuisisi data misi. Tujuannya adalah untuk mencegah dan melindungi satelit  dari  akses  ilegal.  Data  yang diterima  di  stasiun  bumi  berupa  data telemetri  atau  data-metah  ( raw-data ) yang  perlu  diolah  untuk  menghasilkan produk  level-0.  Produk  level-0  juga berupa  data  mentah  hasil  pencitraan instrumen  yang  belum  diproses,  namun telah  terbebas  dari  berbagai  artefak komunikasi  (United  States  Geological Survey, 2009).
Secara  umum,  penelitian  ini membahas  tentang  rancangan  dan pengujian modul pengolah data telemetri LAPAN-A3/IPB untuk menghasilkan produk  level-0  bagi  data  LISA  dan  data matrik-kamera. Implementasinya diwujudkan dengan membuat dan menguji software pengolah data telemetri berbasis invers algoritma pengkodean data telemetri ( Telemetry Data Encoding ), menampilkan dan mengarsipkan hasilnya. Pembahasan dan  pengujian  modul  dimaksudkan untuk  mendapatkan  performamodul yang  memenuhi  kebutuhan  operasional. Diharapkan,  hasil  penelitian  ini  akan bermanfaat  juga  untuk  pengembangan modul  pengolah  data  telemetri  LISA terkompres lossy maupun lossless.

## 2 METODOLOGI
Data  telemetri  satelit  LAPAN- A3/IPB telah memenuhi standar CCSDS, sehingga  pendekodeannya bisa  menggu- nakan perangkat High Data Rate Modem (HDRM) yang tersedia di pasar. Perangkat HDRM bersifat modular, dapat dikonfigurasi sebagai demodulator , frame synchronizer,  data  ingest atau  sebagai pengarsip data telemetri kecepatan tinggi. Kemampuan  tersebut  didukung  oleh fasilitas Forward  Error  Correcting (FEC)
codes untuk  berbagai  tipe  data  telemetri satelit  hingga  kecepatan  1,5  Gbps (Orndorff, Tim; Puri, Amit; Smiley, Mike; Connell, 2016).
Sebelum  diterbangkan,  kinerja PDH  satelit  LAPAN-A3/IPB  telah  diuji menggunakan  perangkat  HDRM  yang meliputi  proses  modulasi-demodulasi, dan  enkode-dekode  (Judianto  &  Nasser, 2015).  Juga  telah  dievaluasi  untuk beberapa  tipe  modulasi  dan channel encoder, dimana  diperoleh  data  bahwa margin link  budget >3db  hanya  dapat diperoleh bila menggunakan FEC codes (Nasser,  Suhermanto,  &  Hasbi, 2013).  Hal  ini  relevan  diterapkan  pada misi  satelit  mikro,  karena  penyandian FEC lebih  efisien  dalam  penggunaan kanal komunikasi (Secretariat, 2012).
Perangkat  HDRM  selain powerful namunharganya  sangat  mahal.  Tidak semua  stasiun  bumi  penerima  dapat dilengkapi  dengan  perangkat  HDRM. Oleh karenanya pengembangan software ini  akan  mengambil  beban proses  pendekodean  data  telemetri dengan menerima data keluaran demodulator  standar,  serta  sekaligus berperan sebagai sistem ingest dan quick- look .
Fungsi  HDRM  adalah  menerima dan mendemodulasi sinyal IF ( Intermediate Frequency ), dan menghasilkan raw-data . Raw-data yang  dihasilkan  dapat  berupa (1) raw-data tidak struktur, (2) raw-data terstruktur  CCSDS,  dan  (3) raw-data terdekode  RS  namun  disimpan  dalam struktur  CCSDS.    Ketiga  tipe raw-data tersebut  menjadi  data  masukan  modul pengolah  data  telemetri  seperti  tertera pada  Gambar  2-1,  dengan  alur  proses pendekodean  data  seperti  terlihat  pada Gambar 2-2.

## 2.1  Data Telemetri Satelit
Pengujian  modul  pengolah  data telemetri dilakukan menggunakan delapan  sampel raw-data ,  lima  sampel diantaranya adalah raw-data terstruktur CCSDS  dan  tiga  lainnya  adalah  data yang  telah  terdekode  RS.  Enam  dari
delapan  sampel  tersebut  adalah  data sebelum  peluncuran,  dan  dua  lainnya adalah  data  yang  diakuisisi  pada  fase awal satelit di orbit. Ke-delapan raw-data beserta  penjelasannya  disampaikan  pada Tabel 3-1.
Pada pengujian ini, belum dilakukan  akses  langsung  dari  HDRM, tetapi  menggunakan raw-data yang dibaca dari hardisk komputer.

## 2.2  Pendekodean Data Telemetri
Proses  pengolahan  data  telemetri terdiri  atas  dua  tahap,  yaitu  pendeko- dean dan dekomposisi data muatan.
Tujuan pendekodean data telemetri adalah  untuk  menghilangkan  semua artefak  komunikasi  seperti  sinkronisasi frame , paritas, header , maupun duplikasi data  (Secretariat,  2011).  Pendekodean dimulai  dengan  mencari  kode  ASM ( frame-synch ).  Untuk  data  yang  tidak terstruktur  CCSDS,  prosesnya  akan lebih  lama  karena  harus  mencari  kode ASM melalui proses deteksi dan pergeseran bit atas semua data telemetri. Proses  demikian  lazim  dilakukan  pada sistem ingest konvensional.
Sinkronisasi Frame De-radomisasi dengan pengacak Pseudo-Noise Transfer Frame teracak PN Pendekodeaa Reed-Solomon Transfer Frame Virtual Channel Data Unit
Identifikasi Header Virtual Channel Data Unit (VCDU) Identifikasi Header Multiplexing-Protocol Data Unit (MPDU) Identifikasi Primary Header Source Data Packet
Simpan data Source Packet
Ekstraksi informasi Footer data Source Packet
Data apa ? Ekstraksi data kamera matrik per frame Bayer CFA. Konversi ke RGB bitmap Ekstraksi data LISA baris demi baris. Susun ke format ermapper Data LISA Data HRDC Rawdata LAPAN-A3/IPB Arsipkan produk LISA level-0 Tampilkan Quicklook LISA Arsipkan data kamera matrik frame demi frame Selesai Selesai
Gambar 2-1: Bagan  pengolah  data  telemetri satelit LAPAN-A3/IPB
Satu frame data  telemetri  terdiri atas  1279  byte,  dan  setelah  kode  ASM akan diikuti dengan codeblock berukuran 1275 byte. Struktur frame akan berulang
hingga frame terakhir,  sepanjang  tidak terjadi slip-bit pada data telemetri.
Datapada  setiap codeblock teracak PN  dengan  maksud  untuk  meningkatkan kerapatan  transisi  bit  yang  ditransmi- sikan, dan akan memudahkan sinkronisasi simbol  di  sistem  penerima(Secretariat, 2011). Proses derandomisasi PN dilakukan dengan  menambahkan  suatu standard pseudo-random pada aliran data telemetri, dimana  pengacak  PN  dibangkitkan menggunakan polynomial h(x) = x 8 +x 7 +x 5 +x 3 +1.  Penambahan modulo-two pada  setiap  bit  data  telemetri  dimulai dari  bit  pertama  hingga  bit  255  dan diulang  setelahnya  hingga codeblock terakhir.
Algoritma penyandian RS tergolong penyandian  sistematik,  dimana  urutan data masukan akan muncul dalam bentuk tidak berubah dan menjadi bagian pada data  keluarannya  (Secretariat,  2011). Algoritma  RS  dapat  juga  digunakan untuk  analisis  forensik  terhadap  data yang  rusak  ( corrupted  data )  (Secretariat, 2012),  karena  dapat  mendeskripsikan sebuah cara sistematis dalam membentuk sebuah  kode  yang  mampu  mengkoreksi kesalahan yang muncul secara acak dan tak  terduga  ( bursty )  pada  paket  data yang  diterima  (Husain,  Gamantyo,  & Suwadi, 2013).
CODEBLOCK (1275 octet) CODEBLOCK (1275 octet)
CODEBLOCK (1275 octet)
DERANDOMIZED CODEBLOCK (1275 octet) A S M PN DERANDOMIZER DERANDOMIZED CODEBLOCK (1275 octet) R-S DECODING Reed-Solomon(255,233, I=5) R-S CHECK SYMBOLS (160 octet) VCDU VCDU TRANSFER FRAME (REED SOLOMON DATA) (1115 octet) R-S CHECK SYMBOLS (160 octet) TRANSFER FRAME (REED SOLOMON DATA) (1115 octet) VCDU PRIMARY
HEADER (6 octet) VCDU DATA (1109 octet) VCDU PRIMARY HEADER (6 octet) VCDU DATA (1109 octet) A S M A S M M-PDU HEADER (2 octet) M_PDU PACKET ZONE
(1107 octet) M_PDU PACKET ZONE (1107 octet) M-PDU HEADER
(2 octet)
PRIMARY
HEADER (14 octet) SOURCE DATA (1093 octet) SOURCE DATA
(1093 octet)
PRIMARY HEADER (14 octet) SOURCE DATA PACKET M_PDU VCDU SOURCE DATA (1093 octet) Data multi-instrumen SOURCE DATA (1093 octet) …………………………... SOURCE DATA
(1093 octet) SOURCE DATA (1093 octet) Multiplexing-Protocol Data Unit (M_PDU) Virtual Channel Data Unit (VCDU) …………………………… ……………… ………… …………….. 1279 octet atau paket data telemetrI
Gambar 2-2: Alur  proses  pendekodean  data telemetri satelit LAPAN-A3/IPB
Mode  penyandian  RS  pada  data LAPAN-A3/IPB  adalah  RS  (255,  223) Interleave 5. Setiap codeblock terdiri atas 5 codeword dan setiap codeword memuatn=255  simbol.  Ke-255  simbol terdiri atas k=223 data dan 2t=32 check symbol atau paritas, dimana satu simbol adalah  s=8  bit.  Dengan  32  byte check symbol , algoritma pendekode RS mampu mengkoreksi  hingga  t=16  simbol  salah yang muncul acak pada setiap codeword (n=2 s -1),  Gambar  2-3.  Selain  dapat memperbaiki  kesalahan,  pendekode    RS juga  dapat  menginformasikan  jumlah serta posisi byte yang salah.
Output  pendekoda  RS  atas  satu codeblock akan  menghasilkan  satu  unit Virtual Channel Data Unit (VCDU) seperti pada  Gambar  2-2.  Bilamana  pada  saat pendekodean  RS  ditemukan    lebih  dari 16  byte  data corrupt dalam  satu codeword ,  maka  data  tidak  dapat diperbaiki  dan  pada  kasus  demikian hasil  pendekoda  RS  dicatat  sebagai bad RS dan  semua  data  dalam  satu codeword (223 byte) diberi nilai “nol”.
Sumber CCSDS
Gambar 2-3: Ilustrasi pengkodean dan
pendekodean RS interleave 5.
Setiap VCDU tersusunatas
Primary  Header dandata- VCDU . VCDU- Primary  Header memuat  informasi tentang identitas wahana, Virtual Channel  Id ,  konter VCDU, dan  status data.  Sementara  data- VCDU berisi Multiplexing  Protocol  Data  Unit (M-PDU) Header dan Source Data Packet .
Di dalam setiap Source Data Packet akan  berisi Primary  Header dan Packet Secondary  Header .  Keberadaan Packet Secondary  Header bersifat  opsional,
namun  pada  desain  paket  dataLAPAN- A3/IPB,
Packet Secondary
Header digunakan  menjadi  bagian Packet  Data Field yang  berisi  data timestamp . Informasi waktu di dalam data timestamp terdiri  atas  64bit,  32bit pertama  sebagai  konter  detik  dan  32bit berikutnya sebagai konter mikro-detik.

## 2.3  Dekomposisi Data Muatan
Hasil  akhir  proses  pendekodean, adalah source  data  packet. Bila  semua source  data  packet digabung,  akan diperoleh data-misi (data-ilmiah) yang di dalamnya  memuat  berbagai  data-misi seperti  contoh  pada  Gambar  2-4  dan Gambar 2-5. Struktur paket data-ilmiah LISA  dan  HRDC  adalah  sama,  diawali dengan  32  byte footer kemudian  diikuti dengan  data-misi .  Footer berisi  informasi:
Start  Marker (64  bit),  data  info,  resolusi radiometrik,  jumlah pixel ,  nomor  baris atau  nomor frame , Timestamp dan End Marker (40 bit).
Proses  ekstraksi  untuk  mendapat- kansatu frame data HRDC ataupun satu baris  data LISA  akan  dinyatakan  benar, bila  hasil  uji  terhadap 16  karakter kode Start  Marker dan  8  karakter  kode End Marker adalah  benar,  dan  16  karakter kode Start Marker berikutnya juga benar.
Pada  proses  ekstraksi  ini  tidak  ada toleransi  untuk  uji slip-bit mapun slip- byte .
Hasil  akhir  proses  dekomposisi data LISA akan mendapatkan data LISA level-0 yang disimpan dalam file dengan format  Ermapper.  Satu  file  data  LISA terdiri atas empat kanal, Band Interleave by  Line (BIL)  dengan  variasi  resolusi radiometrik  16,  14,  12,  10  atau  8 bit/ pixel .  Nilai default untuk  produk LISA  level-0  adalah  8000  pixel/baris,  4 kanal dan 16 bit/pixel.
Dekomposisi  HRDC  akan  meng- hasilkan  data single  shot  capture dengan struktur Bayer  Color  Array (BCA).  Citra BCA  terdiri  atas  satu  kanal,  12  bit  per pixel,  dengan  komposisi  pola  bayer untuk  4  elemen  matrik  adalah  GRBG. Untuk melihat citranya, harus dilakukan
proses demosaicking guna  mengubah citra single  shot  capture menjadi  data RGB  12  bit.  Ada  beberapa  metoda konversi  yang  dapat  digunakan,  dan implementasinya  pada  modul  ini  adalah menggunakan metode interpolasi Bilinear.  Metode  ini  menggunakan pendekatan  rata-rata  dari  9  pixel terdekat untuk data kanal dengan warna yang  sama  dan  tidak  termasuk  data kosong.
DATA IMAGER TIDAK DIKOMPRES ( 32000-64000 octet ) Data multi-instrumen ………… FOOTER (32 octet) FOOTER (32 octet) 1 Pixel = 16, 14, 12, 10 or 8 Bit ……………. ………… ……………. Satu scaline data LISA …………….……. …………………………………………….…. ………………………… 1 scan line PENGARSIPAN DATA LISA ( Ermapper) STRUKTUR DATA LISA TIDAK DIKOMPRES PADA PAKET DATA TELEMETRI 1 scan line

## Gambar 2-4:Alur proses dekomposisi data LISA
DATA KAMERA MATRIK (SPACE CAMERA) (8388608 Octet ) Data multi-instrumen
……………
FOOTER (32 octet) FOOTER (32 octet) 67108864 Bits = 8388608 Octet 1 Picture = 2048 x 20148 Pixel 1 Pixel = 16, 14, 12, 10 or 8 Bit Ilustrasi untuk: 16 bit per pixel …………… STRUKTUR DATA KAMERA MATRIK TIDAK DIKOMPRES PADA PAKET DATA TELEMETRI PENGARSIPAN DATA KAMERA MATRIK (BITMAP) KOMPOSISI PIXEL KAMERA MATRIK 1 Frame data kamera matrik
Gambar 2-5:Alur proses dekomposisi data HRDC
Interpolasi  Bilinear  merupakan metode  yang  umum  digunakan  karena kesesuaian antara kualitas dan kecepatan  proses  untuk  ukuran filter kernel terbatas.  Disamping  interpolasi Bilinear  terdapat  sejumlah  metode interpolasi  lain,  sebagaimana  dijelaskan pada demosaicking data BCA (Ramanath,  Snyder,  Bilbro,  &  Sander, 2002)  yang  membandingkan  beberapa metode demosaicking data Bayer  Color
Array. Kesimpulannya  adalah  bahwa metode Median-Based  Interpolation yang mengkombinasikan  metode  interpolasi linear  dan filter median  pada  warna berbeda      memberikan  hasil  lebih  baik. Hal yang sama namun dengan pendekatan berbeda juga pernah dilakukan (Maschal, Jr. et al. , 2010).

## 2.4  Modul  Software  Pengolah  Data Telemetri
Indikator  keberhasilan  pengem- bangan  modul  pengolah  data  telemetri, diukur  dari  kemampuan  melakukan dekoda  dan  menampilkan quick-look mendekati real  time .  Terdapat  beberapa variabel  yang  mempengaruhi  kecepatan proses antara lain: kinerja komputer, laju transmisi  (volume  data),  implementasi algoritma pendekodean dan dekomposisi data,  serta  kompiler  yang  digunakan. Secara umum, waktu pendekodean data akan  lebih  lama  dibanding  dengan
dekomposisi data, karena proses dekomposisi  data  tidak  melibatkan komputasi yang rumit.
Pengembangan  dan  pengujian modul  pengolah  data  telemetri  satelit dilaku-kan  pada  komputer  desktop, Windows-7,menggunakan kompiler Microsoft  Visual  studio  C++  2015, memori 2GB dan buffer komputasi di set 640 MByte. Dengan konfigurasitersebut, untuk memproses raw-data yang volumenya  lebih  besar  dari  ukuran buffer komputasi akan dilakukan secara berulang.

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Status  pengolahan  data  telemetri selain  direkam  ke  file  log-proses ( processes  log ),  juga  ditampilkan  di monitor. Cuplikan tampilan saat mengolah data sampel no. 1 (data belum didekoda)  dan  sampel  no.  8  (data  telah terdekoda) disajikan pada Gambar 3-1.
Tabel 3-1{ RANGKUMAN PROSES PENDEKODEAN DATA TELEMETRI SATELIT LAPAN-A3/IPB
No Data masukan Proses rekonstruksi data Waktu proses (detik) Nama file Volume (KB) Frame (KB) #Fill Packet # Reed-Solomon (codeword) #VCDU # Idle VCDU Source Data Packet (KB) Good Bad 32bit 64bit 1*  Xband_RAM_LISA_SPACE_16_12BIT_1.bin  1379587  1104529 0 5522645  0 982381  122148 1048557 734,538  663,001 2*  Xband_RAM_LISA_16BIT_LINE2.bin 2158913  1728477 0 8642385  0 134461  1594016 143522 1069,10  946,174 3*  Xband_RAM_SPACE_12BIT_3.bin 1285021  1028817 0 5144085  0 982381 46436 1048577 669,568  636,434 4*  Xband_Dynamic_RAM_LISA_16BIT.bin 467245  374085 0 1870425  0 212789  161296 227128 242,455  187,043 5*  Xband_Static_RAM_LlSA_COMP_ACS.bin 820309  656757 0 3283785  0 118165  538592 126128 396,084  370,110 6*  A3_154 307 463 505 659 816_LISA.rso 3483800 - 247817 - -  2539221  538592 2710321 0 0 7  LPN-A3_2016-09-04T17_3A20 3A57.rso 8104310 - 560392 - -  5928123 0 6327577 0 0 8  LPN-A3 2016-09-28 18_21_30.rso 5922073 - 560455 - -   4180905 - 4462627 0 0 *  Data telemetri sebelum satelit diluncurkan
Tabel 3-2: RANGKUMAN PROSES DEKOMPOSISI DATA MULTI-INSTRUMEN
No Data masukan Ekstraksi data LISA dan HRDC Total  waktu proses untuk prosesor (detik) Keterangan (Data lainnya) Nama file Volume (KB) #Baris LISA #baris hilang #frame kamera #frame hilang Waktu (detik) 32bit 64bit 1*  Xband_RAM_LISA_SPACE_16_12BIT_1.sci  1048557  16178 0 5 0 36,787 771,357  699,645 - 2*  Xband_RAM_LISA_16BIT_LINE2.bin 143522 2278 0 0 0 16,840 1070,785  949,201 - 3*  Xband_RAM_SPACE_12BIT_3.sci 1048577 0 0 170 0 191,069 860,637  790,468 - 4*  Xband_Dynamic_RAM_LISA_16BIT.sci 227128 3630 0 0 0 4,726 247,182  211,068 - 5*  Xband_Static_RAM_LlSA_COMP_ACS.sci 126128 1576 0 0 0 25,334 421,419  401,185 Lossy, Lossless 6*  A3_154 307 463 505 659 816_LISA.sci 2710321  43340 0 0 0 127,904 127,904  125,783 24 April 2016 7  LPN-A3_2016-09-04T17_3A20 3A57.sci 6327577 0 0 871 0 906,704 906,704  869,043 ACS=106 8  LPN-A3 2016-09-28 18_21_30.sci 4462627   60743 0 42 0 187,605 187,605  175,466 ACS=106
Dari  rangkuman proses  pendeko- dean  pada  Tabel  3-1,  diketahui  bahwa hasil  akhir  pendekodean  tidak  linier dengan  volume  data  masukan.  Persen- tasenya  dipengaruhi  oleh  jumlah loss frame , codeword rusak, fill-Packet dan Idle-VCDU .  Sedang  waktu  pengolahannya dipengaruhi olehukuran file serta persentase fill-packet dan Idle-VCDU . Uji frame-synch terhadap  ke-lima sampel  data  telemetri  (sampel  no  1  s.d no  5),  tidak  ditemukan frame yang hilang  atau #loss-frame =0.  Suatu frame dinyatakan hilang (gagal deteksi), bila kode frame-synch tidak  ditemukan  setelah dicari  hingga  3  bit  maju  ataupun  3  bit mundur  dari  posisi  semestinya.  Toleransi pencarian  ini  merujuk  pada  software Real-time  Software  Telemetry  Processing System (RT-STPS)  NASA,  yangmemberi toleransi slip-bit hingga  2  bit  dengan default 0(NASA, 2016). Walau  nilai #loss-frame =0  dan # fill-packet =0,tidak  berarti  volume  data ter framing akan  sama  atau  hampir sama dengan volume data masukan. Hal ini  disebabkan  adanya dummy  data di awal  maupun  di  akhir  file  rekaman. Munculnya dummy ,  karena  perekaman berlangsung  sebelum  ataupun  setelah satelit mengirim data-misi.
Untuk
mengurangi porsi dummy dapat ditempuh  dengan  memperbaiki  akurasi awal dan akhir perekaman.
Untuk  mengembalikan  susunan data-misi ke kondisi semula, diterapkan derandomisasi-PN.  Proses  ini  tidak mengubah  struktur  paket,  karena pengacakan kembali datahanya dilakukan pada data-misi.
Pengujian  kualitas  data  telemetri menggunakan  pendekoda  RS  hanya dilakukan  pada  lima  sampel  (sampel  1 s.d 5), yang seluruhnya merupakan data telemetri sebelum peluncuran. Pengujian dilakukan  terhadap  semua codeword dengan  total  5x codeblock (jumlah frame ),  termasuk codeblock berstatus Idle-VCDU. Dari pengujian tersebut, tidak ditemukan codeword rusak  ( bad  RS ) seperti disampaikan pada Tabel 3-1.
Hasil ini memberi indikasi bahwa kualitas  data  telemetri  satelit  yang  diuji adalah baik.
Sesuai prinsip penyandian sistematik,  bila  kualitas  data  telemetri baik,data-misi  dapat  langsung  diambil tanpa harus melalui proses pendekodean  RS.  Namun  demikian, dalam  implementasinya  algoritma  ini tetap  diterapkan  mengingat  beragam gangguan  dapat  muncul  pada  sinyal yang  ditransmisikan  dari  ketinggian >500km di atas permukaan bumi.
Gambar 3-1: Cuplik  tampil  modul  peng-olah data telemetri LAPAN-A3/IPB
Dari  proses  pendekodean,  cukup banyak artefak komunikasi yang ditambahkan pada saat pemaketan data telemetri.  Rasio source  data  packet terhadap  data  masukan  untuk  ke delapan sampel secara berurutan adalah 76,0%,  6,6%,  81,6%,  48,6%,  15,4%, 77,8%. 78,1%, dan terakhir 75,4%.
Untuk  data  telemetri  yang  belum terdekoda  (sampel  1  s.d  5),  rasio paketnya  lebih  rendah.  Hal  ini  disebab- kan  beberapa  hal,  antara  lain:  volume data dummy dan #idle-VCDU .  Besarnya data  dummy  dapat  dilihat  dari  selisih antara  volume  data  masukan  dengan volume  data  ter- framing .  Semakin  besar jumlah idle-VCDU maka  efisiensinya semakin  rendah,  seperti  terlihat  pada sampel 2, 4, dan 5.
Untuk  data-misi  yang  telah  ter- dekoda  (sampel  6,  7  dan  8)  rata-rata rasio  paketnya  diatas  75%.  Hal  ini karena  semua dummy dan #idle- VCDU telah  dihilangkan,  namun  masih terdapat #fill-packet yang  juga  merupa- kan dummy. Kemunculan fill-packet adalah sebagai konsekuensi akibat tidak sinkron  antara  kecepatan  aliran  data- misi dan kecepatan transmisi.
Rendahnya  rasio  paket  tidak semata mata karena masalah ketersediaan  data,  tetapi  lebih  dari  itu. Semua  data  telemetri  pada  ujicoba  ini ditransmisi-kan pada mode operasi LISA dan  HRDC.  Artinya  data  yang  dikirim adalah data rekaman yang telah tersedia di flash-disk .
Dekomposisi  data  adalah  tahap menyusun kembali data instrumen yang dikirim dari satelit. Untuk mendapatkan data  LISA  maupun  data  matrik-kamera sangat bergantung pada informasi footer seperti  terlihat  pada  Gambar  2-4  dan Gambar  2-5.  Informasi footer menjadi basis  untuk  mengekstraksi,  menguji keabsahan  data  serta  penamaan  file. Nomor frame menjadi  acuan  untuk mengetahui  apakah  ada frame yang hilang/terselip. Dari pengujian kesesuaian urutan  nomor frame ,tidak  ditemukan
adanya  frame  HRDC  yang  hilang  (Tabel 3-2).
Proses demosaicking data  BCA diterapkan  untuk  mendapatkan  citra RGB.  Hasil  prosesnya  seperti  pada Gambar  3-2.  Setiap  frame  berukuran 2048x2048x12 bit/pixel. Nama file kamera matrik dibentuk dari nomor frame , waktu pengambilan  ( timestamp )  dan  informasi resolusi radio metriknya. Citra 14697_000021400001D09_12BIT_CAM adalah  sampel  data  saat  uji  matrik- kamera  sebelum  peluncuran,  sedang citra 264_0000007C00000FDF_12BIT_CAM adalah  data  hasil  ekstraksi  dari  sampel no  7.  Citra  kedua  adalah  data  yang diakuisisi pada 4 September 2016, yaitu pada  masa  uji  satelit  di  orbit  ( In-Orbit Test ).
Dari tampilan citra matrik- kamera pada skala penuh terlihat secara visual  kualitasnya  belum  optimal.Masih terlihat  pengaruh  perata-rataan  nilai elemen  warna  yang  jumlah  elemennya terbatas,  terutama  untuk  elemen  warna merah  dan  biru.  Perihal  kualitas  citra, akan diperbaikan menggunakan kombinasi  metode  interpolasi  linier  dan median filter .
14697_000021E400001D09_12BIT_CAM
264_0000007C00000FDF_12BIT_CAM
Gambar 3-2: Citra matrik-kamera sebe-lum dan sesudah satelit diluncurkan
a b
Gambar 3-3: Citra komposit kanal 321 data LISA level 0 untuk sampel nomor 6 dan nomor 8
Pada  dekomposisi  data  multi- spektral,  pengecekan  nomor  baris  dan keabsahan data-misi untuk setiap kanal adalah  sangat  penting.  Satu scanline data  LISA  disimpan  dalam  64000  byte, tersusun  atas  4  kanal  spektral  dan setiap  kanal  terdiri  atas  8000  pixel dengan resolusi radiometrik 16 bit.
Penggunaan beam-splitter di instrumen  LISA  masih  menyisakan sejumlah-baris ( gap ) dengan nilai gap bervariasi antar setiap kanal spektral.  Konsistensi  pergeseran  baris pada data harus menjadi perhatian pada proses dekomposisi. Kesalahan/ kehilangan  sebagian  atau  satu scanline data LISA harus dipertimbangkan dampaknya  terhadap  registrasi  antar kanal spektral maupun saat penyesuaian  dengan  peta.  Untuk  itu, bila  terdapat  kegagalan  ekstraksi  pada sebagian  atau  satu scanline data  LISA, maka  data  tersebut  akan  diisi  dengan “ blank ”.
Contoh  hasil  ekstraksi  LISA ditampilkan  pada  Gambar  3-3a  dan Gambar  3-3b.  Gambar  3-3a  diekstraksi dari  file  A3_154  307  463  505  659 816_LISA.sci,  yang  diperoleh  saat  uji kalibrasi  instrumen  LISA  di  labora- torium  pada  24  April  2016  (menjelang peluncuran).  Pada  pengujian  tersebut, kamera LISA digerakkan secara manual, sehingga  tampilannya  tidak  linier.  Hasil yang  diperoleh  adalah  citra  LISA berukuran  8000x43340  pixel,  yang kemudian dipotong untuk mendapatkan citra  berukuran  8000x24400  pixel  dan diperkecil untuk keperluan tampilan.
Gambar  3-3b  adalah  citra  LISA yang  diakuisisi  28  September  2016 menggunakan antenna penerima Kongsberg di Svalbard, Norwegia. Perekaman berlangsung pada periode In- orbit  Test dan  data  telemetri  yang diterima  telah  terdekoda  RS  seperti tertera  pada  sampel  no  8.  Akuisisi  data berlangsung saat satelit melintasi belahan bumi bagian utara yang sebagian
obyeknya  bersalju.  Citra  asli  berukuran 8000  x  60734  pixel,  kemudian  dipotong menjadi  berukuran  8000x16000  pixel, dandiperkecil untuk memperjelas cakupan pengamatan.
Kedua  citra  LISA  RGB  komposit ditampilkan  tanpa  proses  ko-registrasi antar  kanal  spektral.  Akibatnyaterdapat pergeseran  baris  padasetiap  kanal spektral,  sehingga  tampilan  kedua  citra terlihat buram ( blur ), termasuk tampilan citrapada  skala  penuh  (Gambar  3-3b bawah).
Citra  yang  dihasilkan  dari  proses dekomposisi  adalah  produk  level-0. Produk  ini  tidak  didistribusikan  ke pengguna, kecuali pada kalangan ilmiah terbatas.  Data  level-0  masih  memerlu- kan  koreksi  sistematik  yang  bersifat fundamental agar datanya dapat digunakan.
Dari  hasil analisis lanjutan terhadap data log-proses, tidak menemukan kesalahan pada saat pendekodean maupun dekomposisi  data untuk  semua  sampel.  Juga  dari  hasil pengamatan  secara  visual  pada  resolusi penuh,  tidak  menemukan  garis  hitam pada  tampilan  citra  sebagai  akibat adanya baris data LISA yang hilang.
Dari  catatan  waktu  proses  pada Tabel 3-1 dan Tabel 3-2, sebagian besar CPU-time digunakan  untuk  pendeko- dean  data  telemetri,  dengan  rata  rata mencapai 93% (prosesor 64bit) dan 91% (prosesor  32bit).  Perhitungan  hanya dilakukan terhadap ke-lima sampel yang datanya belum terdekoda, namun terstruktur CCSDS.
Upaya  perbaikan  kinerja  modul telah  dilakukan  menggunakan compiler 64bit,  yaitu  mengoptimalkan  penggu- naan word-size prosesor  yang  tersedia. Hasilnya, seperti terlihat pada Tabel 3-2, ternyata  perbaikan  kinerja software tidak signifikan, hanya sekitar 8,1% dari harapan  sekitar  20  s/d  30%.  Hal  ini disebabkan  implementasi  komputasi  pada pengolahan  data  telemetri  berorientasi byte  (8-bit),  sehingga  penggunaan word- size 64bit tidak banyak menolong.
Hasil  evaluasi  terhadap  isi  paket LISA  dan  HRDC,  diketahui  bahwa  telah dilakukan  perbaikan,  sehingga  antara data  sebelum  dan  sesudah  peluncuran terdapat  perbedaan.  Paska  peluncuran, telah  ditambahkan  datasikap  satelit pada  paket  data  secara  periodik. Penyisipan data ACS pada data LISAdijumpai  setiap  ±122 scanline , sementarapada  data  HRDC  diketahui pada setiap ±3 frame .  Periodepenyisipan data  tersebut  sesuai  dengan  periode update data sikap satelit.
Merujuk pada kecepatan transmisi data  satelit  sebesar  105  Mbps,  bila diasumsikan  transmisi  data  rekaman berlangsung  selama  12  menit,  maka volume  data  yang  diterima  untuk  satu periode  akuisisi  adalah  9,450  GByte. Bila  HDRM  hanya  melakukan  proses demodulasi dan data telemetrinya dikirim  langsung  ke  komputer ingest , diperlukan  waktu  4820  detik  atau  80,2 menit  untuk  mengolah  data  telemetri tersebut.
Periode pengolahan data telemetri jauh  lebih  besar  dari  periode  akuisisi, sehingga  kinerja  komputer ingest tidak mampu  menghasilkan  data  level-0  dan quick-look secara real-time .  Untuk  ini, perlu  peningkatan  kinerja  komputer minimal 8x lebih baik, agar semua proses dapat  diselesaikan  hampir  bersamaan dengan  waktu  transmisi.  Namun  jika HDRM  diberdayakan  untuk  melakukan proses  pendekodean,  kinerja  komputer ingest telah memadai. Namun penggunaan HDRM  untuk  proses  pendekodean  dan dekomposisi data menjadi sangat mahal, karena  setiap  stasiun  penerima  data misi harus dilengkapi dengan perangkat sejenis.

## 4 KESIMPULAN
Telah berhasil dibuat dan dianalisis kinerja  modul  pengolah  data  telemetri satelit LAPAN-A3/IPB pada mode transmisi data  rekaman  LISA  dan  HRDC.  Tidak ditemukan  kesalahan frame ,  maupun codeword untuk  kelima  sampel  data telemetri. Juga tidak ditemukan
kehilangan  baris  data  LISA  dan frame HRDC untuk semua sampel yang diuji.
Efisiensi  paket  telemetri  LAPAN- A3/IPB  masih  rendah,  terutama  untuk data  telemetri  yang  belum  terdekoda. Komposisi idle-VCDU , idle-packet dan dummy, cukup  besar,  perlu  perbaikan pengelolaan  data  di  PDH,  dan  di  sistem perekaman data di stasiun penerima.
Dari  proses  pengolahan  data telemetri,  lebih  dari  90% CPU  time terpakai  untuk  pendekodean  data  dan hanya  sekitar  8%  untuk  dekomposisi dan  tampilan  citra.  Upaya  perbaikan kinerja pengolah data dengan mengoptimalkan  penggunaan  prosesor
64bit hanya mampu memperbaiki kecepatan sebesar 8,1%. Sehingga perlu perbaikan  kinerja  komputer  hingga  8 kali, untuk menghasilkan produk level-0 dan menampilkan citra secara real-time .

## UCAPAN TERIMAKASIH
Saya  mengucapkan  terima  kasih kepada  Bapak  Kapusteksat  dan  rekan- rekan  peneliti/perekayasa  di  Pusteksat, LAPAN,  yang  telah  memberikan  fasilitas dan  akses  terhadap  dokumen,  data pengujian,  sehingga  penelitian  ini  dapat berlangsung dengan baik.

## DAFTAR RUJUKAN
Husain,  A.  N.  U.,  Gamantyo,  H.,  &  Suwadi, 2013. Pendekoden  Kanal Reed Solomon Berbasis  FPGA  Untuk  Transmisi  Citra pada  Sistem  Komunikasi  Satelit  Nano . JURNAL  TEKNIK  POMITS,  Vol  2,  Issue 1, A33–A38.
Judianto,  C.  T.,  &  Nasser,  E.  N.,  2015. The Analysis  of  LAPAN-A3/IPB  Satellite
Image Data Simulation Using High Data Rate  Modem .  Procedia  Environmental Sciences, 24, 285–296. https://doi.org/10.1016/j.proenv.2015
.03.037.
Maschal,  Jr.,  R.  a.,  Young,  S.  S.,  Reynolds,  J., Krapels,  K.,  Fanning,  J.,  &  Corbin,  T. 2010. Review  of  Bayer  pattern  CFA demosaicing
with new quality assessment  algorithms .  Army  Research Laboratory. https://doi.org/10.1117/12.849314.
NASA,  G.  S.  F.  C.,  2016. Real-time  Software Telemetry  Processing  System  (RT-STPS) User’s  Guide ,  Version  5.(August  2016), 54.
Nasser, E., N., Suhermanto, & Hasbi, W., 2013.
Design,  Implementation  and  Test  of Payload  Data  Handling  LAPAN-A3/IPB Satellite .  34th  Asian  Conference  on Remote  Sensing  2013,  ACRS  2013,  1,
446–453.
Orndorff,  Tim;  Puri,  Amit;  Smiley,  Mike;  Connell,
J.,  2016. Application  of  a  High  Data Rate Modem ( HDRM ) APPLICATION OF A  HIGH  DATA  RATE  MODEM  (HDRM) . International  Telemetering  Conference Proceedings.
Pusat  Teknologi  Satelit,  L.,  2012. Requirement Definition  Document  LAPAN-A3  Payload Data  Packet, Bogor,  Indonesia.  Pusteksat, LAPAN.
Ramanath,  R.,  Snyder,  W.  E.,  Bilbro,  G.  L.,  & Sander,  W.  a.,  2002. Demosaicking Methods for Bayer Color Arrays . Journal of  Electronic  Imaging,  Vol  11,  Issue  3, 306.https://doi.org/10.1117/1.1484495. Satellite  Technology  Center,  L.,  2015. LAPAN- A3/IPB  Microsatellite  for  Remote  Sensing Experiment .  Detail  Design  Doc:  LA3- DD-2015-04. Secretariat,  C.,  2011. TM  Synchronization  and Channel  Coding .  CCSDS  Blue  Book. Retrieved from http://public.ccsds.org/publications/a rchive/231x0b2c1.pdf%5Cnhttp://publ ic.ccsds.org/publications/archive/131x 0b2ec1.pdf.
Secretariat,  C.,  2012. TM  Synchronization  and Channel  Coding — Summary  of  Concept and  Rationale .  CCSDS  Green  Book.
Retrieved from
http://public.ccsds.org/publications/a rchive/130x1g2.pdf.
United States Geological Survey, 2009. Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) Level  1  Data  Format  Control  Book.  v. 14.0 (LS-DFCB-04). Vol. 7. Vectronic,  A.,  G.,  2013. Interface  Control Document& Operation Manual for Payload  Data  Handling  System  Type VPDHS  Project  LAPAN  Payload  Data Handling System . TD-VAS-PDHS- LAPAN-ICD003. Vol. 1.

## ISOMERISASI POLIMER MELALUI REAKSI SAIN SAYEF UNTUK MENGUBAH KONFIGURASI HTPB (HYDROXYL TERMINATED POLYBUTADIENE)
POLYMER ISOMERIZATION BY SAIN SAYEF REACTION TO MODIFY CONFIGURATION OF HTPB (HYDROXYL TERMINATED POLYBUTADIENE)
Heri Budi Wibowo Pusat Teknologi Roket Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Raya LAPAN No. 2, Mekarsari, Rumpin, Bogor 16350 Indonesia e-mail: heribw@gmail.com
Diterima 25 Juli 2015; Direvisi 6 Maret 2016; Disetujui 18 Mei 2016

## ABSTRACT
One  of  the  problems  in  the  synthesis  of  Hydroxyl  Terminated  Polybutadiene  for  propellant binders is the level of vinyl is high (up to 30%), while the desired product is 20%. Vinyl bond can be reduced if the chain can be broken with the addition of a hydroxyl group. The research objective is to reduce  the  amount  of  vinyl  structure  in  HTPB  with  the  addition  of  double  bonds  in  the  vinyl  by applying  Sayef  Sain  reaction.  HTPB  is  reacted  with  concentrated  hydrogen  peroxide  with  the  Sain Sayef catalyst in the 1 liter autoclave reactor with ethanol for 1-3 hours at 100° C. After being purified by  extraction  in  hot  water  and  drying,  it  is  analyzed  by  an  infrared  spectrometer.  The  result  shows that  there  is  a  change  in  the  concentrations  of  vinyl  within  the  polymers produced  by  observing  the absorption of vinyl groups at a wavelength of 690cm -1 . Optimal results obtained with vinyl content of 20% with a temperature of 100° C for 90 minutes. In general, the quality of HTPB can be increased by reducing the levels of vinyl  which allowing the HTPB  composition to have a vinyl content reduced to 19%.
Keywords: polybutadiene, propellants, polymers, Sain Sayef

## ABSTRAK
Salah  satu  permasalahan  dalam  sintesis  Hydroxyl  Terminated  Polybutadiene  untuk  binder propelan  adalah  masih  tingginya  kadar  vinil  (sampai  dengan  30%),  sedangkan  produk  yang  diinginkan adalah 20%. Ikatan vinil dapat direduksi jika dapat dipecah rantainya dengan adisi gugus hidroksil. Tujuan penelitian adalah mereduksi jumlah struktur  vinil dalam HTPB dengan adisi ikatan rangkap dalam  vinil  dengan  menerapkan  reaksi  Sain  Sayef.  HTPB  direaksikan  dengan  hydrogen  peroksida pekat dengan katalis Sain Sayef dalam reaktor autoklaf 1 liter dengan pelarut etanol selama 1-3 jam pada suhu 100 °C. Setelah dimurnikan dengan ekstraksi dalam air panas dan pengeringan dari air, dianalisis dengan spectrometer infra merah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa terjadi perubahan konsentrasi kandungan vinil dalam polimer yang dihasilkan dengan pengamatan serapan gugus vinil pada panjang gelombang 690 cm-1. Hasil optimal diperoleh dengan kadar vinil 20% dengan suhu 100 °C selama  90  menit.  Secara  umum,  kualitas  HTPB  dapat  meningkat  dengan  mengurangi  kadar  vinil sehingga komposisi HTPB memiliki kadar vinil turun menjadi 19%.
Kata kunci: polibutadien, propelan, polimer, Sain Sayef

## 1 PENDAHULUAN
HTPB  merupakan  salah  satu bahan utama binder propelan komposit. Pembuatan  HTPB  dapat  dilakukan dengan  mekanisme  ionic  dan  radikal. Pembuatan HTPB mekanisme ionik akan menghasilkan HTPB yang kadar vinilnya rendah,  namun  sangat  sulit  dilakukan dan membutuhkan proses yang kompleks. Untuk  kondisi  di  Indonesia,  cukup  sulit dilakukan  proses  pembuatan  HTPB dengan mekanisme ionik karena katalisator  yang  dibutuhkan  tidak  bisa didatangkan  di  Indonesia  (Wibowo, 2011,  Wibowo,  2012).  Pembuatan  HTPB dengan mekanisme radikal lebih mudah cara  dan  bahan  baku  untuk  pembuatan- nya  karena  dapat  dilakukan  pada  suhu kamar,  menggunakan  bahan  baku  yang cukup  banyak,  namun  HTPB  yang dihasilkan  secara radikal, dengan kadar struktur  dominan  vinil,  bahkan  bisa mencapai  90%.  Struktur  HTPB  adalah kombinasi  struktur  cis,  trans,  dan  vinil dengan  kadar  yang  berbeda  tergantung mekanisme reaksi dan kondisinya. Upaya optimalisasi  kondisi  operasi  reaksi pembuatan  HTPB  secara  radikal  dapat dihasilkan  produk  dengan  kadar  vinil paling  rendah  adalah  30%.  Persyaratan binder  propelan  komposit  yang  baik
adalah  memiliki  kadar  vinil  paling banyak  20%  sehingga  elastomer  yang dihasilkan  memiliki  kekerasan  baik, namun  fleksibilitas  masih  terjaga.  Oleh karena  itu,  dibutuhkan  upaya  mencari metode  penurunan  kadar  vinil  dari HTPB agar dapat memenuhi persyaratan (Wibowo, 2014, Maggi, 2014).
HTPB adalah bentuk polibutadien dengan gugus ujung hidroksil, merupakan untaian  butadiene  yang  memiliki  ikatan rangkap. Adanya ikatan rangkap tersebut yang  membuat  struktur  HTPB  dapat terbentuk  struktur  cis,  trans,  dan  vinil. Menurut  Sain  Sayef,  senyawa  dengan ikatan  rangkap  dapat  dipecah  ikatan rangkapnya  dengan  reaksi  adisi  dengan kedua  gugus  ujung  pecahan  adalah memiliki  gugus  ujung  yang  sama. Sebagai  contoh,  dengan  menggunakan iodin  akan  menghasilkan  gugus  ujung iodide,  dengan  klorin  akan  menghasilkan gugus  ujung  klorida.  Bahkan  senyawa ikatan rangkap dapat diputus ikatannya menjadi  ikatan  yang  terpisah  dengan adanya reaksi adisi tersebut menggunakan agen  reaksi  adisi  yang  sangat  kuat. Beberapa penelitian reaksi aidisi pemisahan ikatan rangkap telah dilakukan untuk senyawa-senyawa butena,  propena,  dengan  menggunakan
gas  klorin  sehingga  terpisah  menjadi senyawa  klorida.  Model  reaksi  ini  dikenal sebagai  reaksi  Sain  Sayef.  Selama  ini reaksi  Sain  Sayef  digunakan  untuk pemecahan  senyawa  ikatan  rangkap sederhana dan belum pernah digunakan untuk  pemecahan  senyawa  polimer (Timnat, 1992, Randall dan Lee,  2013). Secara  prinsip,  baik  senyawa sederhana  maupun  senyawa  polimer rantai  panjang,  asalkan  memiliki  ikatan rangkap  dapat  diputuskan  dengan  reaksi Sain  Sayef  dengan  peryaratan  yang harus  dipenuhi.  Berdasarkan  beberapa kenyataan  tersebut,  maka  penelitian  ini diarahkan  untuk  memecah  ikatan rangkap vinil dalam HTPB dengan reaksi Sain  Sayef,  sehingga  kadar  vinil  dalam polimer  HTPB  dapat  turun.  Dengan turunnya kadar vinil dalam HTPB, maka diharapkan kualitas HTPB untuk propelan binder dapat dipenuhi. Dengan demikian, HTPB  yang  diperoleh  dari  pembuatan mekanisme  radikal  dapat  digunakan untuk  binder  propelan  (Aydemir,  dkk, 2013).

## 2 LANDASAN TEORI
Reaksi  Sain  Sayef  merupakan salah  satu  jenis  reaksi  adisi  atau pemutusan  ikatan  kimia.  Reaksi  Sain Sayef  dikenal  pada  reaksi  pemutusan ikatan  C-C  pada  senyawa  hidrokarbon dua  senyawa  terpisah  dengan  adanya ion  negatif  kuat  seperti  halogen  dari asam kuat (HCl, HBr, HF) atau senyawa kovalennya  (Cl 2 ,  Br 2 ),  (Randall  dan  Lee, 2013).  Reaksi pemutusan rantai karbon ini  ditunjukkan  pada  persamaan  (2-1), dimana  adanya  senyawa  Cl 2 akan memecah  ikatan  C-C  menjadi  C-Cl  dan C-Cl.  Reaksi  yang  sama  dapat  terjadi untuk  reaksi  senyawa  hidrokarbon dengan  BrCl  yang  akan  membentuk senyawa  baru  C-Br  dan  C-Cl  seperti ditunjukkan pada persamaan (2-2).
(2-1)
(2-2)
Reaksi  Sain  Sayef  ini  dapat berlangsung dengan baik dengan bantuan katalis asam kuat atau dengan katalis  platina.  Reaksi  ini  mengikuti mekanisme  seperti  reaksi  substitusi adisi  nukleofilik.  Seperti  pada  reaksi substitusi  umumnya,  maka  kecepatan reaksi akan bergantung pada konsentrasi senyawa  hidrokarbon  karena  biasanya dilakukan  dengan  bahan  Cl 2 atau  BrCl berlebih  (Wibowo,  2012;  Arguello  dan Santos, 2016).
Pada  prinsipnya,  semua  senyawa hidrokarbon dengan rantai C-C memiliki kemungkinan  terjadi  reaksi  Sain  Sayef. Kecepatan  reaksi  dan  konversi  hasil akan tergantung pada struktur senyawa tersebut. Senyawa dengan struktur yang sederhana  seperti  untian  alkana  akan mudah  terjadi  reaksi  Sain  Sayef. Senyawa  dengan  gugus  substitusi  yang banyak  dan  beragam  relatif  lebih  sulit bereaksi.
Senyawa  HTPB  adalah  senyawa polimer dengan monomer adalah butadien. Butadien  merupakan  senyawa  alkena sehingga HTPB adalah senyawa hidrokarbon rantai panjang.
Berdasarkan strukturnya, maka terdapat  tiga  konfigurasi  isomer  yang dapat  terjadi,  yaitu  struktur  cis,  trans, dan  vinil  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  2-1.  Struktur  cis  dan  trans memiliki  struktur  yang  mirip  hanya berbeda    orientasi  gugus  H,  sedangkan struktur  vinil  berbeda  karena  ikatan rangkap  ada  terpisah  dalam  gugus butadien.
Gambar 2-1: Struktur HTPB ( trans,  cis, dan  vinil)
Kalau  melihat  struktur  HTPB tersebut,  maka  ketiga  struktur  tersebut memungkinkan  untuk  terjadi  reaksi Sain  Sayef  karena  memiliki  ikatan  C-C (Sutton  dan  Biblarz,  2001).  Pemutusan ikatan  dapat  terjadi  pada  ikatan  H 2 C- CH 2 - yang menghubungkan antar struktur  tersebut.  Oleh  karena  itu, kemungkinan  putusnya  ikatan  karbon adalah dapat terjadi  baik pada struktur cis, trans, dan vinil (Aydemir dkk, 2013).
Reaksi Sain Sayef seperti ditunjuk- kan pada persamaan (2-1), sesungguhnya terjadi  dalam  bentuk  kesetimbangan. Reaksi  Sain  Sayef  apabila  diaplikasikan untuk  reaksi  pada  HTPB,  maka  akan terjadi  kesetimbangan  ketiga  struktur kimia tersebut (cis (c), trans (t), dan vinil (v).  Apabila  dituliskan  struktur  cis, trans,  dan  vinil  adalah  C,  T,  V  maka pesamaan  reaksi  kesetimbangan  akan ditunjukkan  pada  persamaan  reaksi isomerisasi  seperti  ditunjukkan  pada persamaan (2-3). Apabila reaksi isomerisasi terjadi,  maka  dimungkinkan  terjadi kesetimbangan  reaksi  isomerisasi,  yaitu perubahan  struktur  cis  menjadi  trans dengan  tetapan  kesetimbangan  K ct, perubahan  struktur  cis  menjadi  vinil dengan  tetapan  kesetimbangan  K cv, perubahan  struktur  trans  menjadi  vinil dengan  tetapan  kesetimbangan  K vt . Besarnya  nilai  tetapan  kesetimbangan akan  menentukan  berapa  komposisi akhir  dari  struktur  kimia  dari  HTPB yang bersangkutan.
(2-3)
Persamaan  kecepatan  reaksi  perubahan komposisi  cis  setiap  waktu  merupakan fungsi  dari  perubahan  cis  yang  menjadi trans dan vinil, seperti ditunjukkan pada persamaan  reaksi  (2-4),  persamaan kecepatan  reaksi  perubahan  komposisi trans  setiap  waktu  merupakan  fungsi dari  perubahan  trans  yang  menjadi  cis dan  vinil,  seperti  ditunjukkan  pada persamaan  reaksi  (2-5),  dan  persamaan kecepatan  reaksi  perubahan  komposisi vinil setiap waktu merupakan fungsi dari perubahan  vinil  yang  menjadi  cis  dan trans, seperti ditunjukkan pada persamaan reaksi (2-6).
-d[C]/dt=k ct [C]-k tc [T]+k cv [C]-k vc [V] (2-4)
-d[T]/dt=k tc [T]-k ct [C]+k tv [T]-k vt [V] (2-5)
-d[V]/dt=k vc [V]-k cv [C]+k vt [V]-k tv [T] (2-6)
Tetapan kesetimbangan merupakan rasio tetapan kecepatan reaksi ke kanan dan   ke kiri,  sehingga nilai  K ct ,  K cv ,  dan K tv dapat  dituliskan  dengan  persamaan (2-7), (2-8), dan (2-9).
K ct = k ct /k tc (2-7)
K cv = k cv /k vc (2-8)
K tv = k tv /k vt (2-9)
Nilai tetapan kesetimbangan juga menurut Avery  (2012)  merupakan  perbandingan konsentrasi  reaktan  dan  hasil,  sehingga K ct adalah  perbandingan  konsentrasi struktur  cis  dengan  trans,  K cv adalah perbandingan  konsentrasi  struktur  cis dan vinil,  serta  K tv adalah  perbandingan konsentrasi  trans  dan  vinil  seperti ditunjukkan  pada  persamaan  (2-10),  (2- 11), dan (2-12).
K ct =[C]/[T] (2-10)
(2) (1) (3)
K cv =[C]/[V] (2-11)
K tv =[T]/[V] (2-12)
Persamaan  reaksi  (2-4)  sampai  (2-12) adalah  9  persamaan  dengan  9  variabel yang  tidak  diketahui,  yaitu  K ct ,  K cv ,  K tv, k ct, k tc, k cv, k vc, k tv, k vt, sehingga  semuan tetapan  kecepatan  reaksi  akan  dapat diperloeh dengan penyelesaian 3 persamaan diferensial simultan (2-4), (2- 5) dan (2-6).

## 3 METODOLOGI
Penelitian
dilakukan dengan menggunakan  HTPB  hasil  produksi laboratorium HTPB LAPAN. HTPB dibuat dengan mekanisme radikal menggunakan katalisator  hidrogen  peroksida  dalam pelarut  etanol  mengikuti  prosedur Wibowo  (2011,  2012).  HTPB  sebelum diproses  lebih  lanjut  dianalisis  kadar vinil, cis, dan trans dengan spektrometer infra merah (FTIR).
HTPB direaksikan dengan hidrogen  peroksida  dengan  katalisator LiAlH4 menggunakan reaktor  autoklaf 1 liter  pada  suhu  90 ⁰ C  selama  1  jam. Setelah  dicuci  dengan  air  panas  dan dilanjutkan  pencucian  dengan  toluen, kemudian polimer HTPB yang dihasilkan dikeringkan  dalam  oven  selama  4  jam pada suhu 70 ⁰ C tekanan 0,5 bar. Hasil HTPB  yang  telah  bebas  air  diuji  kadar cis, trans, dan vinilnya dengan spektrometer infra merah (FTIR), melalui pengamatan  struktur  rantai  vinil,  cis, dan trans pada panjang gelombang 690, 713, dan 910cm -1 . Pengamatan struktur polimer  yang  terjadi  dilakukan  setiap interval  waktu  10  menit.    Nilai  tetapan kesetimbangan  dapat  diperoleh  dengan
menyelesaikan  persamaan  diferensial simultan  (2-4)  (2-5)  dan  (2-6)  dengan metode numerik Gauss-Jordan.

## 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1  Pembuatan HTPB
Pembuatan    HTPB  dilakukan dengan  metode  Wibowo,  yaitu  dengan polimerisasi  butadien  secara  radikal menggunakan  katalis  hidrogen  peroksida dan  pelarut  alkohol.  Metode  ini  dipilih karena  konversi  hasilnya  tinggi  (lebih dari 40%), mudah dilakukan dan meng- gunakan peralatan yang lebih sederhana. Selain  itu,  metode  ini  juga  metode  yang digunakan  LAPAN  dalam  menyediakan HTPB  untuk  bahan  baku  propelan mandiri  (Wibowo,  2013,  Zohari  dkk, 2013).  Hasil  pengujian  struktur  HTPB yang  diperoleh  dan  digunakan  sebagai bahan  untuk  mempelajari  perubahan konfigurasi struktur adalah ditunjukkan pada  hasil  pengujian  spektrometer  infra merah  dengan  FTIR,  dimana  hasilnya adalah  terdapat  serapan  pada  panjang gelombang  690,  713,  dan  910cm -1 masing-masing dengan intensitas 32,01; 3,96; dan 63,99.  Dengan menggunakan Hukum  Lambert-Beer  bahwa    nilai perbandingan  struktur  isomer  vinil,  cis, dan  trans  adalah  sebanding  dengan intensitas  dari  spektra  infra  merahnya, maka  dapat  diperoleh  kadar  vinil,  cis, dan  trans  masing-masing  adalah  32,4, dan  64%.  Bahan  HTPB  tersebut  yang digunakan sebagai bahan untuk mempelajari  perubahan  struktur  HTPB dengan  reaksi  Sain  Sayef.  Pengamatan spektrogram  FTIR  ditunjukkan  pada Gambar  4-1,  dimana  serapan  terjadi pada  panjang  gelombang  690,  713,  dan 910cm -1.

## Gambar 4-1: Spektogram FTIR dari HTPB

## 4.2  Kinetika  Reaksi  Sain  Sayef Terhadap HTPB
Reaksi  Sain  Sayef  untuk    HTPB ditunjukkan  pada  persamaan  (2-3). Untuk mendapatkan nilai tetapan kecepatan  reaksi  k c ,  k t ,  dan  k v maka dilakukan
pengamatan komposisi struktur  cis,  trans,  dan  vinil  setiap interval waktu. Hasil pengamatan konsentrasi struktur cis, trans, dan vinil pada puncak serapan spektroskopi infra merah dikonversikan dalam bentuk persen konsentrasi  masing-masing  struktur ditampilkan  pada  Tabel  4-1  mengikuti Hukum  Lamber  Beer.  Berdasarkan perubahan  konsentrasi  tersebut,  maka reaksi  Sain  Sayef  terjadi  dibuktikan dengan terjadinya  perubahan  konsentrasi struktur cis, trans, dan vinil. Perubahan konsentrasi  tersebut  dapat  digunakan untuk  mencari  tetapan  kesetimbangan reaksi  masing-masing  struktur  dengan menyelesaikan      persamaan  diferensial simultan (2-3), (2-4), dan (2-5).   Apabila melihat hasil profil reaksi untuk masing- masing  struktur,  maka  dapat  dilihat bahwa  reaksi  adalah  orde  satu,  dimana penurunan konsentrasi mengikuti kurva logaritmik.  Dengan  demikian  maka reaksi  isomerisasi  adalah  orde  satu (n=1).
Perubahan tersebut dapat diperjelas  dengan  Gambar  4-2.  Dalam Gambar  4-1  tersebut  terlihat  bahwa semua  konsentrasi  isomer  baik  cis,
trans,  dan  vinil  mengalami  penurunan. Penurunan  yang  sangat  signifikan adalah  penurunan  isomer  vinil.  Untuk kejelasan hasil perhitungan dari penyelesaian persamaan diferensial simulatan,  maka  dapat  diperoleh  nilai tetapan kesetimbangan masing-masing. Tabel 4-1: PERUBAHAN  KONSENTRASI  ISOMER HTPB Waktu (menit) komposisi vinil cis trans 10 32 4 64 20 28 4 60 30 24 3 56 40 20 3 52 50 19 2 50 60 19 2 49

## Gambar 4-2: Perubahan  konsentrasi  isomer HTPB terhadap waktu
Nilai  tetapan  kesetimbangan  K ct , K cv ,  dan  K tv masing  masing  pada  suhu 90 ⁰ C adalah 1,21; 1,52; dan 0,93. Hasil tersebut menunjukkan bahwa perubahan penurunan  konsentrasi  vinil  adalah yang  paling  besar  dibandingkan  dengan yang  lain.    Jumlah  cis  yang  ada  dalam campuran  akan  selalu  lebih  kecil dibanding  trans  dan  vinil  karena  dalam kecenderungan  cis  akan  berubah  ke arah trans maupun  vinil. Perubahan cis ke  vinil  lebih  besar  daripada perubahan cis  ke  trans.  Hal  ini  sesuai  dengan perkiraan bahwa reaksi Sain Sayef dapat terjadi  terhadap  HTPB  karena  adanya ikatan  C-C  yang  ada  pada  rantai
polimernya.  Berdasarkan  struktur  yang terbentuk  pada  Gambar  4-2,  maka struktur  cis  dan  trans  adalah  struktur yang  mirip  hanya  berbeda  orientasi gugus  OH,  namun  tidak  berbeda  dalam ikatan  C-C  sehingga  reaktifitas    terhadap reaksi  Sain  Sayef  tidak  berbeda    jauh kestabilannya.  Hal  ini  sesuai  dengan pernyataan  Fessenden  dan  Wibowo bahwa  orientasi  gugus  relatif  tidak berpengaruh  terhadap  reaktifitas  suatu senyawa  (Wibowo,  2012,  Zohari  dkk, 2013).  Berbeda  dengan  isomer  vinil, dimana  walaupun  gugus  vinil  terikat tersendiri,  namun  ikatan  C-C  adalah bebas.  Adanya  gugus  vinil  yang  bersifat elektropositif  akan  memberikan  donor elektron  ke  ikatan  C-C  sehingga  ikatan C-C menjadi memiliki perbedaan elektronegatifitas  berbeda  dari  C  satu dengan  C  satunya.  Perbedaan  tersebut membuat ikatan C-C memiliki kemampuan bereaksi  lebih  besar  daripada  isomer  C- C  yang  relatif  memiliki  perbedaan elektronegatifitas  yang  sama.  Dengan demikian  struktur  vinil  lebih  stabil dibanding  cis  dan  trans  sehingga  arah reaksi akan menuju penambahan vinil.
Pengaruh  suhu  reaksi  terhadap tetapan  kesetimbangan  dipelajari  dengan melakukan reaksi pada suhu 20, 30, 40, dan  50 ⁰ C.  Hasil  perubahan  struktur isomer terhadap waktu tiap suhu reaksi dihitung,  kemudian  dicari  nilai  tetapan kesetimbangan reaksi isomerisasi secara numerik  dengan  menyelesaikan  per- samaan  simultan  (2-3),  (2-4)  dan  (2-5) sehingga diperoleh nilai K ct , K cv , dan K tv .
Hasil  pengamatan  dan  perhitungan ditunjukkan  pada  Tabel  4-2.  Untuk mengetahui  pengaruh  suhu  terhadap tetapan  kesetimbangan  reaksi,  maka dilakukan dengan menggunakan persamaan Arhenius, sehingga persamaan pengaruh suhu terhadap tetapan kesetimbangan K ct , K cv , dan K tv ditunjukkan  pada  persamaan  (4-1),  (4-
2),  dan  (4-3)  dengan  A  adalah  tetapan Arhenius,  R  adalah  tetapan  gas  ideal,  T adalah  suhu  mutlak  (Kelvin),  dan  Ea adalah energi aktivasi. Untuk memperoleh  nilai  E  dan  A,  maka  dapat dilakukan  dengan  membuat  grafik tetapan  kesetimbangan  reaksi  terhadap 1/T,  maka  dapat  diperoleh  nilai ln(A)sebagai  intersep  terhadap  sumbu vertikal  dan  (-Ea/R)  sebagai  kemiringan kurva tersebut.
K ct =A ct exp(-Ea ct /RT) (4-1)
K cv =A cv exp(-Ea cv /RT) (4-2)
K tv =A tv exp(-Eat v /RT) (4-3)
Hasil  pengujian  nilai  tetapan kesetimbangan  reaksi  pada  berbagai suhu  ditampilkan  pada  Tabel  4-2.  Hasil nilai  kemudian  dibuat  kurva  tetapan kesetimbangan  terhadap  1/T  sehingga diperoleh  kurva  seperti  ditunjukkan pada  Gambar  4-3.  Berdasarkan  kurva tersebut kemudian diperoleh nilai energi aktivasi  dan  faktor  frekuensi  seperti ditunjukkan pada Tabel 4-3.

## Tabel 4-2: NILAI  TETAPAN  KESETIMBANGAN PADA BERBAGAI SUHU
Suhu (K) K ct K cv K tv 363 1,21 1,52 0,93 373 1,24 1,57 1 383 1,29 1,63 0,98 393 1,33 1,68 1,02
Berdasarkan  hasil  kurva  pada  Gambar 4-3,  A  dan  Ea  untuk  masing-masing isomer  dapat  diperoleh  dan  ditampilkan pada  Tabel  4-3.  Apabila  dituliskan dalam  bentuk  persamaan  Arhenius, maka  berdasarkan  Tabel  4-3  dapat dituliskan    persamaan  Arhenius  untuk pengaruh suhu terhadap tetapan kesetimbangan  masing-masing  isomer

## seperti ditunjukkan pada persamaan (4-
4), (4-5), dan (4-6).
Gambar 4-3: Perubahan  nilai  tetapan  kesetim- bangan terhadap 1/T
K ct =A ct exp(-Ea ct /RT) (4-4)
K cv =A cv exp(-Ea cv /RT) (4-5)
K tv =A tv exp(-Eat v /RT) (4-6)
Tabel 4-3: NILAI Ea DAN A PENGARUH  SUHU
TERHADAP TETAPAN KESETIM- BANGAN Tetapan kesetimbangan Faktor frekuensi A Energi aktivasi (Ea/R) K ct 5,725901 -481,79 K cv 4,286626 -460,42 K tv 2,608043 -368,91
Hasil tersebut menunjukkan bahwa pengaruh  suhu  sangat  besar  terhadap perubahan  isomer  cis dan  vinil.  Dengan kenaikan suhu tiap 10 derajat, maka cis dapat  mengalami  penurunan  yang sangat  tajam  dan  sensitif.  Bahkan  pada suhu  110  derajat,  cis  mengalami penurunan  yang  sangat  drastis.  Jika diekstrapoasi,  maka  pada  suhu  110 derajat,  tidak  ada  cis  dalam  struktur polimer  tersebut.  Hal  ini  berkaitan dengan  sifat  struktur  kimia  cis  adalah senyawa  yang  relatif  tidak  stabil energinya  dibandingkan  dengan  trans, dimana  struktur  cis    orientasi  gugus
yang  sama  (H)  ada  dalam  posisi  satu garis dengan sifat leketronegatifitas yang sama  (positif)  sehingga  terjadi  saling tolak  menolak  yang  lebih  besar.  Hal  ini berbeda  dengan  struktur  trans  yang secara  geometri  memiliki  kestabilan ruang  yang  lebih  baik,  energinya  lebih rendah  dibanding  struktur  cis  karena posisi gugus hidrogen (H) yang lekertopositif berada pada posisi
berseberangan
sehingga distribusi
elektro  menjadi  lebih  merata.  Dengan demikian,  maka  energi  terbentuknya struktur trans akan lebih besar dibanding  dengan  struktur  cis,  seperti ditunjukkan pada Gambar 1-1.
Berbeda  dengan  struktur  cis  dan trans,  maka  struktur  vinil  adalah struktur  yang  agak  berbeda,  dimana terjadi  ikatan  rangkap di bagian bawah, ikatan polimerisasi terbentuk pada atom C  no  1  dan  2.  Posisi  tersebut  membuat polimer secara geometris menjadi sangat stabil  karena  adanya  resonansi  pada ikatan  rangkap  yang  ada  dan  distribusi elektron  yang  lebih  merata.  Dengan demikian,  maka  energi  pembentukan struktur vinil adalah yang paling rendah dibanding  dengan  struktur  cis  dan trans.  Hal  tersebut  membuat  secara umum, maka komposisi struktur isomer kebanyakan  adalah  vinil,  sedangkan  cis adalah yang paling sedikit.
Kenaikan  suhu  reaksi  akan memberikan  potensi  proporsi  struktur yang  berbeda.  Semakin  tinggi  suhu isomerisasi, ternyata jumlah isomer vinil adalah  semakin  besar  dengan  tingkat peningkatan  yang  lebih  besar  daripada struktur  cis.  Dengan  demikian,  untuk meningkatkan  jumlah  struktur  cis,  maka harus  diupayakan  reaksi  isomerisasi terjadi  pada  suhu  yang  lebih  rendah. Semakin rendah suhunya, maka peningkatan perubahan isomer cis akan meningkat  dibandingan  peningkatan perubahan struktur trans dan vinil.

## 4.3  Potensi  Peningkatan  Kualitas HTPB
Menarik diamati hasil dari optimalisasi  untuk  penggunaan  HTPB sebagai fuel binder  propelan.  HTPB untuk  kepentingan fuel binder  propelan diinginkan  memiliki  kadar  cis  yang tinggi  dan  memiliki  kadar  vinil  yang rendah  (Aldemir,  dkk,  2013).  Sebagai acuan, biasanya kadar vinil HTPB untuk fuel  binder  propelan  diinginkan  kurang atau  sama  dengan  dari  20%  (Lin-Vien, 2013).  Dengan mengamati dan estrapolasi dari  persamaan  hubungan  tetapan kecepatan  reaksi  untuk  tiap  isomer seperti ditunjukkan pada persamaan (2- 5),  (2-6),  dan  (2-7)  serta  nilai  tetapan kecepatan reaksi masing-masing isomer, maka  dapat  dibuat  optimisasi  pada reaksi berapa lama diperoleh kadar vinil minimum namun kadar cis tidak terlalu turun banyak. Hasil optimalisasi diperoleh bahwa  kondisi  optimum  dapat  terjadi dengan  reaksi  pada  menit  ke  90  akan diperoleh isomer vinil (%W) adalah 19%, cis  adalah  3%,  dan  trans  adalah  49%. Nilai  ini  cukup  memenuhi  persyaratan sebagai binder propelan komposit. Dengan demikian,  maka  potensi  penggunaan metode  Sain  Sayef  untuk  menurunkan kadar  vinil  dari  HTPB  adalah  cukup besar.  Dengan  metode  ini,  dapat digunakan  untuk  memperbaiki  struktur HTPB yang diperoleh.
Untuk  mendapatkan  hasil  yang lebih  optimal,  maka  perlu  dilakukan penelitian  pengaruh  suhu  reaksi  dan katalis yang digunakan. Menurut Arhenius,  maka  suhu  reaksi  sangat berpengatruh secara signifikan terhadap tetapan  kecepatan  reaksi  (Wibowo, 2013) . Demikian  pula  katalis,  katalis dapat  menurunkan  energi  aktivasi sehingga    reaksi  dapat  lebih  cepat terjadi.  Pemilihan  katalis  lain  mungkin memiliki  pengaruh  dan  karakteristik yang berbeda.

## 5 KESIMPULAN
Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa reaksi Sain Sayef dapat digunakan untuk  mengubah  komposisi  isomer  dari HTPB.  Perubahan  komposisi  struktur HTPB sangat penting dalam peningkatan kualitas  HTPB  sebagai fuel binder propelan.  Reaksi  Sain  Sayef  terbukti nyata  dapat  memutus  ikatan  C-C  dari polimer  HTPB.  Berdasarkan  tetapan kecepatan reaksi, maka reaksi penurunan isomer vinil adalah paling bsear, sedang penurunan  isomer  cis  dan  trans  adalah sama.  Hasil  optimal  diperoleh  dengan kadar  vinil  19%  dengan  suhu  100 ⁰ C selama 90 menit. Secara umum, kualitas HTPB  dapat  meningkat  dengan  me- ngurangi kadar vinil sehingga komposisi HTPB  memiliki  kadar  vinil  turun menjadi 19%. Untuk mendapatkan hasil yang optimal, perlu dilakukan penelitian lebih  lanjut  pengaruh  suhu  reaksi  dan pemilihan katalis yang digunakan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terimakasih  disampaikan kepada  LAPAN  yang  telah  memberikan biaya dan fasilitas untuk terselenggaranya  penelitian  ini.  Ucapan terima  kasih  juga  disampaikan  kepada Kepala Pusat Teknologi Roket yang telah mendukung dan memfasilitasi penelitian ini.

## DAFTAR RUJUKAN
Arguello,  J.M.,  and  A.  Santos,  2016. Hardness and  Compression  Resistance  of  Natural Rubber  and  Synthetic  Rubber  Mixtures , Journal of Physic: Conf Series 687. Aydemir,  Bulent,  B.,  and  S.,  Salman,    2013.
The  Advantages  of  New  Generation Hardness  Measurement  Methods, 5th International  Quality  Conference  May 20 th Center  for  Quality,  Faculty  of Mechanical  Engineering,  University  of Kragujevac.
Lin-Vien,  D.,  2013. Infrared  and  Raman
Characteristic  Frequencies  of  Organik Molecules . San Diego : AcademicPress. Maggi, F., 2014. Curing Viscosity of HTPB-Based Binder  Embedding  Microand  Nano-
Aluminum  Particles, Propellants  Explos. Pyrotech, no. 39, 1–7. Randall, D., and Lee, S., 2013. The Polyurethanes
Book .  New  York:  ed.  12th,    John  Wiley and Sons.
Sutton,  G.P.,  and  Biblarz,  O.,  2001. Rocket Propulsion  Elements,  7 th edition . New York : John Wiley & Son. Timnat,  J.,  1992. Advanced  Rocket  Propulsion . London: Interscience Publisher. 139.
Wibowo,  H.B.,    2013. Struktur  Polimer Polibutadien  dan  Teknik  Pengendalian
Produksi .  Chemistry  Progress,  Chem.
Prog. 5(1). 2234-2240.
Wibowo,  H.B.,  2011. Pengaruh  Berat  Molekul Terhadap Reaksi Pembentukan Poliuretan , Prosiding SIPTEKGAN XIV-2011. Wibowo, H.B., 2012. Karakteristik Viskoelastisitas Binder  Propelan  Komposit  Mandiri Berbasis  HTPB .  Prosiding  SIPTEKGAN XV-2011.
Wibowo, H.B., 2014. Kinetika Polimerisasi Butadien Secara Emulsi dengan Inisiator H 2 O 2 /Fe(II) . Prosiding Seminar Nasional JNK 2014. Zohari,  N.,  Keshavar,  M.H.,  and  S.A.
Seyedsadjadi,    2013. The  Advantages and  Shortcomings  of  Using  Nano-sized Energetic  Materials ,  Central  European Journal  of  Energetic  Materials  10(1),
135-147.

## PENGUKURAN TURBULENSI DAN ANGULARITAS ALIRAN PADA TEROWONGAN ANGIN SUBSONIK LAPAN (THE MEASUREMENT OF TURBULENCE AND FLOW ANGULARITY IN LAPAN’S SUBSONIC WIND TUNNEL)
Firman Hartono 1*) , Ronald Bessie **) , Agus Aribowo ***)
1 Program Studi Aeronotika dan Astronotika Institut Teknologi Bandung, Bandung, INDONESIA
2 PT Uavindo Nusantara
3 Pusat Teknologi Penerbangan LAPAN Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Raya LAPAN, Sukamulya, Rumpin, Bogor 16350 Indonesia
1 e-mail: firman7738@gmail.com
Diterima 10 November 2015; Direvisi 21 Maret 2016; Disetujui 18 Mei 2016

## ABSTRACT
This paper explains the measurement of turbulence intensity and angularity in LAPAN’s Open Loop Subsonic Wind Tunnel. The objective of the research is to find out the aerodynamic characterstic of the tunnel. Turbulence intensities were measured using 200 mm and 300 mm diameter turbulence sphere. The flow angularity in the cross section of tunnel’s test section was measured using five holes probe at two different axial position i.e. 1. above internal balance turning table and 2. above external balance turning table. The number of measured points are 110 for every cross section plane and the average velocity during angular flow measurement is 15 m/s. Turbulence measurements shows wind tunnel’s  turbulence  intensity  of  0.26%  at  25.9  m/s  and  0.1%  at  19  m/s.  Angularity  measurement shows relatively large angular flow variation in the jet, i.e. pitch angle of ±3 o and achieving +7 o at some locations and yaw angle of ±2.5 o .
Keywords: wind tunnel, turbulence measurement, angularity

## ABSTRAK
Makalah ini menjelaskan pengukuran intensitas turbulensi dan angularitas aliran pada seksi uji  terowongan  angin  sirkuit  terbuka  kecepatan  rendah  Lembaga  Penerbangan  dan  Antariksa Nasional.  Tujuan  dilakukannya  pengukuran  intensitas  turbulensi  dan  angularitas  adalah  untuk mengetahui  karakteristik  aerodinamika  terowongan  angin  kecepatan  rendah  LAPAN.  Pengukuran intensitas  turbulensi  dilakukan  menggunakan  dua  bola  turbulensi  ( turbulence  sphere )  dengan diameter  200  mm  dan  300  mm  sedangkan  pengukuran  angularitas  aliran  dilakukan  menggunakan probe  5  lubang  pada  bidang  melintang  di  dua  posisi  aksial  yaitu:  di  tengah  roda  putar internal balance dan di tengah roda putar external balance . Keseluruhan jumlah titik yang diukur per bidang adalah  sebanyak  110  titik.  Pengukuran  dilakukan  pada  kecepatan  rata-rata  15  m/s.  Hasil pengukuran  intensitas  turbulensi  menunjukkan  bahwa  intensitas  turbulensi  terowongan  angin subsonik  LAPAN  pada  kecepatan  25,9  m/s  dan  19  m/s  adalah  sebesar  0,26%  dan  0,1%.  Hasil pengukuran angularitas aliran menunjukkan bahwa terowongan angin ini memiliki angularitas yang cukup besar yaitu sudut pitch ±3 ⁰ dengan beberapa titik mencapai +7 ⁰ dan sudut yaw ±2,5 ⁰ .
Kata kunci: terowongan angin, pengukuran turbulensi, angularitas
1 PENDAHULUAN

## 1.1  Latar Belakang
Terowongan angin kecepatan rendah  LAPAN  merupakan  salah  satu fasilitas  penelitian  aerodinamika  yang aktif  digunakan  untuk  pengembangan teknologi  dirgantara.  Sebagai  alat  yang digunakan  untuk  mengukur  gaya-gaya aerodinamika model, karakteristik medan aliran di dalam terowongan angin ini  perlu  diketahui  sehingga  hasil pengukuran  yang  dilakukan  dapat dipertanggungjawabkan secara ilmiah.
Karakteristik  medan  aliran  di dalam  sebuah  terowongan  angin  akan menentukan kesahihan hasil pengukuran terowongan  angin  tersebut.  Parameter- parameter  penting  yang  menyatakan karakteristik medan aliran sebuah seksi uji  terowongan  angin  di  antaranya adalah:  intensitas  turbulensi,  angularitas aliran, variasi tekanan dinamik sepanjang seksi  uji  dan  tebal  lapisan  batas  pada dinding-dinding seksi uji (Pope and Harper, 1966).  Parameter-parameter  tersebut perlu diketahui untuk memberikan koreksi yang  tepat  atas  hasil  pengukuran aerodinamika  sebuah  model  di  dalam
seksi  uji  terowongan  angin.  Sebagai contoh, terowongan angin yang memiliki intensitas  turbulensi  yang  tinggi  dapat menyebabkan  model-model  yang  diukur mengalami  transisi  ke  lapisan  batas turbulen  lebih  cepat  sehingga  koefisien gaya  hambat  yang  terukur  pada bilangan Reynolds tertentu akan tampak lebih kecil dari yang seharusnya.
Dalam  makalah  ini  dijelaskan proses  dan  hasil  pengukuran  intensitas turbulensi  dan  angularitas  aliran  pada terowongan  angin  subsonik  LAPAN. Intensitas  turbulensi  di  dalam  seksi  uji sebuah  terowongan  angin  dapat  diukur dengan  beberapa  metode,  di  antaranya adalah: menggunakan laser, menggunakan hotwire dan menggunakan bola turbulensi (Rehman et  al. ,  2011).  Dari  ketiga metode yang disebutkan di atas, metode ketiga  adalah  yang  paling  sederhana namun  memberikan  hasil  yang  akurat. Pengukuran intensitas turbulensi menggunakan  bola  turbulensi  berbasis pada karakteristik aerodinamika sebuah bola di dalam aliran seragam. Hasil-hasil pengujian  sifat  aerodinamika  bola  di dalam  aliran  seragam  menunjukkan
bahwa  bola  memiliki  karakteristik  C D – Re  yang  unik  pada  daerah  bilangan Reynolds  antara  1x10 5 dengan  1x10 6 . Sifat  yang  unik  tersebut  dikaitkan dengan  kondisi  lapisan  batas  dan intensitas  turbulensi  aliran  ketika separasi terjadi.
Seperti juga intensitas turbulensi, angularitas  aliran  dapat  diukur  dengan beberapa  cara,  di  antaranya  adalah: menggunakan laser, menggunakan hotwire ,  menggunakan yaw  probe dan menggunakan multi  hole  probes (Tropea et al. , 2007). Di antara multi hole probes yang  banyak  digunakan  adalah  probe  5 lubang  yang  juga  sering dikenal sebagai cobra-probe . Dengan pertimbangan ketersediaan peralatan, angularitas aliran  diukur  menggunakan  probe  5 lubang.

## 1.2  Tujuan
Tujuan  dilakukannya  pengukuran intensitas  turbulensi  dan  angularitas adalah  untuk  mengetahui  karakteristik aerodinamika terowongan angin kecepatan rendah LAPAN. Selanjutnya jika diperlukan data-data  ini  dapat  digunakan  untuk mengoreksi hasil pengukuran aerodinamika model uji.

## 2 KONFIGURASI AERODINAMIKA TEROWONGAN ANGIN
Terowongan angin kecepatan rendah  LAPAN  merupakan  terowongan angin  sirkuit  terbuka  dengan  ukuran penampang seksi uji pada sisi masukan sebagai  berikut:  lebar  2325  mm  dan tinggi  1743  mm.  Seksi  uji  terowongan angin  berbentuk  divergen  sehingga ukuran  penampang  seksi  uji  membesar menjadi lebar 2379 mm dan tinggi 1751 mm pada sisi keluaran seksi uji. Panjang total  seksi  uji  adalah  11510  mm. Terowongan  angin  ini  menggunakan  4 lapis anti-turbulent  screen dan  nosel
dengan  rasio  kontraksi  mencapai  9. Kecepatan  angin  maksimum  di  dalam terowongan  angin  ini  adalah  60  m/s. Konfigurasi  aerodinamika  terowongan angin kecepatan rendah LAPAN, termasuk ukuran-ukurannya,  ditunjukkan  pada Gambar 2-1  (PT  UAVINDO  NUSANTARA, 2012).
Terowongan angin subsonik LAPAN  memiliki  seksi  uji  yang  panjang dengan  dua  posisi  dudukan  model, yaitu:  dudukan  model  untuk internal balance (bagian  depan)  dan  meja  putar untuk  dudukan  model  untuk external balance (bagian belakang). Dengan seksi uji yang panjang dan dua posisi dudukan model, tempat untuk pengukuran intensitas  turbulensi  dan  angularitas aliran  ditentukan  dengan  pertimbangan nilainya akan menjadi acuan di sepanjang  seksi  uji.  Dengan  demikian, untuk pengukuran intensitas turbulensi dipilih  lokasi  tepat  di  tengah-tengah antara kedua dudukan model sedangkan untuk  pengukuran  angularitas  aliran dilakukan  pada  bidang  tempat  model terpasang.  Posisi  kedua  bidang  ini adalah:  bidang  depan,  berjarak  2870 mm  dari  sisi  masukan  seksi  uji,  dan bidang belakang, berjarak 7890 mm dari sisi masukan seksi uji. Untuk mendapatkan  distribusi  sudut  yang cukup  baik,  dalam  setiap  bidang dilakukan pengukuran pada 110 titik.
Gambar 2-1: Konfigurasi
aerodinamika
terowongan angin kecepatan rendah LAPAN
3 KARAKTERISTIK  AERODINAMIKA
BOLA  TURBULENSI  DAN  PROBE 5 LUBANG
3.1  Bola Turbulensi
Pada  bilangan  Reynolds  yang rendah  (lebih  rendah  dari  nilai  kritisnya), bagian  depan  permukaan  bola  di  dalam aliran  seragam  dilingkupi  oleh  lapisan batas  laminer.  Lapisan  batas  laminer memiliki  energi  kinetik  rata-rata  yang relatif  rendah  di  dekat  permukaan  bola sehingga  lemah  dalam  menghadapi kenaikan  tekanan  aliran.  Kondisi  ini menyebabkan  lapisan  batas  laminer mudah  mengalami  separasi.  Pada  bola, separasi  lapisan  batas  laminer  terjadi pada  permukaan  bola  bagian  depan sehingga  menyebabkan  daerah  ulakan yang  luas  dan  menghasilkan  koefisien gaya hambat, C D , yang besar.
Gambar 3-1: Koefisien  gaya  hambat,  C D ,  vs Bilangan  Reynolds,  Re,  pada silinder  dan  bola  (Rehman et  al., 2011)
Jika  kecepatan  aliran  seragam dinaikkan, bilangan  Reynolds bola naik. Hal  ini  menyebabkan  terjadinya  transisi dari  lapisan  batas  laminer  menjadi lapisan  batas  turbulen  di  permukaan bagian  depan  bola.  Lapisan  batas turbulen  memiliki  energi  kinetik  rata- rata  yang  lebih  tinggi  sehingga  lebih tangguh  dalam  menghadapi  kenaikan tekanan  ketika  aliran  bergerak  turun
pada  bagian  belakang  bola.  Hal  ini menyebabkan  titik  separasi  bergeser  ke belakang  dengan  cepat  sehingga  daerah ulakan  di  belakang  bola  mengecil. Berkurangnya daerah ulakan di belakang  bola  ini  menyebabkan  C D bola turun.  Distribusi  C D pada  silinder  dan bola  pada  berbagai  kecepatan  aliran untuk diameter bola tertentu ditunjukkan pada Gambar Gambar 3-1. Selain pengaruh bilangan Reynolds, hasil-hasil penelitian juga menunjukkan bahwa  karakteristik  C D bola  tergantung pada  variabel  aliran  yang  lain,  yaitu: intensitas  turbulensi  (Zarin,  1970). Ketergantungan  karakteristik  C D bola terhadap  intensitas  turbulensi  terkait dengan seberapa cepat aliran mengalami transisi  dari  laminer  menjadi  turbulen. Pada  medan  aliran  dengan  intensitas turbulensi  yang  tinggi,  transisi  dari lapisan  batas  laminer  menjadi  lapisan batas  turbulen  pada  permukaan  bagian depan  bola  terjadi  lebih  cepat  sehingga C D turun  pada  bilangan  Reynolds  kritis yang  lebih  rendah.  Dengan  demikian, intensitas turbulensi medan aliran dapat diukur  dengan  cara  membandingkan bilangan  Reynolds  kritis  pada  kondisi aliran  dengan  tingkat  turbulensi  sangat rendah  (intensitas  turbulensi  aliran mendekati  0)  dengan  bilangan  Reynolds kritis  pada  kondisi  aliran  nyata  yang diukur. Semakin tinggi intensitas turbulensi  medan  aliran,  perbandingan ini  akan  semakin  besar.  Hubungan antara  intensitas  turbulensi  dengan faktor  turbulensi  ditunjukkan  pada Gambar 3-2.  Pada  gambar  tersebut, faktor  turbulensi  adalah  perbandingan bilangan Reynolds kritis kondisi intensitas turbulensi hampir nol dengan kondisi  nyata  aliran  hasil  pengukuran.
Gambar 3-2: Kurva  intensitas  turbulensi  vs. faktor turbulensi (Phoreman et al. , 2000)

## 3.2  Probe 5 Lubang
Probe  5  lubang  adalah  sebuah alat  ukur  tekanan  yang  memiliki  lima buah  lubang  pada  bagian  ujung  probe. Lubang-lubang tersebut disusun membentuk  tanda  plus  (+)  sehingga menjadi susunan satu lubang di sebelah kiri,  satu  lubang  di  sebelah  atas,  satu lubang di sebelah kanan, satu lubang di sebelah  bawah  dan  satu  lubang  di tengah-tengah.  Sistem  koordinat  dan sistem  penomoran  probe  5  lubang ditunjukkan pada Gambar 3-3.
Gambar 3-3: Sistem  koordinat  dan  sistem penomoran probe 5 lubang (Hartono et al. , 2008)
Prinsip  kerja  probe  5  lubang mirip dengan prinsip kerja tabung Pitot –
statik.  Setiap  lubang  akan  mengukur tekanan  statik  lokal  udara  di  sekitar lubang  tersebut.  Pada  kasus  udara berarah  sejajar  dengan  garis  sumbu sebuah  lubang,  tekanan  statik  yang terukur  pada  lubang  tersebut  sama dengan  tekanan  total.  Sebagai  ilustrasi dari  penjelasan  tersebut,  Gambar  3-4 menunjukkan  sistem  kecepatan  pada lubang 1, 2 dan 5 dari probe 5 lubang.
Gambar 3-4: Sistem  kecepatan  pada  lubang  1, 2  dan  5  probe  5  lubang  (Hartono et al. , 2007)
Probe 5 lubang memiliki 5 variabel yang  merupakan  tekanan  yang  terukur pada  setiap  lubang.  Untuk  mengurangi jumlah  variabel,  didefinisikan  koefisien tekanan  arah yaw dan pitch berikut (Gundongdu and Goksel,
1998),
(Gonsales and Arrington, 1999):
-  koefisien tekanan arah yaw
p q p p C 1 3    (3-1)
-  koefisien tekanan arah pitch
p q p p C 2 4    (3-2)
dengan tekanan dinamik probe q p :
  4 3 2 1 5 4 1 p p p p p q p      (3-3)
Selain koefisien yang menyatakan arah,  dapat  didefinisikan  juga  koefisien tekanan  dinamik  dan  koefisien  tekanan total.  Untuk  menyelidiki  angularitas aliran  hanya  sudut  aliran  yang  akan diukur sehingga cukup dengan koefisien tekanan  arah pitch dan  koefisien tekanan arah yaw . Dengan menerapkan formulasi  diatas  pada  sistem  kecepatan pada  Gambar  3-4,  diperoleh  kurva koefisien  tekanan  arah  aliran  hasil pendekatan  teoritik.  Kurva  koefisien tekanan  arah  aliran  dapat  dilihat  pada Gambar 3-5.
Gambar 3-5: Kurva  koefisien  tekanan  arah pitch dan arah yaw
Kurva koefisien tekanan arah aliran teoritik  diperoleh  dengan  anggapan probe yang digunakan memiliki geometri yang  sempurna  sehingga  pola  kurva sangat  simetris.  Pada  kenyataannya probe  yang  digunakan  tidak  sempurna sehingga perlu dilakukan kalibrasi. Hasil kalibrasi probe 5 lubang yang digunakan untuk pengukuran angularitas ditunjukkan pada Gambar 3-6.
Gambar 3-6: Kurva  hasil  kalibrasi  probe  5
lubang
4 PENGATURAN EKSPERIMEN
4.1  Pengukuran Intensitas Turbulensi
Untuk mengukur intensitas turbulensi  pada  dua  kecepatan  yang berbeda  digunakan  dua  buah  bola turbulensi dengan diameter yang berbeda  yaitu  200  mm  dan  300  mm. Bola  turbulensi  dengan  diameter  yang lebih  besar  akan  memiliki  bilangan Reynolds  yang lebih tinggi  pada kecepatan yang sama. Dengan demikian bilangan  Reynolds  kritis  bola  turbulensi yang  lebih  besar  akan  terjadi  pada kecepatan angin yang lebih rendah. Oleh karena  bilangan  Reynolds  kritis  setiap bola  turbulensi  tidak  diketahui,  untuk setiap kasus kecepatan divariasikan dari rendah ke tinggi hingga terjadi penurunan C D secara signifikan.
Untuk  mengukur  besar  gaya hambat  bola  turbulensi,  digunakan sebuah  external  balance  1  komponen yang  hanya  akan  mengukur  gaya hambat. External balance menggunakan load  cell tipe shear  beam dengan  beban maksimum yang dapat diukur sebesar 1 kg.
Gambar 4-1 menunjukkan
pemasangan bola  turbulensi 300  mm di dalam seksi uji terowongan angin.
Gambar 4-1: Pemasangan  bola  turbulensi  300 mm di dalam seksi uji

## 4.2  Pengukuran Angularitas Aliran
Pengukuran  angularitas  aliran dilakukan menggunakan probe 5 lubang yang  telah  dikalibrasi.  Oleh  karena ukuran  seksi  uji  yang  besar,  dudukan probe  5  lubang  tidak  dapat  dipasang  di luar  seksi  uji  terowongan  angin.  Untuk membantu pemasangan probe 5 lubang, sebuah  dudukan  berbentuk  sayap dengan penampang berupa airfoil simetrik  digunakan  sebagai  alat  bantu. Pemasangan  probe  5  lubang  pada dudukan  sayap  ditunjukkan  pada Gambar4-2.
Gambar 4-2: Pemasangan probe 5 lubang pada dudukan
Posisi  titik-titik  minimum  dan maksimum  arah vertikal  yang diukur  di dalam  seksi  uji  ditentukan  dengan mempertimbangkan  peletakan  dudukan sayap.  Dalam  kasus  terowongan  angin LAPAN,  terdapat  keterbatasan  rentang peletakan dudukan sayap karena keterbatasan  ukuran  jendela  seksi  uji tempat  dudukan  sayap  bertumpu. Dengan  demikian  daerah  pengukuran dibatasi  oleh  tinggi  jendela  seksi  uji. Untuk  mendapatkan  distribusi  sudut yang  cukup  baik,  dalam  setiap  bidang dilakukan  pengukuran  terhadap  110 titik.  Titik-titik  ini  diperoleh  dengan memvariasikan posisi pengukuran menjadi 10 titik ke arah vertikal dan 11 titik  ke  arah  melintang.  Untuk  lebih jelasnya  titik-titik  pengukuran  di  dalam seksi uji diperlihatkan pada Gambar 4-3.
Gambar 4-3: Posisi titik-titik pengukuran
Dalam  penelitian  ini  pengukuran angularitas aliran hanya dilakukan pada satu harga kecepatan yaitu 15 m/s.

## 5
HASIL PEMBAHASAN 5.1  Intensitas Turbulensi 5.1.1  Bola turbulensi 200 mm Hasil pengukuran intensitas
turbulensi  menggunakan  bola  dengan diameter  200  mm  ditunjukkan  pada Gambar 5-1.
Dari  Gambar  5-1  dapat  dilihat bahwa  bilangan  Reynolds  kritis  terjadi
pada  Re  =  320.000.  Bilangan  Reynolds kritis  ini  ditandai  dengan  nilai  koefisien gaya  hambat  C D =  0,3.  Pada  aliran laminer,  bilangan  Reynolds  kritis  bola adalah  385.000.  Dengan  demikian, faktor  turbulensi  aliran  di  dalam terowongan angin subsonik LAPAN pada kasus bola berdiameter 200 mm adalah:
TF = 385.000/320.000 = 1.2
Gambar 5-1: Kurva  koefisien  gaya  hambat  vs bilangan Reynolds bola turbulensi 200 mm
Mengacu  pada  kurva  intensitas turbulensi  vs  faktor  turbulensi  ( Gambar 3-2), nilai faktor turbulensi ini berkaitan dengan nilai intensitas turbulensi 0,26%. Untuk terowongan angin edukasi,  nilai  intensitas  turbulensi sebesar  0,3%  masih  dapat  diterima sedangkan  untuk  terowongan  angin penelitian,  nilai  intensitas  turbulensi biasanya  pada  kisaran  0,1%  (Pope  and Harper, 1966).
Dengan  diameter  bola  diketahui sebesar 200 mm  dan bilangan  Reynolds kritik diketahui sebesar 320.000, kecepatan angin ketika bilangan Reynolds  kritis  terjadi  dapat  dihitung. Dari  hasil  perhitungan  diketahui  bahwa kecepatan angin pada kondisi ini adalah 25,9 m/s.

## 5.1.2 Bola turbulensi 300 mm
Hasil pengukuran intensitas turbulensi  menggunakan  bola  dengan
diameter  300  mm  ditunjukkan  pada Gambar 5-2.
Dari  Gambar  5-2  dapat  dilihat bahwa  bilangan  Reynolds  kritis  terjadi pada Re = 348.000. Dengan menggunakan metode  yang  sama  seperti  pada  kasus diameter bola 200 mm, diperoleh:
TF = 385.000/348.000 = 1.1
Gambar 5-2: Kurva  koefisien  gaya  hambat  vs bilangan Reynolds bola turbulensi 300 mm
Nilai faktor turbulensi ini berkaitan dengan  nilai  intensitas  turbulensi  0,1%. Dengan  membandingkan  hasil  dari kasus  ini  dengan  kasus  sebelumnya dapat  ditarik  kesimpulan  intensitas turbulensi  aliran  di  dalam  seksi  uji terowongan angin turun dengan turunnya kecepatan.  Nilai  intensitas  turbulensi sebesar  0.1%  cukup  baik  untuk terowongan  angin  yang  digunakan untuk penelitian.
Dengan  diameter  bola  diketahui sebesar 300 mm  dan bilangan  Reynolds kritik diketahui sebesar 348.000, kecepatan angin ketika bilangan Reynolds  kritis  terjadi  dapat  dihitung. Dari  hasil  perhitungan  diketahui  bahwa kecepatan angin pada kondisi ini adalah 19,0 m/s.

## 5.2  Angularitas Aliran
Angularitas  aliran  di  dalam  seksi uji terowongan angin dinyatakan dengan variasi  sudut  arah pitch dan  arah yaw . Variasi  sudut  arah pitch artinya  variasi
sudut  aliran  pada  bidang  vertikal  dan aksial.  Sudut pitch positif  artinya  aliran memiliki komponen arah vertikal ke atas selain  bergerak  dalam  arah  aksial. Sudut pitch negatif  berarti  sebaliknya, yaitu  aliran  memiliki  komponen  arah vertikal ke bawah selain bergerak dalam arah aksial.
Selain  variasi  sudut  arah pitch , aliran  angin  juga memiliki  variasi sudut dalam  arah yaw ,  yaitu  variasi  sudut dalam  bidang  aksial  dan  melintang. Sudut yaw didefinisikan  sebagai  positif jika  aliran  memiliki  komponen  kecepatan melintang ke arah kiri dan didefinisikan negatif  jika  aliran  memiliki  komponen kecepatan  melintang  ke  arah  kanan. Arah  kanan  dan  kiri  dalam  definisi  ini adalah kanan dan kiri terowongan angin dengan  settling  chamber  sebagai  bagian depan.

## 5.2.1 Bidang depan
A. Distribusi Pitch Distribusi pitch pada  bidang depan  seksi  uji  ditampilkan  pada Gambar 5-3. Untuk memudahkan dalam analisis, distribusi pitch disajikan dalam kurva kontur.
Gambar 5-3: Distribusi sudut pitch pada bidang depan, x = 2870 mm
Dari  Gambar  5-3,  dapat  dilihat  bahwa sebagian  besar  aliran  memiliki  sudut pitch kurang  dari  ±3 ⁰ .  Namun  demikian
terdapat  titik  dengan  sudut pitch positif yang cukup besar, yaitu mencapai 7 ⁰ .

## B. Distribusi Yaw
Selain  distribusi  sudut pitch , karakteristik  angularitas  aliran  juga dapat ditinjau dari distribusi sudut yaw . Distribusi sudut yaw pada bidang depan ditunjukkan pada Gambar 5-4.
Gambar 5-4: Distribusi sudut yaw pada bidang depan, x = 2870 mm
Dari  Gambar  5-4  terlihat  bahwa distribusi yaw medan  aliran  pada bidang depan cukup baik yaitu maksimum  ±2.5 ⁰ .  Selain  itu  dapat  juga dilihat pola yang jelas yaitu pada bagian tengah  seksi  uji  aliran  cenderung bergerak  ke  arah  kiri  sedangkan  pada bagian  atas  dan  bawah  seksi  uji  aliran cenderung  bergerak  ke  kanan.  Secara umum, jika dibandingkan dengan distribusi  sudut pitch ,  distribusi  sudut yaw pada bidang depan ini lebih baik.

## 5.2.2  Bidang belakang
A. Distribusi Pitch Gambar 5-5 menunjukkan distribusi  sudut pitch pada  bidang belakang.  Seperti  juga  kasus  yang  lain, distribusi  sudut pitch disajikan  dalam bentuk kurva kontur.
Gambar 5-5: Distribusi sudut pitch pada bidang belakang, x = 7890 mm
Dengan  membandingkan  Gambar 5-5  dengan  Gambar  5-3,  terlihat  bahwa daerah  dengan  sudut pitch kurang  dari ±3 ⁰ pada  bidang  belakang  lebih  luas daripada  yang  pada  bidang  depan. Namun demikian, sudut pitch maksimum pada  bidang  belakang  masih  cukup tinggi yaitu mencapai 5 ⁰ .
Fenomena  yang  menarik  pada distribusi  sudut pitch ini  adalah  pada bidang  depan  sudut pitch dominan positif  di  bagian  bawah  dan  dominan negatif  di  bagian  atas.  Hal  ini menunjukkan  pengaruh  kontraksi  yang mendorong  udara  dari  bagian  dinding atas ke arah bawah sehingga menciptakan  aliran  dengan pitch negatif dan  mendorong  udara  dari  bagian dinding  bawah  ke  arah  atas  sehingga menciptakan aliran dengan pitch positif.
Pada  bidang  belakang,  terdapat daerah  dengan  sudut pitch negatif  pada bagian  tengah  sedangkan  pada  bagian atas  dan  bawah  memiliki  sudut pitch positif.  Ini  menunjukkan  telah  terjadi pencampuran yang cukup intens selama udara  mengalir  dari  bidang  depan  ke bidang  belakang  sehingga  tidak  terjadi lagi  dominasi pitch yang  dipengaruhi dinding kontraksi.
B. Distribusi Yaw Distribusi sudut yaw pada bidang belakang  ditunjukkan  pada Error!
Reference source not found. 5-6. Untuk memudahkan  analisis,  distribusi  sudut yaw disajikan  dalam  bentuk  kurva kontur.
Gambar 5-6: Distribusi sudut yaw pada bidang belakang, x = 7890 mm
Dengan  membandingkan Error! Reference source not found. 5-6 dengan  Gambar  5-4  terlihat  bahwa distribusi yaw pada  bidang  belakang lebih  baik  karena  bervariasi  dari  -2,5 ⁰ sampai  dengan  2 ⁰ (pada  bidang  depan bervariasi  dari  -2,5 ⁰ sampai  dengan +2,5 ⁰ )  dengan  sebagian  besar  aliran pada  bagian  tengah  tempat  model dipasang  memiliki  sudut yaw kurang dari  ±0,5 ⁰ .  Perbedaan  lain  yang  dapat dilihat adalah distribusi sudut yaw pada bidang  belakang  cenderung  positif  di bagian  atas  dan  cenderung  negatif  di bagian  bawah.  Dengan  kata  lain,  aliran cenderung  bergerak  ke  kiri  pada  bagian atas  dan  cenderung  bergerak  ke  kanan pada  bagian  bawah.  Sekilas  fenomena ini  seakan-akan  menunjukkan  adanya pusaran  dengan  radius  yang  cukup besar.  Namun  demikian  jika  data distribusi yaw ini  disatukan  dengan distribusi pitch ,  tidak  ada  cukup  bukti yang menunjukkan hal itu.

## 6 KESIMPULAN
Untuk  mengetahui  karakteristik aerodinamika terowongan angin subsonik LAPAN,  telah  dilakukan  pengukuran
intensitas  turbulensi  dan  angularitas aliran. Pengukuran intensitas turbulensi dilakukan menggunakan bola turbulensi dengan  diameter  200  mm dan  300  mm. Hasil  pengukuran  menggunakan  bola turbulensi  300  mm  menunjukkan intensitas  turbulensi  aliran  di  dalam seksi uji terowongan angin sebesar 0,1% pada  kecepatan  19,0  m/s.  Hasil pengukuran menggunakan bola turbulensi  200  mm  menunjukkan intensitas  turbulensi  aliran  di  dalam seksi  uji  terowongan  angin  sebesar 0,26%  pada  kecepatan  25,9  m/s. Dibandingkan  dengan  nilai  intensitas turbulensi  terowongan  angin  standar untuk  penelitian,  intensitas  turbulensi terowongan  angin  ini  relatif  tinggi. Namun demikian hasil pengujian aerodinamika menggunakan  terowongan angin  ini  masih  dapat  diterima  jika dilakukan koreksi-koreksi yang tepat.
Seksi uji terowongan angin subsonik  LAPAN  memiliki  dua  lokasi pengukuran  model,  yaitu:  pengukuran model  menggunakan internal  balance dan external  balance yang  masing- masing  berjarak  2870  mm  (bidang depan)  dan  7890  mm  (bidang  belakang) dari sisi masukan seksi uji. Oleh karena itu  angularitas  aliran  diukur  pada  dua posisi tersebut. Hasil pengukuran menunjukkan  sudut pitch aliran  pada bidang depan umumnya berada di dalam range  ±3 ⁰ dengan  beberapa  titik mencapai +7 ⁰ . Hasil pengukuran menunjukkan  selama  udara  mengalir dari  bidang  depan  ke  bidang  belakang angularitas dalam arah pitch berkurang.
Pada  bidang  belakang,  sudut pitch maksimum turun menjadi +5 ⁰ .
Angularitas  aliran  dalam  arah yaw lebih  baik  dari  arah pitch .  Hal  ini terlihat  pada  hasil  pengukuran  sudut yaw pada  bidang  depan  dan  bidang belakang. Pada bidang depan sudut yaw berada di dalam rentang ±2,5 ⁰ ,
sedangkan  pada  bidang  belakang  sudut yaw berada  pada  rentang  yang  lebih kecil yaitu dari -2,5 ⁰ sampai dengan +2 ⁰ dengan  sebagian  besar  aliran  pada bagian  tengah  tempat  model  dipasang memiliki  sudut yaw kurang  dari  ±0,5 ⁰ . Secara umum, hasil pengukuran angularitas  aliran  menunjukkan  bahwa semakin  jauh  dari  sisi  masukan  seksi uji,  aliran  semakin  lurus.  Namun demikian  dibandingkan  dengan  nilai angularitas  aliran  terowongan  angin ideal,  yaitu  maksimum  ±0.5 o pada  arah pitch dan yaw ,  angularitas  aliran terowongan angin ini relatif tinggi.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih yang sebesar-besarnya pada tim engineering PT  UAVINDO  NUSANTARA yang  telah  banyak  membantu  dalam penyiapan  alat  dan  pengambilan  data dan  Pustekbang  LAPAN  yang  telah memberi ijin untuk proses pengukuran.

## DAFTAR RUJUKAN
Gonsalez, J.C. and Arrington, E.A., 1999. Five – Hole  Flow  Angle  Probe  Calibration  for the  NASA  Glenn  Icing  Research  Tunnel.
NASA/CR—1999-202330, AIAA–96–
2201.
Gundogdu,  M.Y.  and  Goksel,  O.T.,  1998.
Calibration  and  Use  of  a  Five-Tube Pressure  Probe  in  the  Swirling  Flow Field . :  Tr.  J.  of  Engineering  and Environmental Science, Vol. 22.
Hartono, F., Suwono A., Sardjadi, D., Pasaribu,
H.M., 2007. Calibration and
Measurement  of  High  Angle  Swirling Flows  by  Using  Five-Hole  Pressure Probe. Paper  presented  at  Regional Conference  on  Aerospace  Science
Technology and Industry 2007.
Hartono, F., Suwono A., Sardjadi, D., Pasaribu,
H.M.,  2008. The  Effects  of  Swirl  Vane Angle  Distribution  to  the  Mean  Flow-
Field  Characteristic  of  a  Confined Annular Swirling Flows: Simulation And Experiment. Int.  Journal  of  Energy Machinery, 50-61.
Phoreman,  J.,  Saephan,  S.  and  Vander  Kam,
J.C.,  2000. Determination  of  Turbulence
Level in the UC Davis Aeronautical Wind Tunnel. California : University of
California,  Internal  Report  of  UC  Davis Aeronautical Wind Tunnel.
Pope,  A.,  and  Harper,  J.J.,  1966. Low  Speed
Wind  Tunnel  Testing. New  York :  John
Wiley and Sons, Inc. PT Uavindo Nusantara, 2012. Upgrade
Terowongan  Angin  Subsonik  LAPAN.
Bandung.
Rehman, K., Malik, A. M., Sarwar, W., Zafar, M.
F., 2011. An analysis of flow turbulence in  a  wind  tunnel  using  Turbulence Sphere ,  Proceedings  of  International
Bhurban Conference on Applied
Sciences & Technology, Januari 2011.
Tropea,  C.,  Yarin,  A.  and  Foss,  J.  F.,  2007.
Springer  Handbook  of  Experimental Fluid Mechanics . Springer-Verlag Berlin
Heidelberg.
Zarin,  Neil  A.,  1970. Measurement  of  Non Continuum  and  Turbulence  Effects  on Subsonic Sphere Drag . NASA CR-1585
PERUBAHAN KARAKTERISTIK PEMBENTUKAN POLIURETAN BERBASIS HTPB DAN TDI BERDASARKAN KOMPOSISI REAKSI (CHANGES IN THE FORMATION CHARACTERISTICS OF POLYURETHANE BASED ON HTPB AND TDI REACTION COMPOSITION)
Geni Rosita Pusat Teknologi Roket Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Raya LAPAN No. 2, Mekarsari, Rumpin, Bogor 16350 Indonesia e-mail: genirosita@yahoo.co.id; geni.rosita@lapan.go.id
Diterima 10 November 2015; Direvisi 21 Maret 2016; Disetujui 18 Mei 2016

## ABSTRACT
Polyurethane formation occurs through crosslinking of a reaction between the hydroxyl group (OH)  of  HTPB  and  isocyanate  (NCO)  of  TDI.  Polymer network  formation  reaction  will  be  formed  from the  linear  bond  and  a  combination  of  crosslinking.  At  longer  reaction,  the  polyurethane  chains  are formed  increasingly  long  and  followed  by  changes  in  the  characteristics.  If  the  reaction  has  been perfect then the polyurethane chain is  straight and it will become more flexible. This research aimed to  obtain  polyurethane  as  fuel  binder,  which  was  indispendable  in  solid  composite  propellant manufacturing.
Several  samples  of  existing  HTPB  were  made  into  a  different  composition  of  HTPB/TDI.  The  process used  reaction kinetics methods based on the composition in order to obtain the mechanical properties of polyurethane.  Average molecular weight, crosslinking density, hardness, and swelling were analized to  determine  the  quality  of  polyurethane  as  fuel-binder.  The  analysis  was  a  consideration  for determining the most suitable fuel-binder composition. It was also to test the quality of experimental HTPB  produced  by  LAPAN  HTPB  Laboratory  (HTPB local )  as  an  initial  procedure  in  the  propellant manufacturing.  The  analysis  showed  different  results  for  each  composition.  The  compositions  that could be used as the fuel-binder for the formation of polyurethanes were: HTPB A at 7: 1; HTPB B at 9: 1; HTPB C at 8: 1; and HTPB D at 8: 1; whereas HTPB E could not be used because required advanced processing.
Keywords: cross-lingking, polymer, chain of polymer, swelling, HTPB ,TDI

## ABSTRAK
Pembentukan poliuretan terjadi melalui ikatan silang dari hasil reaksi antara gugus hidroksil (OH)  dari  HTPB  dan  gugus  isosianat  (NCO)  dari  TDI.  Reaksi  pembentukan  jaringan  polimer  akan terbentuk  dari  hasil  ikatan  linier  dan  kombinasi  ikatan  silang.  Semakin  lama  reaksi  maka  panjang rantai  poliuretan  yang  terbentuk  semakin  panjang  dan  diikuti  dengan  perubahan  karakteristik. Apabila  reaksi  telah  sempurna  maka  rantai  poliuretan  adalah  rantai  lurus  dan  akan  menjadi  lebih fleksibel.  Penelitian  ini  untuk  memperoleh  poliuretan  sebagai fuel-binder yang  diperlukan  untuk pembuatan propelan padat komposit. Dari beberapa macam sampel HTPB yang ada, dibuat menjadi beberapa  komposisi  HTPB/TDI  yang  berbeda.  Prosesnya  menggunakan  metode  kinetika  reaksi berdasarkan  komposisi  tersebut  untuk  mendapatkan  sifat  mekanik  poliuretan.  Untuk  mengetahui kualitas  poliuretan  sebagai fuel  binder dilakukan  analisis  berat  molekul  rata-rata  ikatan  silang, kerapatan  ikatan  silang,  kekerasan,  dan swelling (derajat  pengembangan  polimer)  sebagai  bahan pertimbangan  untuk  menentukan  komposisi  fuel  binder  terpilih  dan  juga  untuk  menguji  kualitas HTPB  hasil  experimen  Lab  HTPB  LAPAN  (HTPB local ).  Analisis  menunjukkan  hasil  yang  berbeda-beda untuk  masing-masing  komposisi.  Komposisi  yang  dapat  digunakan  sebagai fuel-binder untuk pembentukan  poliuretan adalah:  HTPBA  pada  7:1;  HTPBB  pada  9:1;  HTPBC  pada  8:1;  dan  HTPBD pada  8:1;  sedangkan  HTPBE  tidak  dapat  digunakan  karena  masih  membutuhkan  pengolahan lanjutan.
Kata kunci. Ikatan silang, polimer, panjang rantai,  swelling,  HTPB, TDI
1 PENDAHULUAN
Sebagaimana diketahui ada bermacam-macam  jenis  poliuretan  di pasaran,  tetapi  poliuretan  yang  akan dibahas  di  sini  adalah  poliuretan  yang fleksibel,  yang  dihasilkan  dari  hasil reaksi  HTPB  dan  TDI  berupa  karet sintetis.  Poliuretan  tersebut  memiliki energi pembakaran cukup besar sehingga dapat  digunakan  sebagai  bahan  baku utama  roket  padat  (Delebecq,  2013; Sutton,  2011;  Sekkar,  2010),  karena sifatnya  yang  fleksibel  dapat  digunakan sebagai  bahan  baku  propelan  padat komposit.
Stuktur poliuretan dapat berbentuk jaringan  yang  sangat  kuat.  Proses pembentukan  jaringan  yang  baik  akan memberikan  poliuretan  yang  kuat  dan fleksibel. Berdasarkan teori, gugus uretan memiliki  kemampuan  untuk  bereaksi dengan gugus yang sangat reaktif seperti gugus  isosianat  (Villar,  2011).  Dengan mengatur  struktur  jaringan  yang  terjadi maka  sifat  mekanik  poliuretan  dapat diatur. Struktur jaringan akan tergantung pada komposisi OH dan NCO serta  suhu  reaksi  (Wibowo,  2015;  Tillet, 2011).
Kemandirian dalam aspek teknologi bahan  baku  harus  terus  diupayakan, demikian juga halnya dalam pemenuhan bahan baku pembuatan propelan komposit di LAPAN. Propelan diperlukan dalam  jumlah  yang  cukup  untuk memperbesar peluang melakukan pengujian  terhadap  desain  roket  yang diperoleh,  baik  uji  statik  maupun  uji terbang.  Kesulitan  dalam  pemenuhan kebutuhan  bahan  baku  pembuatan propelan  sangat  berpengaruh  dalam kemandirian  pengembangan  roket  yang diemban LAPAN.
Sebuah  propelan  harus  memiliki kekuatan  tarik  dan  regangan  yang cukup  untuk  menahan  tegangan  dan tekanan ini, kompromi yang tepat antara kekuatan  tarik,  regangan,  dan  modulus elastisitas  awal  biasanya  ditentukan sebagai  tahapan  penerapan  propelan dalam  misi  tertentu.  Sifat  mekanis  dari propelan  padat  tergantung  pada  (a) variabel  intrinsik  (b)  variabel  ekstrinsik atau  lingkungan.  Variabel  intrinsik penting adalah (i) berat molekul resin, (ii) pengaruh  ikatan  silang,  percabangan dan  kristalinitas,  (iii)  plastisisasi,  serta (iv) kualitas dan kuantitas filer.
Propelan  yang  terdiri  atas fuel dan  oksidator  dan binder ,  semuanya perlu  diperoleh  secara  mandiri,  agar tidak terus bergantung pada luar. Bahan fuel  yang  digunakan  adalah  HTPB,  dan untuk  ini  telah  dilakukan  beberapa penelitian  yang  kemudian  lebih  disebut dengan HTPB lokal . Penelitan yang dilakukan telah  menunjukkan  kemajuan  yang sangat  berarti.  Untuk  menguji  apakah HTPB lokal yang  dihasilkan  baik,  maka harus  dapat  bereaksi  sempurna  dengan binder  yang  digunakan.  HTPB  yang merupakan polimer dapat diumpamakan sebagai  jaring  yang  tersusun  dari benang-benang  rantai  polimer  berupa jaringan  yang  kuat.  Bila  benang-benang rantai  polimer  tersusun  dengan  teratur, rapat  dan  kuat,  polimer  yang  terbentuk akan  elastis  dan  tidak  rapuh.  Sebagai fuel-binder  propelan,  hasil  reaksi  fuel- binder (HTPB lokal -TDI) harus yang elastis, tidak  ada  gelembung  udara,  dan  tidak lengket.
Polimer yang dipakai pada penelitian  ini  adalah  hasil  reaksi  antara poliol (poliol yang paling umum digunakan  dalam  beberapa  waktu terakhir  adalah  HTPB),  dan  isosianat yang  berfungsi  sebagai  fuel-binder propelan roket padat. Bahan poliol yang dipakai  untuk  pembuatan  fuel-binder pada penelitian ini adalah HTPB lokal yang direaksikan  dengan  toluena  diisosianat (TDI).
Untuk mendapatkan polimer yang diinginkan, perlu dipelajari masing- masing  bentuk  reaksi  yang  terjadi dengan  mengatur  komposisi  masing- masing  bahan  baku.  Karena  komposisi mempengaruhi  kesempur-naan  ikatan yang terbentuk pada proses pembentukan  rantai  jaring  seperti terbentuknya  ikatan  semu  yang  berupa persilangan
antara
rantai-rantai sehingga
mengakibatkan mudah
terlepas.  Banyaknya  ikatan  semu  dapat ditunjukkan dengan pengembangan sampel  hasil  reaksi  antara  gugus hidroksil  dan  gugus  isosianat  yang direndam  dengan  toluena  selama  waktu
tertentu, sampai sampel jenuh menyerap pelarut  (mencapai  titik  kesetimbangan), di  mana  ikatan  silang  yang  terjadi membentuk poliuretan dengan perbandingan  ekuivalen  NCO/OH  yang besar.
Tillet  (2011),  Villar  (2011),  dan Majoros  (2009)  menjelaskan  bahwa kinerja propelan sangat tergantung pada perilaku  sifat  mekanik  selama aging , parameter formulasi seperti rasio NCO/OH,  yang  tidak  diragukan  lagi mempengaruhi sifat mekanik juga dapat mempengaruhi  perilaku penuaan  binder propelan  padat  dan,  dengan  demikian, keandalan sistem secara keseluruhan.
Sifat  fisik  dan  sifat  mekanik  dari hasil  reaksi  fuel-binder  dapat  diatur dengan  mengatur  komposisi  HTPB:TDI. Elastomer  poliuretan  yang  terbentuk harus  memiliki  warna  cerah,  tidak lengket, tidak terdapat gelembung udara dan  mudah  dilepas  dari  cetakannya. Sifat  mekanik  polimer  dipengaruhi  oleh jumlah ikatan silang. Untuk mengetahui kerapatan  dan  kekuatan  ikatan  silang yang terjadi dengan menghitung swelling (derajad pengembangan sampel polimer). Perbandingan  yang  dipakai  adalah  yang mempunyai derajat pengembangan yang paling kecil karena semakin rapat ikatan silang  maka  daya  serap  akan  semakin kecil  dan  semakin  rapan  ikatan  silang maka akan semakin elastis.
Tujuan  penelitian  yang  dikemuka- kan  pada  makalah  ini  adalah  untuk mengetahui  pada  perbandingan  berapa terjadi  kerapatan  ikatan  silang  yang sempurna  dari  hasil  reaksi  antara HTPB local :TDI  sebagai fuel-binder pada pembuatan  propelan  roket  padat  dan menguji  kualitas  HTPB lokal .  Metode  yang digunakan  adalah  metode  kinetika reaksi    dengan    menghitung  derajat pengembangan sampel polimer.

## 2 KINERJA PROPELAN PADAT
Penelitian  kinetika  pembentukan poliuretan  penting  dipelajari  untuk keperluan pengembangan binder propelan
yang dapat digunakan
sebagai parameter pada perancangan pabrik.
Propelan roket
biasanya mengandung  senyawa  oksidator  yang tertanam  dalam  matrik  polimer  elastis. Jenis  propelan  ini  disebut  propelan komposit  dan  oksidator  padat  yang dipilih  adalah  amonium  perklorat,  AP (NH 4 ClO 4 ).  Tujuan  dari  matriks  polimer, juga  dikenal  sebagai binder ,  adalah untuk  membentuk  propelan  yang  padat dan  elastis  dengan  sifat  mekanik  yang memadai. Binder ini  juga  digunakan sebagai bahan bakar karena mengandung terutama  hidrogen  dan  karbon  ( fuel- binder ).  Sifat  mekanik  yang  baik  sangat penting untuk memastikan bahwa  roket mempunyai kinerja sebagaimana diharapkan.  Bahkan,  penyebab  utama kegagalan  dalam  motor  roket  padat terkait  dengan  integritas  struktural propelan.  Polimer  yang  paling  terkenal digunakan  dalam  propelan  komposit adalah  HTPB,  di- curing dengan  di- isosianat.  Propelan  berdasarkan  AP  dan HTPB  memiliki  sejumlah  sifat  yang diinginkan,  seperti  suhu  transisi  gelas yang  rendah,  sifat  mekanik  yang  cukup dan kinerja yang  tinggi (Mahanta, 2012; Liu, 2016).
Kinerja  propelan  padat  terutama diatur  oleh  beban  yang  dapat  diterima oleh binder polimer sementara integritas mekanik diatur oleh sifat binder polimer yang  digunakan.  Pada  tahap  awal pengembangan propelan komposit, sejumlah  polimer yang digunakan sebagai  binder  antara  lain  polietilena, poliester, polyisobutylene, polyvinyl chloride,  poliakrilonitril,  polisulfida  dll. Penggunaan polimer ini sebagai pengikat untuk propelan komposit tidak dikembangkan  lagi  terutama  karena sifat  mekanik  propelan  yang  dihasilkan kurang  baik.  Tren  terbaru  untuk penelitian  dan  pengembangan  propelan komposit menggunakan binder polibutadien sebagai material energetik.
Binder propelan  yang  dikembang- kan  adalah  bahan  poliuretan.  Sifat
mekanik  poliuretan  ditentukan  oleh mekanisme reaksi yang terjadi.
Sebuah  Polimer  yang  cocok digunakan sebagai binder untuk propelan  komposit      harus  memiliki sejumlah  sifat  yang  diinginkan  antara lain:
 Kompatibel dengan bahan lain pembentuk  propelan,  yaitu  oksidator, serbuk  logam, plastisizer , bonding agent , stabilizer dan pengubah balistik lainnya,
 Memiliki backbone polimer  dengan rasio H/C yang tinggi,
 Jumlah  berat  molekul  rerata  harus dalam  kisaran  2000-3500  dan  pada saat  yang  sama,  distribusi  berat molekul  harus  sesempit  mungkin untuk  memberikan  sifat  mekanik  dan reproduksi  yang  lebih  baik  untuk propelan,
 Tidak  harus  sangat  kental  dan  solid loading  yang  tinggi  (oksidator  dan metal-fuel)  untuk  menghasilkan  I SP yang besar,
 Harus  mempunyai  kekuatan  tarik, regangan  dan  modulus  yang  cukup tinggi,  untuk  memungkinkan grain propelan terjaga integritas strukturalnya selama penerbangan,
 Penambahan 'post-curing' propelan pada saat penyimpanan harus serendah mungkin sehingga tidak ada perubahan  sifat  yang  cukup  besar selama penyimpanan,
 Sebaiknya  mampu  curing  pada  suhu kamar  sehingga  pembuatan  propelan tidak  terlalu  memakan  waktu  dan juga, pada saat yang sama produksinya cost-effecttive karena penghematan energi,
 Harus  memiliki Tg rendah  dan  masa penggunaan yang lama.
Semua  polimer  berbeda  antara satu  dengan  yang  lainnya  disebabkan oleh  dua  faktor  utama,  pertama  adalah tipe  monomer  pembentuknya  dan  yang kedua  adalah  cara  rantai  polimer  saling terkait.  Banyaknya  variasi  polimer  dan luasnya aplikasi penggunaannya
dikarenakan  oleh  banyaknya  variasi monomer  pembentuk  polimer,  demikian juga  interaksi  antara  rantai  polimer. Aspek struktur polimer yang berpengaruh pada sifat kimia pembentukan monomer diantaranya  adalah,  polaritas  monomer, panjang  rantai,  struktur  rantai  dan campuran  kimia  atau  fisika  dengan material lainnya.
Ikatan  silang  polimer (crosslink) terdiri dari rantai pendek yang terhubung dengan  rantai  polimer  yang  bebeda  ke dalam sebuah jaring (network) .
Peningkatan  jumlah  ikatan  silang  antar rantai  polimer  menyebabkan  polimer lebih  elastis.  Ikatan  silang  juga  dapat menurunkan voskositas polimer.
Semakin  banyak  ikatan  silang  yang terbentuk,  polimer  menjadi  lebih  rigid dan  kurang  viskos,  kurang  elastis  dan menjadi lebih getas.
Rantai  polimer  memiliki  geometri atau  berisi  grup  kimia  yang  dapat meningkatkan gaya antar molekul  antar rantai. Meskipun tidak dianggap sebagai crosslinking , hal ini akan mempengaruhi sifat fisik sepeti elastisitas dan viskositas, seperti  halnya  ikatan  silang.  Sifat mekanik  polimer  memegang  peranan penting  dalam  penggunaannya  sebagai propelan padat, seperti regangan, kekerasan,  kuat  tarik,  demikian  juga densitasnya.  Sedangkan  sifat  polimer secara  umum  sangat  dipengaruhi  oleh panjang  rantai  polimer  yang  terbentuk, crosslinking (ikatan silang) dan percabangan  yang  terjadi.  Semakin panjang  rantai  yang  terbentuk  pada polimer,  akan  semakin  berpengaruh pada  viskositas,  kepadatan,  kekerasan, dan  elastisitas  polimer  yang  terbentuk (Wibowo, 2013; Rosita, 2012).
Crosslink dapat  terjadi  dengan adanya  gugus  isosianat  yang  berlebih dan  bereaksi  dengan  gugus  uretan.
Crosslink sangat  berpengaruh  terhadap kekerasan  dan  kerapuhan  polimer  yang terbentuk. Semakin besar crosslink yang terjadi,  struktur  polimer  semakin  rapat, padat  dan  kuat,  sehingga  kuat  tarik, kekerasan  akan  lebih  besar  tetapi
elastisitasnya rendah (Boo, 2012, Majoros, 2009; Mahanta, 2012).
Ikatan  silang  dari  polimer  sangat mempengaruhi  afinitas  (daya  gabung) terhadap pelarut. Ikatan silang memberikan  kekakuan  dalam  rantai panjang  makro  molekul,  dan  semua jaringan  sintetis  mengembang (swell) ketika  dimasukkan  ke  dalam  pelarut dengan  berat  molekul  rendah.  Derajat pengembangan (swelling) merupakan fungsi  dari  beberapa  faktor  di  mana panjang  rantai  jaringan  termasuk  yang utama. Bahkan,  derajat  pengembangan tergantung  pada  berat  molekul  antara ikatan  silang  (Mc)  (Wang,  2015;  Jain, 1993).
Sebaliknya,  struktur  jaringan polimer  silang  dapat  dipelajari  melalui karakteristik  derajat  pengembangannya dalam  pelarut.  Parameter  interaksi polimer-pelarut  antara  jaringan  ikatan silang  dan  pelarut  juga  bervariasi dengan  fraksi  volume  polimer  dalam massa derajat pengembangan, yang juga berubah dengan kepadatan ikatan silang dari  senyawa  yang curing .    Meskipun derajat pengembangan dari ikatan silang polimer  oleh  pelarut  yang  sesuai  secara dominan  dikendalikan  oleh  kerapatan ikatan  silang,  jenis  ikatan  silang  juga memainkan peran yang dominan.
Parameter  yang  dapat  digunakan untuk ukuran banyaknya crosslink yang terjadi  adalah  dengan  derajat  crosslink dan  derajat  kristalinitas.  Sedangkan crosslink  density didefinisikan  sebagai jumlah  mol  efektif  rantai  jaring/cm 3 (Bhattacharya,  2009;  Tillet,  2011). Derajat  pengembangan  suatu  polimer dinyatakan  dengan crosslink  density atau  kerapatan  ikatan  silang  yang didapat  dari  menghitung  fraksi  volume polimer  yang  mengembang (swollen) , yang  dapat  dihitung  dengan  persamaan (Jain, 1993):
(2-1)
(2-2)
(2-3)
Dimana W 1 = berat fraksi pelarut dan W 2 = berat fraksi polimer
Fraksi  volume  polimer  dalam swelling , V 2 , dapat dihitung dengan
(2-4)
Dimana ρ 1 = kerapatan pelarut dan ρ 2 = kerapatan polimer
Untuk  percabangan  yang  terjadi dengan  adanya  triisosianat  atau  triol yang membentuk titik percabangan tiga, semakin  banyak  terjadi  percabangan hasil  reaksi  semakin  keras  dan  keropos karena  struktur  polimer  yang  terbentuk banyak  rongga  rongga  dan  ruang kosong. Untuk menggambarkan panjang rantai yang terbentuk dapat diumpamakan  dengan  struktur  molekul HO–R–OH,  dan  TDI,  stuktur  molekul OCN–R–CNO.  Reaksinya  dapat  terjadi sebagai berikut:
n HO – R – OH  +  n OCN – R – CNO  HO – R – (OCONH – R’ – NHCO – O – ) – R – OCONH – R’ – NCO

## 3 METODOLOGI
Untuk    penelitian  ini  dibutuhkan beberapa  alat:  beker  gelas,  batang pengaduk, thermoline (pemanas),  pipet tetes,  oven,  timbangan  analitik,  cetakan berbentuk  persegi  panjang  dari  pelat seng,    dan    alat  pengukur  kekerasan (teclock )  GS-709N  Type  A.  Sedangkan bahan yang dibutuhkan untuk menunjang penelitian adalah HTPB lokal , TDI, toluena, dan benzene.
Percobaan  berlangsung  dalam tiga  tahapan,  masing-masing  tahapan dapat dijelaskan sebagai berikut. Bahan HTPB Lokal dan  TDI  ditimbang  sesuai dengan  perbandingan.  Campuran  ini diaduk  sampai  homogen  kemudian dimasukkan  kedalam  cetakan.  Waktu curing yang  terjadi  diamati  dan  dicatat.
Campuran  ini  dibiarkan  selama  3 minggu  kemudian  dilepaskan  dari cetakan. Untuk mendapatkan data yang terstruktur,  maka  pada  percobaan  ini dilakukan  reaksi  antara  HTPB lokal :TDI dengan  perbandingan  yang  dibuat  urut, misalnya  dimulai  dari  perbandingan berat HTPB : TDI 4 : 1, 5 : 1, 6 : 1  dan seterusnya  sampai  ditemukan gel  point . Sampel  yang  akan  dianalisis  adalah hasil  reaksi  yang  tidak  ada  gelembung udara dan elastis.
Sampel  yang  sudah  dikeluarkan dari  cetakan  diukur  sifat  mekanisnya, berupa  kekerasan,  kuat  tarik  dan elastisitasnya.
Untuk mengukur derajat pangem- bangan,  sampel  yang  telah  diperoleh kemudian  dipotong  menjadi  ukuran  7  x 7 cm. Masing-masing potongan ditimbang kemudian  dimasukkan  ke  dalam  beker gelas  yang  telah  berisi  toluene.  Sampel dibiarkan  berada  di  dalam  larutan selama beberapa jam, kemudian dikeluarkan  dan  ditimbang.  Selanjutnya sampel  tersebut  di-oven  dan  setiap  30 menit  dilakukan  penimbangan.  Hal  ini dilakukan  setiap  30  menit  sampai  daya serap dan berat sampel konstan.

## 4 HASIL PEMBAHASAN
Berdasarkan  komposisi  masing- masing  sampel,  dipilih  salah  satu  hasil yang  memenuhi  kriteria  secara  visual, untuk dilakukan analisis lanjut. Walaupun demikian hasil yang mendekati masih bisa digunakan seperti untuk  sampel  HTPB A pada  7:1  dan  8:1 HTPB B pada 7:1, 8:1 dan 9:1 dan HTPB C pada 8:1 dan 9:1.
Komposisi  yang  tidak  terpilih, terjadi  penurunan working-life yang ditandai  dengan  munculnya  udara  yang membentuk  gelembung  atau  lubang, karena  semakin  banyak  TDI  yang digunakan  maka  jumlah  udara  yang dibebaskan  semakin  banyak.  Reaksi antara  TDI  dan  HTPB  dapat  terjadi berupa  rantai  ikatan  lurus  atau  rantai cabang yang ditandai dengan perubahan kekentalan  yang  semula  cair  menjadi
padat  dan  juga  terjadi  perubahan struktur  dari  dua  dimensi  menjadi  tiga dimensi.
Ikatan  lurus  terjadi  melalui pembentukan  gugus  uretan  hasil  reaksi gugus  hidroksil  dan  gugus  isosianat. Sedangkan  ikatan  cabang  terjadi  antara gugus uretan dan gugus isosianat. Pada rantai  cabang  cenderung  memberikan proses  pengerasan  dan  pengembangan yang  cepat  sehinga  muncul  gelembung– gelembung  udara  yang  terjebak  dalam polimer  dan  mengeras  (Bhattacharya, 2009).  Reaksi  HTPB  dengan  TDI merupakan  reaksi  homogen  dan  secara stoikiometri  memiliki  perbedaan  volume yang  besar.  Kecepatan  reaksi  dapat dipengaruhi  oleh  kecepatan  pengaduk dan  suhu  reaksi,  semakin  cepat pengadukan campuran semakin homogen  dan  kecepatan  reaksi  semakin besar (Wang, 2015).
Dari beberapa hasil perbandingan dapat  kita  lihat  hasil  secara  fisik.  Dari hal ini dapat ditentukan pada perbandingan berapa hasil yang reaksinya  akan  dipakai.  Kriteria  yang digunakan  diantaranya  adalah  hasil reaksi tidak lengket, warna bening, tidak ada  gelembung  udara  dan  mudah dilepas  dari  cetakan.  Setelah  itu  baru dilakukan  analisis  sifat  mekanik  yaitu dengan mengukur kuat tarik, kekerasan, elastisitas  dan  kerapatan  ikatan  silang. Dari  hasil  analisis  ini  dapat  kita tentukan  dengan    perbandingan  berapa HTPB  :  TDI    yang  akan  dipakai  yang memenuhi  sarat    sebagai fuel-binder propelan padat.
HTPB  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  HTPB lokal dengan spesifikasi  yang  berbeda.  Maka  dari  itu tidak  semua  HTPB  dapat curing dengan perbandingan yang sama, karena spesifikasi bahan baku akan
mempengaruhi sifat mekanik, sifat fisik, dan  balistik  propelan  yang  terbentuk. Sampel ini
dikerjakan dengan perbandingan  secara  urut  dan  diambil yang curing saja.  Hasil  reaksi  semua sampel  yang  dibuat  pada  penelitian  ini
diberikan  pada  Tabel  4-1.  Pada  tabel tersebut juga diberikan data fisik setelah terjadi  reaksi  (sampel  yang  akan dianalisis).
Hasil  dari  tabel  tersebut  dapat kita  lihat  secara  fisik  di  mana  dengan sampel  yang  berbeda  dan  perbandingan yang  sama,  masing-masing  hasil  reaksi akan  berbeda,  hal  ini  bisa  disebabkan oleh  masing-masing  sampel  memiliki spesifikasi  yang  berbeda,  diantaranya berat  molelul  (BM),  bilangan    OH, visikositas,  suhu  proses,  dan  jumlah isomernya  berbeda.  Untuk  itu  perlu dilakukan  analisis  sifat  fisik  dan mekanik dari bahan baku HTPB dan TDI sebelum proses reaksi. Hal ini disebabkan,  sifat  bahan  baku  sangat berpengaruh  kepada  hasil  reaksi    yang diinginkan.
Tabel 4-1: HASIL  REAKSI  SEMUA  SAMPEL DILIHAT SECARA FISIK/VISUAL
No. Kode sampel Rasio (gr) HASIL HTPB  TDI 1 HTPB A 4 1 Keras dan kaku,  keropos **** 2 HTPB A 5 1 Keras, tidak ada gelembung udara*** 3 HTPB A 6 1 Keras,  kurang elastis**
4 HTPB A 7 1 Elastis,  tidak ada gelembung udara * 5 HTPB A 8 1 Elastis,  tidak ada gelembung udara*
6 HTPB A
9 1 Lembek, lengket, curingnya lama *#
7 HTPB B 4 1 Keras dan ada sedikit gelembung udara**** 8 HTPB B 5 1 Keras, ada gelembung udara **** 9 HTPB B 6 1 Sedikit elastis,  tidak ada
gelembung udara ** 10 HTPB B 7 1 Elastis,  tidak ada gelembung udara*
11 HTPB B 8 1 Elastis,  tidak ada gelembung udara*
12 HTPB B 9 1 Elastis,  tidak ada gelembung udara* 13 HTPB B 10 1 Lembek,  tidak curing ****
14 HTPB C 4 1 Keras dan sedikit gelembung udara**** 15 HTPB C 5 1 Keras tanpa gelembung udara**** 16 HTPB C 6 1 Sedikit elastis, ada gelembung udara *** 17 HTPB C 7 1 Sedikit elastis,  tanpa gelembung udara* 18 HTPB C 8 1 Elastis  tanpa gelembung udara* 19 HTPB C 9 1 Elastis tapa gelembung udara* 20 HTPB D 4 1 keras sekali tanpa gelembung udara **** 21 HTPB D 5 1 keras dan ada sedikit gelembung udara**** 22 HTPB D 6 1 Kaku****
23 HTPB D 7 1 Sedikit  elastis tanpa gelembung udara** 24 HTPB D 8 1 Elastis  tanpa gelumbung udara * 25 HTPB E 100 12 Keropos besarbesar**** 27 HTPB E 100 13 Keropos besar- besar**** 28 HTPB E 100 14 Keropos**** 29 HTPB E 100 15 Berbusa kecil- kecil **** 30 HTPB E 100 17 Berbusa kecil- kecil**** Ket: (*) Diprioritaskan untuk digunakan
(**) dipertimbangkan (***)  tidak  memenuhi  syarat  untuk fuel (****) hasil reaksi  tidak diharapkan
Berdasarkan  jumlah  perbanding- an  antara  HTPB:TDI  dengan  sampel yang  sama  dapat  dilihat  di  mana semakin  banyak  pemakaian  TDI  maka hasil  reaksi  semakin  keras  dan  bisa terjadi  keropos.  Hal  ini  bisa  terjadi disebabkan  karena  tidak  seimbangnya jumlah  bilangan  OH  dari  HTPB  dan bilangan isosianat dari TDI yang tersedia (Wibowo, 2015; Villar, 2011).
Semakin besar perbandingan antara  NCO/OH  maka  semakin  rendah pot-life -nya.  Hal  ini  terjadi  karena semakin  banyak  gugus  NCO  yang tersedia  untuk  bereaksi  membentuk ikatan  percabangan,  maka  berat  antar molekul  akan  semakin  turun  dan memberikan rantai akhir semakin banyak (Tillet,  2011;  Villar,  2011;  Wibowo, 2013).  Pengaruh  ikatan  percabangan terhadap  sifat  mekanik  cukup  besar, ikatan  percabangan  terjadi  dapat  juga dipengaruhi  oleh  suhu  reaksi  karena akan menaikkan nilai konstanta kecepatan  reaksi  sehingga  membentuk ikatan  jaringan  polimer  yang  rapat. Tabel 4-2 memperlihatkan  hasil  analisis sampel  yang  sama  (HTPB A )  dengan jumlah  perbandingan  HTPB:TDI  yang berbeda.  Dari  tabel  tersebut  memper- lihatkan  bahwa  semakin  besar  jumlah TDI  dalam  campuran  maka  semakin keras adonan yang terbentuk. Demikian juga  sebaliknya,  pada  penambahan jumlah HTPB dalam campuran, semakin banyak  HTPB  yang  ditambahkan  dalam campuran,  maka  kekerasannya  akan semakin  menurun.  Pada  Gambar  4-1, juga  dilihatkan  hubungan  antara  rasio HTPB:TDI  dengan  berat  molekul  rerata adonan. Semakin banyak jumlah kandungan  TDI  dalam  campuran,  maka
berat  molekul  rerata  yang  dihasilkan juga  semakin  besar,  berarti  adonan semain keras.

## Tabel 4-2: HASIL  ANALISIS  SAMPEL  YANG
SAMA YAITU HTPB A DENGAN
JUMLAH PERBANDINGAN YANG
BERBEDA
No HTPB : TDI H A S I L
gram Kekeras- an ( shore A) Derajat penge mbang an (g/g) Berat molekul rata-rata Kerapata n ikatan silang (10 4 mol/c c) 1 4 : 1 28 1,890 13,996 3,983 2 5 : 1 23 2,013 13,500 3,006 3 6 : 1 19 2,543 12,190 2,795 4 7 : 1 12 2,983 11,986 1,890 5 8 : 1 7,3 3,600 10,374 1,087 6 9 : 1 5 3,920 9,703 0,983
Gambar 4-1: Hubungan  antara  rasio  HTPB:TDI terhadap kekerasan yang diperoleh Gambar 4-2
menunjukkan hubungan  antara  rasio  HTPB  :  TDI terhadap  kemampuan  derajat  pengem- bangan  ( swelling )  dan  kerapatan  ikatan silang  ( crosslink  density ).  Dari  gambar tersebut nampak bahwa kandungan TDI yang besar dalam campuran menurunkan harga  derajat  pengembangan  (Q)  yang diperoleh  yang  dapat  dihitung  dengan persamaan  (1).  Polimer  linier  mampu larut  dalam  pelarut,  tetapi  jika  sudah terbentuk  rantai  jaring,  polimer  tidak dapat larut lagi. Bila pelarut diserap oleh polimer,  akan  terjadi  pengembangan volume  (berbentuk  gel),  karena  pelarut akan  mengisi  jaringan-jaringan  dan memperpanjang rantai. Derajat pengem-
bangan akan maksimal pada suatu titik dimana  gaya  tarik  kembali  dan  gaya pengembangan  yang  bekerja  pada  titik itu sudah seimbang.  Penambahan HTPB dalam  campuran,  yang  berarti  menurun- kan kandungan TDI akan meningkatkan kemampuan swelling .    Setelah  penam- bahan  TDI,  gugus  hidroksil  bereaksi dengan  cepat  dari  jaringan  pembentuk zat,  segera  menyebarkan  polimerisasi untuk  membangun  jaringan  dua  dan tiga dimensi sebagai hasil reaksi.
Kerapatan  ikatan  silang  semakin besar dengan bertambahnya kandungan TDI  dalam  campuran.  Penambahan jumlah  HTPB  dalam  campuran  semakin menurunkan  nilai  kerapatan  ikatan silang.  Kerapatan  ikatan  silang  yang besar  menghasilkan  adonan  yang  juga keras, diperoleh dengan  kandungan TDI yang besar dalam campuran.
Gambar 4- 2: Hubungan  antara  rasio  HTPB:TDI terhadap  kerapatan  ikatan  silang dan kemampuan swelling
Ketika sampel mengalami tegangan tarik  uniaksial,  deformasi  diakomodasi dalam  matriks binder .  Sifat  tarik tergantung  pada  karakteristik  matriks binder polimer,  karena  perubahan kepadatan  ikatan  silang.  Sifat  mekanis yang terutama ditentukan oleh kerapatan ikatan silang dalam matriks binder, yang menurun  dengan  peningkatan  rasio diol/triol,  seperti  diungkapkan  oleh peningkatan  kemampuan  regangan  dan penurunan kekuatan tarik dan modulus
Tabel 4-3:  HASIL ANALISIS SAMPEL HTPB YANG BERBEDA, PERBANDINGAN SAMA
No. kode sampel HTPB : TDI HASIL (gram ) Kekerasan ( shore A) Q g/g Mc Ve (10 4 mol/cc) 1 HTPB A 8    :   1 7.3 3.600 10374 1.087 2 HTPB B 8    :   1 15 4.200 99833 1.978 3 HTPB C 8    :   1 12 3.230 12112 2.076 4 HTPB D 8    :   1 9 3.115 10986 1.786 5 HTPB E 8    :   1 Tidak terukur  --------- ---- ---- ---- --- ------- 6 HTPB A 7    :   1 9 2983 11986 1.890 7 HT  PB B 7    :   1 12 3.827 10659 2.095 8 HTPB C 7    :   1 17 4.341 13000 1.989 9 HTPB D 7    :   1 13 3.007 11879 1.532 10 HT PB E 7    :   1 Tidak terukur  -------- ------- ------ -------- 11 HTPB A 9    :   1 5 3.920 9703 0.893 12 HTPB B 9    :   1 9.3 3.637 9621 1.695 13 HTPB C 9    :  1 7 4.806 10983 1.983 14 HTPB D 9    :   1 6 3.899 10000 1.562 15 HTPB E 9    :   1 Tidak terukur -------- ----- - ------ ------
Tabel  4-3  memperlihatkan  pada sampel  yang  berbeda  dan  perbandingan sama, masing masing  hasil reaksi akan berbeda.  Hal  ini  dikarenakan  masing- masing karakteristik bahan baku sampel berbeda dan sangat berpengaruh kepada reaksi  pembentukan fuel-binder yaitu berupa  polimer  puliuretan.  Di  mana struktur  jaringan  dapat  terjadi  karena kombinasi  pembentukan  rantai  lurus, rantai  cabang,  dan  ikatan  percabangan antara  gugus  hidroksil  (OH)  dengan gugus  isosianat  (NC0).  Hal  ini  dapat dilihat  pada  tabel  di  atas  di  mana dengan  perbandingan  yang  sama  tetapi sampel  berbeda,  diperoleh  karakteristik dari  hasil  uji  kekerasan,  kerapatan ikatan  silang  (Ve),  derajat  pengembangan (Q)  dan  berat  molekul  rata-rata  ikatan silang  (Mc)  yang  berbeda.  Karakteristik dari  polimer  sangat  ditentukan  oleh jaringan polimer yang terbentuk , tumbuhnya rantai polimer akan meningkatkan  visikositas  (Boo,  2012; Majoros; 2009). Pada saat rantai polimer membentuk  percabangan  yang  sudah jenuh, maka polimer akan memadat dan keras  dengan  ukuran  kekerasan  yang
berbeda-beda.  Untuk  itu  sangatlah penting menganalisis bahan baku terlebih  dahulu  sebelum  melakukan reaksi. Berdasarkan beberapa penelitian sebelumnya  dapat  disimpulkan  pengaruh komponen  atau  para  meter  rasio  NCO/ OH  paling  tinggi  yaitu  50%,  (Majoros, 2009;  Wibowo,  2014,  Wibowo  2015). Berat  molekul  rata-rata  19%,  struktur isomer  cis,  vynil  dan  trans  pada  HTPB berpengaruh 17%, dan pengaruh bilangan hidroksil 11%.  Pada  kenyataanya, walaupun dalam penelitian telah ditemukan  komposisi  yang  tepat,  sering juga  terjadi  cacat  hasil  yang  akan mempengaruhi  sifat-sifat  rantai  jaring polimer yang terbentuk, misalnya terbentuknya  gelembung  udara  kecil yang tidak diinginkan.
Pada sampel HTPB E tidak terbentuk fuel-binder yang dinginkan. Telah dicoba dengan beberapa perbandingan hasilnya tetap  keras  dan  kropos.  Dilakukan percobaan  dengan  perbandingan  100  : 17  hasilnya  elastis  tetapi  tetap  keropos. Hal  ini  dapat  disebabkan  ada  zat  lain yang mengganggu, kemungkinan karena kurang  bersihnya  pencucian  HTPB Lokal
yang  dihasilkan,  sehingga  ada  zat  lain yang ikut bereaksi dengan TDI untuk itu perlu penelitian lanjut.

## 5 KESIMPULAN
Hasil  penelitian  ini  menunjukkan bahwa,  semakin  banyak  TDI  maka polimer akan semakin keras, sedangkan derajat pengembangan (Q) akan semakin kecil, berat molekul antar titik croslinking (Mc)  semakin  tinggi.  Banyaknya  TDI yang  ditambahkan  justru  menyebabkan kemungkinan terjadinya keropos semakin  besar.  Sebaliknya,  semakin banyak  HTPB  yang  digunakan  maka waktu curring semakin  lama,  kekerasan menurun,  elastisitas  meningkat  dan kekuatan  derajat  pengembangan  akan meningkat. Semakin besar perbandingan antara HTPB dan TDI maka rapat ikatan silang (Ve) semakin besar. Dengan sampel yang  sama  tetapi  pada  komposisi  yang berbeda,  diperoleh  hasil  yang  berbeda pula.  Sedangkan  pada  perbandingan yang  sama  tetapi  sampel  berbeda-beda diperoleh  hasil  yang  berbeda,  dan  ini membuktikan  adanya  peranan  masing- masing  karaktersitik  dari  bahan  baku. Komposisi  yang  memberikan  hasil  lebih optimal  adalah  komposisi  HTPB A pada 7:1,  HTPB B pada  9:1,  HTPB C pada  8:1, HTPB D 8:1.  Dengan  demikian  HTPB Lokal menunjukkan  kemampuan  untuk  dapat digunakan sebagai binder dalam produksi propelan.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terima kasih disampaikan kepada  Pustekroket  LAPAN  yang  telah membiayai  penelitian  ini.  Juga  kepada Dr.  Heri  Budi  Wibowo  dan  Dr.  Kendra Hartaya  yang  telah  banyak  memberi masukan  pada  penelitian  ini  dan  tak lupa  buat  teman  teman  di  laboratorium HTPB  yang  telah  membantu  dalam pembuatan sampel untuk penelitian ini.

## DAFTAR RUJUKAN
Bhattacharya,  Amit;  Rawlins,  James  W.,  dan Ray,  Paramita,    2009. Polymer  Grafting
And  Crosslinking ,  John  Wiley  &  Sons,
Inc., Hoboken, New Jersey.
Boo,  Han;  Yutau,  Ju  and  Chang,  Shengzhoiu, 2012. Investigation  of  Facture  Creterion for HTPB Propellant, Advanced Materials Research, Vol. 591, Tran Tech Publication, Switzerland.
Delebecq,  Etienne;  Pascault,  Jean-Pierre;
Boutevin,  Bernard  dan  Ganachaud, Francois,  2013. On  the  Versatility  of Urethane/Urea  Bonds:  Reversibility, Blocked Isocyanate, and Non-isocyanate Polyurethane , Chem.  Rev. ,   2013, 113 (1), 80–118.
Jain,  S.R.,  Sekkar,  dan  Krinahmurti,  V.  N.,
1993. Mechanical and Swelling
Properties of HTPB Based Copolyurethan Networks ,  Journal  of  Applied  Polymer Science 48(9):1515 – 1523.
Liu,  Cheng-wu;  Yang,  Jian-hong;  Wang;  Xian- meng  dan  Ma,  Yong-kang,  2016. The Damage  Law  of  HTPB  Propellant  under Thermomechanical  loading, Journal  of Energetic Materials 34:1, 1-13.
Mahanta,  Abhay  K.,  dan  Pathak,  Devendra  D.,
(2012). HTPB-Polyurethane:  A  Versatile Fuel  Binder  for  Composite  Solid Propellant,  229-262 pp.  In  Zafar,
Fahmina  dan  Eram,  Sharmin  (ed.) Polyurethane, InTech, Kroasia.
Majoros,  LI.;  Dekeyser,  Bernard;  Hoogenboom, Richard;  Fijten,  WM.,  Martin;  Geeraert, Jan; Haucourt, Nancy and Schubert S., Ulrich,  2009. Kinetic  Study  of  the Polymerization of Aromatic Polyurethane
Prepolymers by High Throughput
Experimentation ,  Journal  of  Polymer Science  Part  A  Polymer  Chemistry 48(3), 570 – 580, Desember 2009. Rosita, Geni, 2012. Pengaruh Komposisi HTPB –
TDI Terhadap
Propelan Mandiri ,
Proseding  Kimia  dalam  Pembangunan Yogyakarta. ISSN: 0854 – 4778.
Sekkar,  V.,  2010. Polyurethan  Based  on Hydroxy  Terminated  Polybuthadiene: Modelling  of  Network  Prameters  and Correlation  with  Mchanical  Properties ,  J of Polymer 41(18).
Sutton,  GP.  dan  Biblarz,  O.,  2011. Rocket Propulsion  Elements ,  7 th ,  John  Wiley  &
Sons,  New  York, ISBN:  978-1-118-
75365-1. Tillet,  Guillaume;  Boutevin,  Bernard  dan Ameduri, Bruno, 2011. Chemical reactions  of  polymer  crosslinking  and post-crosslinking  at  room  and  medium temperature , Progress in Polymer Science 36 (2011) 191–217.
Villar,  LD;  Cicaglioni,  Thiago;  Diniz,    MF;
Takahashi,  Marta  Ferreira  Koyama; Rezende,  Luis  Cláudio,  2011. Thermal Aging of HTPB/IPDI Based Polyurethane as  A  Function  of  NCO/OH  Ratio ,
Materials  Research.  2011;  14(3):  372- 375.
Wang,  Zhejun;  Qian,  Hongfu;  Wang,  Guan  dan
Huang,  Quanzhang,  2015. Tensile
Mechanical  Propetion  and  Constitutive
Model for HTPB Propellant Low Temerature  and  High  Strain  rate, Journal  of  Applied  Polymer  science Volume 132, Issue 24 June 20, 2015. Wibowo  HB,  2014. Peningkatan  Sifat  Mekanik Propelan  Mandiri  Berbasis  Pengaruh bilangan OH Terhadap Kinerja Propelan, Prosiding  SIPTEKGAN  XVIII, 2014,
Jakarta.
Wibowo,  H.B,  2013. Kontrol  Kualitas  Bahan Baku Propelan , Indonesia Book Project,
Jakarta.
Wibowo,  HB.,  2015. Pengaruh  Gugus  Hidroksil Sekunder  Terhadap  Sifat  Mekanik Poliuretan  Berbasis  HTPB  (Hidroxyl
Terminated Polybutadiene), Jurnal
Teknologi  Dirgantara  Vol.13  No.2 Desember 2015.

## AUTHOR INDEX

## A
A. Hadi Syafruddin
Ahmad Riyadl Andi Mukhtar Tahir Agus Aribowo Atik Bintoro Aryandi Marta

## C
Carolus Bintaro
E Emir Mauludi Husni
F Firman Hartono
G Geni Rosita
H Hari Muhammad Heri Budi Wibowo
I
Iwan Faizal K Kendra Hartaya Kosim Abdurohman 37[14,1] 9[14,1] 37[14,1] 147[14,2] 91[14,2] 61[14,1] 25[14,1]
81[14,2]
147[14,2] 51[14,1] 113[14,2] 9[14,1] 103[14,2] 73[14,1] 61[14,1]

## L
Luqman Faturrohim
M Muhammad R. Andanawari R.S
P Patria Rachman Hakim Puspa Wandani

## R
Ridanto Eko Poetro Robertus Heru Triharjanto Ronald Bessie

## S
Sri Kliwati
Suhermanto

## V
Vicky Wuwung

## W
Wiwiek Utami Dewi Y Yudha Agung Nugroho Yulia Azatil Ismah 113[14,2] 81[14,2] 37[14,1] 25[14,1] 113[14,2] 81,113[14,2] 147[14,2] 1[14,1] 125[14,2] 25[14,1] 17[14,1] 9[14,1] 17[14,1]

## KEYWORDS INDEX
A Aluminium Ais Aluminum Analisis Analysis Antena heliks Angularitas Angularity
Azimuth angle of attack Azimuth sudut serang

## B
Bilah kipas CFM56-5B Bomb calorimeter Beamwidth
Beban terbang

## C
CFD Numeca CFM 56-5B Bilah kipas Chain of polymer Cross-lingking

## D
Data-mentah Decomposition Dekomposisi
Dent cacat Detection of cross-correlation Deteksi korelasi silang Decoding Decomposision Defense telecommunications Deflection Desain satelit
DTA DTG DTMF

## E
Efficiency Kipas Efisiensi Kipas E-glass

## F
Failure mode
Flight load
Fokus citra
Frekuensi 11, 18, 21, 74, 75, 76, 77, 78, 79[14,1] 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 117, 126, 127[14,2] 73, 79[14,1] 6, 16, 18, 19, 20, 24, 29, 31, 38, 39, 42, 46, 47, 58, 74, 75, 79[14,1] 17, 19, 21, 49, 60, 73, 79[14,1] 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112[14,2] 148, 149, 152, 153, 154, 155, 156, 157[14,2] 147[14,2] 9[14,1] 10, 12[14,1] 26[14,1] 73, 74, 76, 78[14,1] 103, 104, 107, 109, 110 , 111[14,2] 2, 3[14,1] 25, 26, 31[14,1] 25[14,1] 159[14,2] 159[14,2] 126[14,2] 17, 18, 24[14,1],125[14,2] 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 74[14,1], 126, 128, 130, 131, 133, 134, 135, 136[14,2] 25[14,1] 1[14,1] 2[14,1] 125[14,2] 125[14,2] 113, 117[14,2] 1, 91[14,2] 104, 105, 114, 118, 122, 123, 126, 127[14,2] 17, 18, 19, 20, 22[14,1] 17, 18, 19, 20, 24[14,1] 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8[14,1] 25[14,1] 26, 33, 34[14,1] 1, 2, 3, 7, 8, 9[14,1], 91, 92, 96, 97, 98[14,2]
61, 62, 63, 66, 69, 70[14,1]
1, 91[14,2] 38[14,1] 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 38, 39, Frequency Fuel-binder

## G
Gel time
Gell time Gain
H Helical antenna HTPB

## I
Image focusing Imager multispektral Ikatan silang
Illegal fishing Impedance
Impedansi
Indonesian millitary

## K
Kalorimeter bom
Kecepatan angin
Kestabilan

## L
Lebar berkas Lendutan
LSU-05

## M
Modulation transfer function Modulus elastisitas

## Multispectral imager
P Panjang rantai Pendekodean
Penguatan Pengukuran turbulensi
Performa mesin Performance 40,42[14,1] 42, 45, 49[14,1] 83[14,2] 51, 52, 53[14,1] ,159, 160,
161, 165, 168[14,2]
51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59[14,1] 51[14,1] 103, 104, 107, 109, 111, [14,2] 103, 112[14,2] 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 73, 74, 75, 76, 77, 79, 80[14,1],137, 138, 139, 140, 141, 142, 144, 145, 146, 159, 160, 161, 162,164, 165, 166, 167, 168, 169, 170,[14,2] 37[14,1]
38, 39, 40, 46, 48, 49[14,1]
160, 161, 163, 167, 168, 169[14,2] 81, 82, 83, 88, 89[14,2] 103, 104, 107, 108,  111, 112[14,2] 104, 107, 108, 109, 110, 111[14,2] 113[14,2] 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 149, 152,154[14,2] 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16[14,1] 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 57, [14,1],142, 143[14,2] 104[14,2] 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11[14,1] 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13[14,1] 91, 92, 93, 94, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102[14,2] 37, 38, 39, 49[14,1] 61, 62, 63, 66, 67, 69, 70[14,1] 160[14,2] 37[14,1] 160, 163, 164, 167[14,2] 126, 127, 128, 129, 130,
131, 132, 135, 136[14,2]
104[14,2] 148[14,2] 26, 34, 35[14,1] 8, 25, 79, 80[14,1]81, 103, 125[14,2]
Pesawat terbang nir awak Polibutadien
Polimer
Polybutadiene Polymer Polymers Propelan
Propellant Propellants

## Pyhton Programming

## R
Raw-data Rocket RUM Roket RUM

## S
Sain Sayef
Stability Satellite Satellite design Structure Struktur 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 11[14,1] 138, 146, 162[14,2] 22, 23, 52, 53, 54, 56, 57, 58, 59, 60, 62, 67, 77[14,1],
138, 139, 141, 143, 144,
145, 146, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169[14,2] 137, 138, 170[14,2] 137, 159, 169, 170[14,2] 137, 169[14,2] 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 51, 52, 53, 54, 56, 57, 58, 59, 60, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79[14,1] 138, 139, 141, 145, 146, 160, 161, 162, 163, 165, 169, 170[14,2] 17, 18, 24, 51, 59, 60, 73, 79, 80[14,1] 121, 122, 169, 170[14,2] 18, 24, 51, 59, 60, 80,[14,1] 137, 146[14,2] 81[14,2] 125, 126, 127, 128, 131[14,2] 9[14,1]
10, 11, 12, 14, 15, 16[14,1]
137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 145[14,2] 9, 16[14,1] 102[14,2] 81, 89, 113, 118, 123[14,2] 113, 125, 127, 136 [14,2] 1[14,1]91, 102, 121 ,137[14,2]
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,
12[14,1] 115, 117, 128, Swelling T TDI Telekomunikasi pertahanan Telemetri Telementary Terowongan angin TNI Turbulence measurement
Twin-boom Tensile strength TGA The wind speed
U UAV V VSWR
VARTM

## W
Wind tunnel
130, 132, 138, 139, 140,
141, 142, 143, 144, 145, 146, 160, 163, 164, 165,
168[14,2]
145, 146, 160, 161, 162,
159, 160, 161, 163, 164, 167, 169[14,2]
19, 20, 51, 52, 53, 54, 55,
56, 57, 58, 59, 60, 73, 74, 76, 77, 78[14,1]159, 160, 161, 163, 164, 165, 166, 167, 168 ,169[14,2] 114, 115, 116, 118, 122[14,2] 8[14,1] 126, 127, 128, 129, 131, 132, 133, 134, 135, 136[14,2] 125, 127, 132, 136[14,2] 5, 13[14,1] 148, 149, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158[14,2] 114, 117, 118[14,2] 147[14,2] 1, 2[14,1], 91[14,2] 61, 62, 66, 69, 70, 71[14,1] 17, 18, 20, 21, 22[14,1] 9[14,1] 1, 12[14,1] 91, 101, 102, 116, 117, 147, 149, 157, 158[14,2] 103, 104, 108, 111, 112[14,2] 61, 62[14,1] 147, 158[14,2]
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 “Tab el 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 2 Take-Off

## 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 Geomatika 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 2014.

## 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