Desain wahana antariksa

**Desain wahana antariksa** adalah proses penerapan prinsip-prinsip rekayasa sistem secara sistematis untuk membangun wahana yang kompleks untuk misi yang melibatkan perjalanan , operasi , atau eksplorasi di luar angkasa . Proses desain ini menghasilkan spesifikasi desain terperinci , skema , dan rencana untuk sistem wahana antariksa, termasuk dokumentasi komprehensif yang menguraikan arsitektur, subsistem, komponen, antarmuka, dan persyaratan operasional wahana antariksa, dan mungkin beberapa model prototipe atau simulasi , yang semuanya secara bersama-sama berfungsi sebagai cetak biru untuk pembuatan, perakitan, integrasi, dan pengujian wahana antariksa untuk memastikan bahwa wahana antariksa tersebut memenuhi tujuan misi dan kriteria kinerja. Mendesain dan membangun satelit biasanya memakan waktu beberapa tahun, dalam beberapa kasus bahkan puluhan tahun, karena berbagai aspek perlu diperhitungkan – terutama ketika konsep misi masih baru. Tahap desain terdiri dari beberapa tugas yang bertujuan tidak hanya untuk mengembangkan instrumen khusus untuk misi tersebut – muatan – tetapi juga untuk memastikan bahwa wahana antariksa memenuhi persyaratan misi dari perspektif logistik. Sering kali, mengoptimalkan berbagai parameter memerlukan beberapa iterasi dan mengarah pada penerimaan trade-off.

Desain wahana antariksa dilakukan dalam beberapa fase. Awalnya, desain konseptual dibuat untuk menentukan kelayakan dan keinginan sistem wahana antariksa baru, yang menunjukkan adanya desain yang kredibel untuk melaksanakan misi tersebut. Tinjauan desain konseptual memastikan bahwa desain tersebut memenuhi pernyataan misi tanpa cacat teknis apa pun sekaligus konsisten secara internal. Selanjutnya, desain awal dilakukan, yang berfokus pada kinerja fungsional, definisi persyaratan, dan definisi antarmuka pada tingkat subsistem dan sistem. Tinjauan desain awal mengevaluasi kecukupan desain awal. Pada fase berikutnya, desain terperinci dibuat dan dikodekan untuk sistem secara keseluruhan dan semua subsistem, dan tinjauan desain kritis dilakukan untuk mengevaluasi apakah desain tersebut cukup terperinci untuk membuat, mengintegrasikan, dan menguji sistem.

Sepanjang desain wahana antariksa, risiko potensial diidentifikasi, dinilai, dan dikurangi secara ketat, komponen sistem terintegrasi dengan benar dan diuji secara komprehensif. Seluruh siklus hidup (termasuk peluncuran, operasi misi, dan pembuangan akhir misi) diperhitungkan. Proses tinjauan dan pengujian berulang terus digunakan untuk memperbaiki, mengoptimalkan, dan meningkatkan efektivitas dan keandalan desain. Secara khusus, massa, daya, kendali termal, propulsi, kendali ketinggian, telekomunikasi, komando dan data, dan aspek struktural wahana antariksa dipertimbangkan. Memilih kendaraan peluncur yang tepat dan mengadaptasi desain ke kendaraan peluncur yang dipilih juga penting. Kepatuhan terhadap peraturan, kepatuhan terhadap standar Internasional, merancang lingkungan antariksa yang berkelanjutan dan bebas serpihan adalah beberapa pertimbangan lain yang menjadi penting akhir-akhir ini.

Desain wahana antariksa mencakup desain wahana antariksa robotik ( satelit dan wahana antariksa planet ), dan wahana antariksa untuk penerbangan antariksa manusia ( pesawat antariksa dan stasiun antariksa ). Wahana antariksa yang membawa manusia memerlukan sistem pendukung kehidupan tambahan, akomodasi awak, dan langkah-langkah keselamatan untuk mendukung penghuni manusia, serta pertimbangan rekayasa faktor manusia seperti ergonomi, kenyamanan awak, dan kesejahteraan psikologis. Wahana antariksa robotik memerlukan otonomi, keandalan, dan kemampuan operasi jarak jauh tanpa kehadiran manusia. Sifat khas dan kebutuhan serta kendala unik yang terkait dengan masing-masing wahana tersebut berdampak signifikan pada pertimbangan desain wahana antariksa.

Perkembangan terkini dalam desain wahana antariksa meliputi sistem propulsi listrik (misalnya pendorong ion dan pendorong efek Hall ) untuk propulsi impuls spesifik tinggi, layar surya (menggunakan tekanan radiasi surya ) untuk dorongan kontinu tanpa memerlukan roket tradisional, manufaktur aditif ( percetakan 3D ) dan material canggih (misalnya komposit canggih , nanomaterial , dan material pintar ) untuk pembuatan prototipe cepat dan produksi komponen ringan dan tahan lama, sistem otonom berbantuan kecerdasan buatan dan pembelajaran mesin untuk otonomi wahana antariksa dan peningkatan efisiensi operasional dalam misi jarak jauh dan jauh, teknologi pemanfaatan sumber daya in situ (ISRU) untuk ekstraksi dan pemanfaatan sumber daya lokal pada benda-benda langit, dan CubeSat dan satelit miniatur standar lainnya untuk misi luar angkasa hemat biaya di sekitar Bumi.

Desain wahana antariksa melibatkan para ahli dari berbagai bidang seperti teknik, fisika, matematika, ilmu komputer, dll. yang berkumpul untuk berkolaborasi dan berpartisipasi dalam kerja sama tim interdisipliner. Lebih jauh lagi, kolaborasi dan kemitraan internasional antara badan antariksa, organisasi, dan negara membantu berbagi keahlian, sumber daya, dan kemampuan untuk saling menguntungkan semua pihak. Tantangan desain wahana antariksa mendorong inovasi teknologi dan terobosan teknik di sektor profesional dan industri. Kompleksitas desain wahana antariksa melibatkan siswa dalam mata pelajaran STEM (sains, teknologi, teknik, dan matematika), menumbuhkan literasi ilmiah, dan menginspirasi generasi ilmuwan, insinyur, dan inovator berikutnya.
 
## Asal

Desain wahana antariksa lahir sebagai sebuah disiplin ilmu pada tahun 1950-an dan 60-an dengan munculnya program eksplorasi antariksa Amerika dan Soviet . Sejak saat itu, desain wahana antariksa telah mengalami kemajuan, meskipun biasanya kurang dari teknologi terestrial yang sebanding. Hal ini sebagian besar disebabkan oleh lingkungan antariksa yang menantang, tetapi juga karena kurangnya R&D dasar, dan faktor budaya lainnya dalam komunitas desain. Di sisi lain, alasan lain untuk desain aplikasi perjalanan antariksa yang lambat adalah biaya energi yang tinggi, dan efisiensi yang rendah, untuk mencapai orbit. Biaya ini mungkin dianggap sebagai "biaya awal" yang terlalu tinggi.

## Bidang teknik yang terlibat
Desain pesawat ruang angkasa menggabungkan aspek-aspek dari berbagai disiplin ilmu, yaitu:  
* Astronautika untuk desain misi dan derivasi persyaratan desain,
* Rekayasa sistem untuk mempertahankan dasar desain dan derivasi persyaratan subsistem ,
* Rekayasa komunikasi untuk desain subsistem yang berkomunikasi dengan darat (misalnya telemetri ) dan melakukan pengukuran jarak .
* Rekayasa komputer untuk desain komputer dan bus komputer . Subsistem ini sebagian besar berbasis pada teknologi terestrial, tetapi tidak seperti kebanyakan teknologi lainnya, subsistem ini harus: mampu beradaptasi dengan lingkungan luar angkasa, sangat otonom, dan memiliki toleransi kesalahan yang lebih tinggi. Mungkin menggabungkan komponen-komponen yang tahan radiasi dan memenuhi syarat untuk digunakan di luar angkasa .
* Rekayasa perangkat lunak untuk perangkat lunak on-boardyang menjalankan semua aplikasi on-board, serta perangkat lunak kontrol tingkat rendah. Subsistem ini sangat mirip dengan desain perangkat lunak real-time dan embedded terestrial,
* Teknik kelistrikan untuk desain subsistem tenaga, yang menghasilkan, menyimpan, dan mendistribusikan tenaga listrik ke semua peralatan di dalam kapal,
* Teori kontrol untuk desain subsistem kontrol sikap dan orbit , yang mengarahkan pesawat ruang angkasa dengan benar, dan mempertahankan atau mengubah orbit sesuai dengan profil misi; perangkat keras yang digunakan untuk aktuasi dan penginderaan di ruang angkasa biasanya sangat spesifik untuk pesawat ruang angkasa,
* Rekayasa termal untuk desain subsistem kontrol termal (termasuk radiator, insulasi, pemanas, dan pemanas lainnya) yang menjaga kondisi lingkungan agar sesuai dengan pengoperasian peralatan pesawat ruang angkasa; Subsistem ini memiliki teknologi yang sangat spesifik untuk ruang angkasa, karena di ruang angkasa, radiasi dan konduksi biasanya mendominasi sebagai efek termal, melalui oposisi dengan Bumi di mana konveksi biasanya merupakan yang utama,
* Rekayasa propulsi untuk desain subsistem propulsi, yang menyediakan sarana untuk mengangkut pesawat ruang angkasa dari satu orbit ke orbit lainnya,
* Teknik mesin untuk desain struktur dan mekanisme wahana antariksa, serta pemilihan material untuk penggunaan dalam ruang hampa . Ini termasuk balok, panel, dan pelengkap yang dapat disebar atau perangkat pemisah (untuk memisahkan dari wahana peluncur ).

## Subsistem Pesawat Luar Angkasa
Satelit hadir dalam berbagai ukuran dan bentuk, tetapi semuanya mengandung elemen dasar yang sama yang dibutuhkan untuk menjalankan misi di luar angkasa. Elemen-elemen satelit dapat dibagi menjadi dua kategori. Kategori pertama berhubungan dengan komponen-komponen yang menjaga satelit tetap beroperasi dalam kondisi lingkungan antariksa yang keras. Oleh karena itu, elemen-elemen tersebut merupakan elemen umum untuk semua satelit, dalam satu bentuk atau lainnya. Kategori kedua berhubungan dengan bagian-bagian satelit yang khusus untuk misinya, yang dikenal sebagai muatan. Muatan sangat bervariasi tergantung pada jenis misi yang dirancang untuk satelit tersebut. Sebagai contoh, muatan dapat mencakup transponder (untuk satelit komunikasi), jam atom dan pemancar sinyal (untuk satelit navigasi), sistem pencitraan optik dan/atau radar (untuk observasi Bumi, prakiraan cuaca, aplikasi militer, sains), instrumen dan sensor ilmiah in-situ (untuk satelit ilmiah), atau peralatan teknologi (untuk satelit demonstrasi teknologi).

Satelit adalah sistem kompleks yang harus beroperasi dalam kondisi lingkungan yang keras (misalnya vakum, gradien suhu yang kuat) dan dengan cara yang terbatas untuk mengendalikannya. Karena alasan ini, fase desain sangat penting, yang membutuhkan berbagai keahlian. Oleh karena itu, para insinyur sistem sering berinteraksi dengan spesialis subsistem untuk mencapai konsep yang memenuhi semua kendala. Banyak pilihan yang dibuat untuk mengatasi pertimbangan di atas akan memerlukan penambahan elemen ke satelit. Hal ini pada gilirannya akan meningkatkan massa total wahana antariksa , dengan konsekuensi langsung pada keseluruhan biaya misi . Satelit yang lebih berat berarti biaya peluncuran yang lebih tinggi. Ini juga berarti bahwa lebih banyak daya dorong akan diperlukan untuk manuver orbital, yang akan memperpendek durasi misi atau memerlukan lebih banyak bahan bakar, membuat satelit kembali menjadi lebih berat, Massa dapat dikurangi dengan desain subsistem alternatif atau menggunakan material yang lebih ringan, tetapi pilihan ini biasanya meningkatkan biaya, bahkan mungkin melebihi anggaran misi. Oleh karena itu, pertimbangan dan beberapa iterasi sangat penting untuk mencapai solusi terbaik.

### Struktur
Bus wahana antariksa membawa muatan. Subsistemnya mendukung muatan dan membantu mengarahkan muatan dengan benar. Bus ini menempatkan muatan pada orbit yang tepat dan mempertahankannya di sana. Bus ini menyediakan fungsi tata graha. Bus ini juga menyediakan pemeliharaan orbit dan posisi, tenaga listrik, perintah, telemetri, dan penanganan data, struktur dan kekakuan, kontrol suhu, penyimpanan data, dan komunikasi, jika diperlukan. Muatan dan bus wahana antariksa dapat berupa unit yang berbeda atau dapat berupa gabungan. Adaptor pendorong menyediakan antarmuka pembawa muatan dengan wahana (muatan dan bus wahana antariksa secara bersamaan).

Wahana antariksa juga dapat memiliki muatan propelan, yang digunakan untuk menggerakkan atau mendorong wahana ke atas, dan tahap pendorong propulsi. Propelan yang umum digunakan adalah gas terkompresi seperti nitrogen, gas seperti monopropelan hidrazin atau bahan bakar padat, yang digunakan untuk koreksi kecepatan dan kendali arah. Dalam tahap pendorong (juga disebut motor pendorong apogee, modul propulsi, atau tahap propulsi integral), motor roket terpisah digunakan untuk mengirim wahana antariksa ke orbit misinya. Saat merancang wahana antariksa, orbit yang akan digunakan harus dipertimbangkan karena memengaruhi kendali arah, desain termal, dan subsistem tenaga listrik. Namun, efek-efek ini bersifat sekunder dibandingkan dengan efek yang disebabkan pada muatan karena orbit. Jadi, saat merancang misi; perancang memilih orbit yang meningkatkan kinerja muatan. Perancang bahkan menghitung karakteristik kinerja wahana antariksa yang dibutuhkan seperti penunjuk, kendali termal, kuantitas daya, dan siklus tugas. Wahana antariksa kemudian dibuat, yang memenuhi semua persyaratan.

### Penentuan dan pengendalian sikap
Subsistem penentuan dan kontrol sikap (ADCS) digunakan untuk mengubah sikap (orientasi) wahana antariksa. Ada beberapa torsi eksternal yang bekerja pada wahana antariksa di sepanjang sumbu yang melewati pusat gravitasinya yang dapat mengubah orientasi wahana antariksa ke segala arah atau dapat membuatnya berputar. ADCS meniadakan torsi ini dengan menerapkan torsi yang sama dan berlawanan menggunakan proion dan navigasi. Momen inersia badan harus dihitung untuk menentukan torsi eksternal yang juga memerlukan penentuan sikap absolut wahana menggunakan sensor. Properti yang disebut 'kekakuan giroskopik' digunakan untuk mengurangi efek putaran. Wahana antariksa yang paling sederhana mencapai kontrol dengan berputar atau berinteraksi dengan medan magnet atau gravitasi Bumi. Terkadang mereka tidak terkendali. Wahana antariksa mungkin memiliki beberapa badan atau mereka melekat pada bagian-bagian penting, seperti susunan surya atau antena komunikasi yang memerlukan penunjuk sikap individual. Untuk mengendalikan sikap pelengkap, aktuator sering digunakan, dengan sensor dan pengontrol terpisah. Berbagai jenis teknik kontrol yang digunakan adalah: 
* Teknik Kontrol Pasif.
* Teknik Pengendalian Putaran.
* Teknik Kontrol Tiga Sumbu.

### Telemetri, pelacakan, dan perintah
Telemetri, pelacakan, dan perintah (TT&C) digunakan untuk komunikasi antara wahana antariksa dan sistem darat. Fungsi subsistemnya adalah: 
* Pengendalian pesawat ruang angkasa oleh operator di Bumi
* Menerima perintah uplink, memproses dan mengirimkannya ke subsistem lain untuk implikasi.
* Menerima perintah downlink dari subsistem, memproses dan mengirimkannya ke Bumi.
* Memberikan informasi secara terus-menerus tentang posisi pesawat antariksa.

### Komunikasi
Proses pengiriman informasi ke wahana antariksa disebut uplink atau forward link dan proses sebaliknya disebut downlink atau return link. Uplink terdiri dari perintah dan nada jarak sedangkan downlink terdiri dari telemetri status, nada jarak dan bahkan dapat mencakup data muatan. Penerima, pemancar dan antena sudut lebar (hemispheric atau omnidirectional) adalah komponen utama dari subsistem komunikasi dasar. Sistem dengan kecepatan data tinggi bahkan dapat menggunakan antena terarah, jika diperlukan. Subsistem dapat memberi kita koherensi antara sinyal uplink dan downlink, yang dengannya kita dapat mengukur pergeseran Doppler kecepatan jarak. Subsistem komunikasi diukur berdasarkan kecepatan data, tingkat kesalahan yang dibolehkan, panjang jalur komunikasi, dan frekuensi RF.

Sebagian besar pesawat ruang angkasa berkomunikasi menggunakan antena radio—komunikasi satelit . Beberapa pesawat ruang angkasa berkomunikasi menggunakan laser — baik secara langsung ke tanah seperti dengan LADEE ; atau antara satelit seperti dengan OICETS , Artemis , Alphabus , dan European Data Relay System .

### Sumber Daya
Subsistem tenaga listrik (EPS) terdiri dari 4 subunit: 
* Sumber Daya (Baterai, sel surya, sel bahan bakar, pasangan termoelektrik)
* Unit penyimpanan (Jumlah baterai yang disusun secara seri)
* Distribusi Daya (Pengkabelan, pengalihan, proteksi guncangan)
* Pengaturan dan Kontrol Daya (Untuk mencegah pengisian daya baterai yang berlebihan dan panas berlebih)

### Panas
Subsistem kontrol termal (TCS) digunakan untuk menjaga suhu semua komponen wahana antariksa dalam batas tertentu. Batas atas dan bawah ditetapkan untuk setiap komponen. Ada dua batasan, yaitu operasional (dalam kondisi kerja) dan survival (dalam kondisi tidak bekerja). Suhu dikontrol dengan menggunakan isolator, radiator, pemanas, kisi-kisi dan dengan memberikan lapisan permukaan yang tepat pada komponen.

### Tenaga penggerak
Fungsi utama subsistem propulsi adalah untuk menyediakan daya dorong sehingga dapat mengubah kecepatan translasi pesawat antariksa atau untuk menerapkan torsi guna mengubah momentum sudutnya. Tidak ada persyaratan daya dorong dan karenanya bahkan tidak ada persyaratan peralatan propulsi dalam pesawat antariksa yang paling sederhana. Namun, banyak dari mereka memerlukan daya dorong yang terkendali dalam sistem mereka, sehingga desain mereka mencakup beberapa bentuk propulsi terukur (sistem propulsi yang dapat dihidupkan dan dimatikan dalam peningkatan kecil). Daya dorong digunakan untuk tujuan berikut: untuk mengubah parameter orbital, untuk mengendalikan sikap selama daya dorong, memperbaiki kesalahan kecepatan, manuver, gaya gangguan lawan (misalnya, hambatan), dan mengendalikan serta memperbaiki momentum sudut. Subsistem propulsi mencakup propelan, tangki, sistem distribusi, penekan, dan kontrol propelan. Ini juga mencakup pendorong atau mesin.

## Arsitektur misi luar angkasa

Desain wahana antariksa selalu didasarkan pada arsitektur misi khusus dari penerbangan antariksa yang sedang dipertimbangkan. Biasanya, berbagai arsitektur misi dapat dibayangkan untuk mencapai tujuan keseluruhan penerbangan, baik untuk mengumpulkan data ilmiah atau sekadar mengangkut kargo melintasi lingkungan antariksa untuk melayani berbagai tujuan, baik tujuan pemerintah maupun ekonomi.

Arsitektur misi penerbangan antariksa akan menentukan apakah wahana antariksa akan bersifat otonom atau telerobotik , atau bahkan berawak untuk menangani keadaan darurat atau tujuan misi tertentu. Pertimbangan lain termasuk lintasan cepat atau lambat, susunan dan kapasitas muatan, lamanya misi, atau tingkat redundansi sistem sehingga penerbangan dapat mencapai berbagai tingkat toleransi kesalahan .

### Tahapan proyek luar angkasa
Desain misi antariksa dibagi menjadi beberapa fase , yang masing-masing terkait dengan milestone tertentu . Meskipun ada beberapa perbedaan (terutama dalam terminologi) antara fase-fase ini sebagaimana didefinisikan oleh ESA , NASA , JAXA , dan pelaku sektor antariksa lainnya, semuanya mengikuti logika dan perkembangan yang sama. Konsep menyeluruhnya disebut rekayasa siklus hidup .

Proyek luar angkasa biasanya dimulai dengan fase awal—disebut Fase 0 oleh ESA dan JAXA , dan Pra-Fase A oleh NASA —yang berfokus pada pendefinisian tujuan misi dan penilaian kelayakan tingkat tinggi. Fase-fase berikutnya disebut dengan huruf dari A hingga F, dan terdiri dari studi kelayakan yang lebih rinci (Fase A), definisi awal yang mempertimbangkan solusi teknologi (Fase B), definisi terperinci yang terkait dengan pembangunan model uji yang mengarah ke desain akhir (Fase C), kualifikasi dan produksi (Fase D), peluncuran, penyebaran, komisioning, dan operasi misi (Fase E), dan akhirnya pembuangan satelit pada akhir masa pakainya (Fase F).

Tonggak pencapaian merupakan langkah-langkah perantara utama dalam proyek yang memungkinkan penilaian kemajuan yang telah dicapai dalam desain misi. Sebagian besar tonggak pencapaian dikaitkan dengan penyelesaian deliverable , dokumen yang merangkum hasil studi, pilihan yang dibuat dalam desain, atau tinjauan kinerja yang terkait dengan fase proyek tertentu. Meskipun dokumen ini mungkin panjang, sangat teknis, rumit, dan birokratis, dokumen ini penting untuk memastikan keberhasilan misi, karena tujuannya adalah untuk mengidentifikasi semua masalah potensial dan mendokumentasikan keputusan dan justifikasinya.

### Pengujian satelit
Sebelum menerbangkan satelit, kekokohan dan kinerja desainnya harus divalidasi. Hal ini dicapai berkat serangkaian pengujian yang dilakukan pada prototipe selama Fase C dan D proyek. Di ESA , pengujian satelit terdiri dari hal-hal berikut:
* Selama Fase C, beberapa prototipe satelit dibangun sebelum pembangunan Model Penerbangan (FM): Model Struktural dan Termal (STM), Model Rekayasa (EM), dan Model Kualifikasi (QM). Masing-masing menjalani serangkaian pengujian: 
** Pengujian struktural untuk memvalidasi ketahanan satelit terhadap kondisi selama peluncuran dan di luar angkasa. Ini termasuk uji getaran, uji guncangan, dan uji akustik. Semua ini dilakukan pada STM.  
** Pengujian termal untuk memverifikasi sistem kontrol termal satelit dan kemampuannya untuk menahan lingkungan termal selama menjalankan misinya. Ini termasuk pengujian vakum termal dan siklus termal. Pengujian ini juga dilakukan pada STM.  
** Pengujian fungsional untuk memeriksa apakah semua subsistem satelit (elektronik, perangkat lunak) berfungsi sebagaimana diharapkan. Pengujian ini dilakukan pada EM.  
** Pengujian antarmuka untuk memastikan bahwa berbagai subsistem berkomunikasi dengan baik satu sama lain. Hal ini juga dilakukan pada EM.  
** Setelah pengujian di atas dilalui oleh STM dan EM, pengujian lingkungan (getaran, vakum termal, siklus termal...) dapat diulang pada QM untuk memverifikasi khususnya bahwa satelit secara keseluruhan sistem dapat menahan kondisi keras selama peluncuran dan di orbit. 
* Selama Fase D, FM dibangun dan diuji secara menyeluruh. Secara khusus, hal ini menyangkut sistem kelistrikan, sistem komunikasi, sistem navigasi dan penunjuk, serta perangkat lunak.

STM dibangun sedemikian rupa sehingga komponen strukturalnya mirip dengan yang akan digunakan untuk konstruksi FM, tetapi elektroniknya mungkin tidak berfungsi. Sebaliknya, EM dibangun agar mirip dengan FM, meskipun mungkin menyertakan beberapa komponen yang bukan kelas antariksa. Namun, QM dimaksudkan agar identik dengan FM.

## Segmen darat
Segmen darat adalah kumpulan komponen berbasis darat yang memungkinkan pengelolaan wahana antariksa dan distribusi data muatan dan telemetri. Komponen utama segmen darat meliputi:
* Stasiun darat: Menyediakan antarmuka radio dengan wahana antariksa
* Pusat kendali misi: Mengelola wahana antariksa
* Terminal jarak jauh: Digunakan oleh personel pendukung
* Fasilitas integrasi dan pengujian wahana antariksa: Digunakan untuk integrasi dan pengujian
* Fasilitas peluncuran: Digunakan untuk meluncurkan wahana antariksa
* Jaringan darat: Memungkinkan komunikasi antara elemen darat lainnya

Komponen lain dari segmen darat meliputi: 
* Sistem kendali satelit, 
* Dinamika malam, 
* Perencanaan misi, dan 
* Praproses muatan.

Segmen darat sangat penting untuk pengiriman layanan satelit, karena mendukung operasi dan kendali satelit, dan memastikan keandalan, efisiensi, dan jangkauan komunikasi satelit yang luas.

Segmen darat sebagai layanan (GSaaS) menyediakan akses bagi operator satelit ke jaringan stasiun darat dengan basis bayar per penggunaan. Hal ini menghilangkan kebutuhan investasi awal yang secara tradisional dikaitkan dengan pembangunan dan pemeliharaan infrastruktur darat.

### Stasiun bumi
Antena stasiun darat meningkatkan penerimaan sinyal dengan penguatan tinggi dan kemampuan pelacakan. Penguat stasiun darat meningkatkan daya sinyal dan mempertahankan kualitas untuk komunikasi yang andal. Penerima stasiun darat menangkap sinyal satelit di berbagai pita frekuensi dengan sensitivitas tinggi.

Stasiun darat yang berkomunikasi dengan satelit di orbit dan pengguna di darat memiliki beberapa komponen, termasuk:
* Antena: Antena array bertahap besar yang dapat mengarahkan pancarannya secara elektronik untuk melacak satelit tanpa menggerakkan antena
* Feed horn: Komponen stasiun darat yang mengirim dan menerima pembawa RF
* Waveguide: Komponen stasiun darat
* Receiver: Komponen stasiun darat
* Pedestal: Komponen tempat antena, feed horn, waveguide, dan receiver biasanya dipasang
* Radome: Bola yang menutupi antena untuk melindungi stasiun darat
* Peralatan penanganan data: Peralatan yang menangani data
* Peralatan pelacakan mekanis: Peralatan yang menjaga satelit di dalam area pengiriman/penerimaan data antena

Stasiun darat sangat penting untuk transmisi data satelit. Mereka dapat:
* Uplink (mengirim informasi ke satelit)
* Downlink (menerima informasi dari satelit)
* Menangani sejumlah besar data dengan presisi dan kecepatan
* Mengirim kembali sinyal yang diminta ke satelit, di mana sinyal tersebut diproses lagi dan dikembalikan ke kapal

## Segmen pengguna dan aplikasi

Suar pengguna satelit adalah perangkat yang mengirimkan sinyal marabahaya ke sistem satelit global, yang kemudian meneruskan panggilan ke jaringan lembaga tanggap darurat. Beberapa contoh suar pengguna satelit meliputi:
* Personal Locator Beacon (PLB): Suar berbasis daratan yang lebih kecil ini dirancang untuk memberi tahu penyelamat tentang situasi yang mengancam jiwa. Suar ini dapat memberikan koordinat GPS untuk menentukan lokasi, dan beberapa memiliki lampu sorot untuk membantu penyelamat melakukan pencarian. 
* Suar Radio Penunjuk Posisi Darurat (EPIRB): Suar ini digunakan oleh pelaut. 
* Telemetri satelit: Perangkat lunak semakin banyak digunakan untuk mendekode telemetri satelit, sering kali 
dengan praprosesor sederhana sebelum dimasukkan ke PC dekode.

Berikut ini beberapa suar pengguna satelit:
* Garmin GPSMAP 67i: Perangkat navigasi GPS
* Zoleo Satellite Communicator: Pilihan hemat
* ACR Electronics rescueME PLB1: Suar pelacak lokasi pribadi
* ACR Electronics ResQLink 400 PLB: Suar pelacak lokasi pribadi
* Apollo X7: Suar flasher GPS Iridium yang dapat tenggelam sejauh 11.000 m
* Apollo X3: Suar flasher GPS Iridium yang dapat tenggelam sejauh 11.000 m
* Apollo X1: Suar flasher GPS Iridium yang dapat tenggelam sejauh 6.000 m
* XMI X: Suar GPS Iridium yang dapat tenggelam sejauh 11.000 m
* Petrel X7: Suar yang kompatibel dengan AIS yang dapat tenggelam
* Petrel X3: Suar yang kompatibel dengan AIS yang dapat tenggelam
* Rover X: Suar permukaan GPS Iridium beacon
* XMB-11k: Sebuah beacon VHF yang dapat tenggelam dan berdiri sendiri
* XMA-11K: Sebuah beacon Argos yang dapat tenggelam dan berdiri sendiri
* Hermes: Sebuah pelacak beacon Iridium genggam

Pelampung cuaca adalah instrumen yang mengumpulkan data laut dan cuaca, dan digunakan dalam tanggap darurat, proses hukum, dan desain teknik. Ada dua jenis pelampung cuaca: yang ditambatkan dan yang hanyut. Pelampung yang ditambatkan dihubungkan ke dasar laut menggunakan rantai, nilon, atau polipropilena yang dapat mengapung.
Daya apung adalah sifat suatu objek yang memungkinkannya mengapung di permukaan cairan atau tetap tersuspensi dalam cairan yang dapat dimampatkan, seperti atmosfer.
Beberapa contoh instrumen cuaca meliputi:
* termometer, 
* higrometer, 
* anemometer, 
* barometer, 
* pengukur hujan, dan 
* baling-baling angin.

Data stasiun cuaca penting untuk pertanian, perencanaan energi terbarukan, manajemen bencana, dan penelitian iklim. Data stasiun cuaca yang akurat dan dapat diandalkan membantu orang membuat keputusan yang tepat, beradaptasi dengan perubahan kondisi cuaca, dan mengurangi dampak peristiwa cuaca ekstrem.

### Navigasi
* Mobil dapat dilengkapi dengan penerima GNSS menampilkan peta bergerak dan informasi tentang lokasi, kecepatan, arah, serta jalan. 
* Sistem navigasi udara biasanya memiliki tampilan peta bergerak dan sering terhubung ke autopilot untuk navigasi en-route. 
* Perahu dan kapal dapat menggunakan GNSS untuk menjelajahi semua danau, laut, dan samudra di dunia. GNSS juga dapat meningkatkan keamanan lalu lintas pelayaran dengan mengaktifkan AIS . 
* Peralatan berat dapat menggunakan GNSS dalam konstruksi, pertambangan, dan pertanian presisi . 
* Pengendara sepeda sering menggunakan GNSS dalam balapan dan touring.  
* Pejalan kaki , pendaki gunung , dan bahkan pejalan kaki biasa di lingkungan perkotaan atau pedesaan dapat menggunakan GNSS untuk menentukan posisi mereka. 
* Wahana antariksa menggunakan GNSS sebagai alat navigasi. Penambahan penerima GNSS ke wahana antariksa memungkinkan penentuan orbit yang tepat tanpa stasiun pelacakan darat . Tiongkok telah melakukan beberapa eksperimen menggunakan penerima GPS frekuensi tunggal COTS berbiaya rendah yang dipasang pada seri Yaogan -30 (YG30; LEO) dan satelit Fengyun -3C (FY3C; SSO ) dengan hasil yang menguntungkan; menggunakan beberapa sistem sekaligus membantu orbit kutub FY3C dengan memungkinkan lebih banyak satelit GNSS terlihat.

### Survei dan pemetaan
* Pemetaan dan sistem informasi geografis (SIG)  
* Geofisika dan geologi — Pengukuran presisi tinggi dari regangan kerak bumi dapat dilakukan dengan GNSS diferensial dengan menemukan perpindahan relatif antara sensor GNSS. Beberapa stasiun yang terletak di sekitar area yang mengalami deformasi aktif (seperti gunung berapi atau zona patahan ) 
* Arkeologi — Saat arkeolog menggali suatu situs, mereka biasanya membuat peta tiga dimensi situs tersebut, yang merinci di mana setiap artefak ditemukan. 
* Survei — Penerima GNSS Kelas Survei dapat digunakan untuk memposisikan penanda survei , bangunan, dan konstruksi jalan . Unit ini menggunakan sinyal dari frekuensi GPS L1 dan L2. 
* Industri penerima GNSS tingkat survei mencakup sejumlah kecil pemain utama yang mengkhususkan diri dalam desain penerima GNSS frekuensi ganda yang kompleks yang mampu melacak fase pembawa secara tepat untuk semua atau sebagian besar sinyal yang tersedia guna menurunkan akurasi posisi relatif ke nilai level cm yang dibutuhkan oleh aplikasi ini. Perusahaan yang paling dikenal adalah Javad, Leica , NovAtel , Septentrio , Topcon , dan Trimble .

### Penggunaan lainnya
* Amunisi berpemandu presisi militer – Banyak jenis amunisi, termasuk bom JDAM , peluru artileri Excalibur 155&nbsp;mm , menggunakan GNSS untuk mengarahkannya ke target.
* Referensi waktu yang tepat – Banyak sistem yang harus disinkronkan secara akurat menggunakan GNSS sebagai sumber waktu yang akurat. GNSS dapat digunakan sebagai jam referensi untuk generator kode waktu atau server waktu Network Time Protocol (NTP) . 
* Komunikasi satelit bergerak – Sistem komunikasi satelit menggunakan antena terarah (biasanya "piringan") yang diarahkan ke satelit. 
* Layanan darurat dan berbasis lokasi – Fungsionalitas GNSS dapat digunakan oleh layanan darurat untuk menemukan ponsel. 
* Permainan berbasis lokasi 
* Pemasaran – Beberapa perusahaan riset pasar telah menggabungkan sistem GIS dan penelitian berbasis survei untuk membantu perusahaan memutuskan di mana akan membuka cabang baru dan menargetkan iklan mereka sesuai dengan pola penggunaan jalan dan atribut sosio-demografis zona pemukiman.
* Penumpang pesawat – Sebagian besar maskapai penerbangan mengizinkan penumpang menggunakan unit GNSS dalam penerbangan mereka, kecuali saat mendarat dan lepas landas, saat perangkat elektronik lainnya juga dibatasi. 
* Informasi arah – GNSS dapat digunakan untuk menentukan informasi arah, meskipun tidak dirancang untuk tujuan ini. "Kompas GNSS" menggunakan sepasang antena yang dipisahkan sekitar 50&nbsp;cm untuk mendeteksi perbedaan fase dalam sinyal pembawa dari satelit GNSS tertentu. 
* Sistem pelacakan GPS menggunakan GNSS untuk menentukan lokasi kendaraan, orang, hewan peliharaan, atau barang, dan mencatat posisi tersebut secara berkala untuk membuat catatan pergerakan. 
* Geo-fences dapat mengaktifkan atau menonaktifkan perangkat berdasarkan lokasinya.
* Prediksi cuaca ( occultation radio GNSS ) – Pengukuran pembengkokan atmosfer sinyal satelit GNSS oleh penerima GNSS khusus di satelit orbital dapat digunakan untuk menentukan kondisi atmosfer seperti kepadatan udara, suhu, kelembapan, dan kepadatan elektron. Informasi tersebut dari satu set enam mikrosatelit, yang diluncurkan pada bulan April 2006, yang disebut Constellation of Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate COSMIC telah terbukti meningkatkan akurasi model prediksi cuaca.
* Geocoding fotografi – Menggabungkan data posisi GNSS dengan foto yang diambil dengan kamera (biasanya digital) memungkinkan untuk melihat foto pada peta  atau untuk mencari lokasi pengambilannya di gazetteer . Dimungkinkan untuk secara otomatis memberi anotasi pada foto dengan lokasi yang digambarkannya dengan mengintegrasikan perangkat GNSS ke dalam kamera sehingga koordinat tertanam ke dalam foto sebagai metadata Exif.
* Terjun Payung – Sebagian besar zona pendaratan komersial menggunakan GNSS untuk membantu pilot "menemukan" pesawat pada posisi yang benar sehingga semua penerjun payung yang membawa muatan dapat menerbangkan kanopi mereka kembali ke area pendaratan.
* Jaringan nirkabel – Teknik pemetaan dan pengunggahan lokasi jaringan nirkabel yang tepat atau akurat disebut wardriving . Teknik ini menggunakan data kekuatan sinyal dari adaptor nirkabel dan GPS untuk mengidentifikasi lokasi. Kismet untuk Linux adalah program wardriving yang banyak digunakan.
* Penyelaman bangkai kapal – Varian populer dari penyelaman skuba dikenal sebagai penyelaman bangkai kapal. Untuk menemukan bangkai kapal yang diinginkan di dasar laut.
* Jejaring sosial – Semakin banyak perusahaan yang memasarkan telepon seluler yang dilengkapi dengan teknologi GPS, yang menawarkan kemampuan untuk menemukan teman di peta yang dibuat khusus.

## Perusahaan manufaktur satelit
Ada 10 perusahaan besar yang membangun platform satelit Geosynchronous komersial yang besar :

 
## Produsen lander wahana pendarat, rover penjelajah, dan probe wahana penyelidikan

 
## Produsen komponen pesawat ruang angkasa

 
## Produsen propulsi

## Lihat pula
* Wahana antariksa
* Teknik sistem
* Diagram Skematik
* Dokumentasi
* Purwarupa
* Simulasi
* Perangkat lunak simulasi
* Wahana antariksa nirawak
* Satelit
* Misi antariksa berawak
* Stasiun luar angkasa
* Propulsi wahana antariksa
* Pendorong ion
* Percetakan 3D
* Kecerdasan buatan
* Satelit kecil
* CubeSat

## Referensi