Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini dilatarbelakangi oleh keberhasilan beberapa misi wahana antariksa yang menggunakan propulsi Solar Sail seperti IKAROS, Lightsail, dan lain-lain. Hal ini karena semakin berkembangnya teknologi untuk menciptakan material yang ringan, tipis, dan kuat seperti aerogel, grafit, carbonfoam, dan lain-lain. Setiap material memiliki beberapa parameter, seperti strength, koefisien absorbsifivas, transmisivitas, dan reflektivitas apabila berinteraksi dengan foton. Parameter ini menghasilkan dinamika yang cukup rumit sehingga perlu disimulasikan untuk memaksimalkan gaya yang bekerja pada Solar Sail. Penelitian ini memiliki beberapa tahapan. Tahapan pertama adalah mempelajari mengenai jenis-jenis material yang ringan dan kuat dan parameter optik material dari beberapa literatur. Tahapan kedua adalah menghitung gaya-gaya yang bekerja pada Solar Sail akibat foton. Tahapan ketiga adalah menentukan hubungan gaya akibat foton dengan gaya sentral Matahari. Tahapan keempat adalah mensimulasikan beberapa manuver orbit dan memvisualisasikannya. Software yang mendukung tahapan ini yaitu Jupyter Notebook dan Matlab. Persamaan yang digunakan adalah hukum gerak dan gravitasi Newton, serta hukum mengenai radiasi (radiasi benda hitam). Penelitian ini juga menggunakan beberapa metode numerik seperti Runge-Kutta-Verner dan Bagi Dua. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari berbagai jenis material yang digunakan, terbukti bahwa material grafit+molibdenum yang memiliki karakteristik dengan percepatan tertinggi dalam penggunaan sebagai bahan Solar Sail yang melakukan manuver ke outer Solar System dengan jarak minimal 0,015 sa dari Matahari. Selanjutnya, gaya gerak yang dihasilkan oleh model point source dapat digunakan sebagai pendekatan untuk r ? 1 sa dari Matahari. Sementara itu, untuk r < 1 sa, digunakan model extended+limb darkening source untuk meningkatkan ketelitian gaya. Solar Sail dengan ???? = 0,01 kg/m2 memiliki kecepatan akhir 65 - 134 km/s (13,73 - 28,39 sa/tahun) tergantung dari pemilihan titik aphelion akhir (raf). Solar Sail dengan target objek Sabuk Kuiper (30 - 60 sa) memiliki waktu tempuh 3,4 - 4,4 tahun dan target SGL (Solar Gravitational Lens) dengan waktu tempuh ? 17 tahun. Solar Sail dengan ???? = 0,001 kg/m2 memiliki kecepatan akhir 32,15 - 413,96 km/s (6,783 - 37,389 sa/tahun) tergantung pemilihan manuver dan dapat menuju SGL dengan waktu tempuh ? 6,89 tahun. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa planet-planet berperan secara signifikan terhadap orientasi orbit spacecraft, namun kecepatan akhir tidak begitu signifikan.