Perpustakaan Digital ITB

Misi Mars Sample Return (MSR) atau pengembalian sampel dari Mars merupakan salah satu misi angkasa luar yang paling menantang dan menarik. Pada misi semacam itu, salah satu faktor kunci keberhasilan misi adalah desain lintasan wahana yang optimal, baik dari segi waktu maupun kebutuhan propelan. Aerobraking, sebagai salah satu teknik manuver penerbangan antariksa, telah digunakan dalam berbagai desain lintasan wahana antariksa untuk menghemat kebutuhan propelan. Pada penelitian ini, akan dianalisis performa aerobraking atmosfer Bumi untuk misi MSR menggunakan model atmosfer NRLMSIS 2.1, yaitu model atmosfer terbaru yang menyediakan nilai kerapatan dari permukaan hingga exobase. Penelitian ini menggunakan simulasi yang dijalankan menggunakan bahasa pemrograman Python dan dimulai sejak wahana memasuki Sphere of Influence (SOI) Bumi, alih orbit di periapsis, melakukan multiple aerobraking, hingga sampai di orbit tujuan akhir. Orbit akhir pada studi ini ditargetkan pada orbit lingkaran di ketinggian 400 km. Alasan dipilihnya orbit tersebut ialah karena pada ketinggian ini terdapat beberapa stasiun penting seperti ISS dan Tiangong sehingga misi bisa menjadi lebih fleksibel untuk tujuan docking dengan stasiun-stasiun tersebut ataupun bersiap untuk pendaratan kapsul ke permukaan Bumi. Hasil studi menunjukkan bahwa dibandingkan dengan penggunaan retropropulsi secara penuh ke orbit akhir, penggunaan aerobraking dapat menghemat kebutuhan propelan wahana hingga lebih dari 60% dengan variasi durasi aerobraking yang bergantung pada ketinggian periapsis target hp, parameter koefisien balistik BC, dan selisih kecepatan alih orbit ?Ventry. Selain itu, hasil studi juga menunjukkan adanya hubungan yang bervariasi antara BC, ?Ventry, dan kondisi cuaca antariksa terhadap performa aerobraking. Tidak hanya itu, berdasarkan hasil analisis terhadap perubahan parameter orbit, hasil studi juga menunjukkan bahwa semakin lama durasi aerobraking, tidak hanya jarak periapsis dan apoapsis saja yang berubah karena efek gaya hambat atmosfer, tetapi orientasi bidang orbit juga akan semakin bergeser karena efek gangguan yang bersumber dari ketidaksimetrian bentuk Bumi.