VENERA 9
1.
Tentang Venera 9
Nama Wahana
Venera 9 (Russian: Венера-9 artinya Venus 9 dengan manufacturer’s designation: 4V-1 No.661)
Pembuat
Lavochkin (a Rusian Aerospace Company)
Misi
Venus orbiter/lander (untuk mengambil data keadaan Planet Venus)
Lokasi
Cosmodrome 81/24 in Soviet Kazakhstan
Peluncuran
(45.6232° N, 63.3140° E)
Wahana
Proton 8K82K, Blok D
Peluncur
Tabel 1. Overview Venera 9
Venera
9
(Bahasa
Rusia: Венера-9 artinya Venus
dengan
manufacturer’s
designation: 4V-1 No.661) adalah sebuah wahana antariksa tanpa awak Rusia yang misinya menuju Venus. Venera 9 terdiri dari sebuah orbiter dan sebuah lander. Sesuai dengan namanya, misinya adalah mengorbit Venus dan melakukan pendaratan di Venus untuk megambil data pengamatan terhadap keadaan Venus. Orbiter Venera 9 merupakan wahana antariksa pertama yang mengorbit venus sedangkan Lander Venera 9 merupakan wahana antariksa pertama yang mengirim gambar dari permukaan planet lain.
Gambar 1. Venera 9
Gambar 2. Pemisahan Orbiter (kiri) dan Lander (kanan) dari Wahana Antariksa Venera 9
Venera 9 diluncurkan di Cosmodrome 81/24, Kazakhstan (latitude 45.6232° N) pada 8 Juni 1975 pada 02:38:00 UTC menggunakan wahana peluncur Proton 8K82K dan Blok D. Proton 8K82K adalah sebuah roket Rusia dengan 3 tingkat (stage) dan kapasitas payload 19.760 kg serta ditambah dengan Blok D sebagai tingkat ke-4. Berikut adalah rincian massa dan specific impulse dari Venera 9 (Payload) dan wahana peluncurnya.
Stage 1
Stage 2
Stage 3
Blok D
Payload
31100kg
11715kg
4185kg
2300kg
3843kg
Massa Propelan 419410kg 156113kg 46562kg 15700kg
1093kg
450510kg 167828kg 50747kg 18000kg
4936kg
Massa Kosong
Massa Total ISP
316s
327s
325s
-
205s
Waktu Bakar
124s
206s
238s
-
-
Tabel 2. Rincian Massa dan Spesifik Impuls Wahana dan Roket
Gambar 3. Peta Lokasi Peluncuran Venera 9, Cosmodrome 81/24
Gambar 4. Lokasi Peluncuran Venera 9, Cosmodrome 81/24
Gambar 5. Cosmodrome 81/24
BLOK D & PAYLOAD
STAGE 3
STAGE 2
STAGE 1
Gambar 6. Proton 8K82K, Blok D dan Venera 9
PAYLOAD (VENERA 9)
BLOK D
Gambar 7. Payload dan Blok D
Venera 9 memiliki orbit parkir berbentuk elips dengan ketinggian paling dekat dengan permukaan bumi, 171 km dan ketinggian paling jauh dari permukaan bumi, 196km serta inkilinasi 51,54˚. Dalam perjalanan menuju venus, Venera 9 melakukan serangkaian manuver perbaikan trajektori (course correction). Pada 16 Juni 1975, Venera 9 melakukan course correction yang pertama dengan perubahan kecepatan sebesar 12,5m/s. Setelah 4 bulan perjalanan, Venera 9 akhirnya mendekati Venus. Pada 15 Oktober 1975, Venera 9 melakukan course correction yang kedua dengan perubahan kecepatan sebesar 13,5m/s. Pada 20 Oktober 1975, terjadi pemisahan antara orbiter dengan lander dari Venera 9. Pada 22 Oktober 1975, orbiter Venera 9 mulai mengorbit venus dengan orbit elips dengan ketinggian terdekat dengan permukaan venus sebesar 1.510km dan ketinggian terjauh dari permukaan venus sebesar 112.200km serta inkinasi 34,10˚. Periode orbit adalah 48 jam 18 menit. Sedangkan lander Venera 9 mendarat di permukaan Venus pada 5:13 UT di 31.01°LU 291.64°BT sekitar 2.500 meter di atas “permukaan laut” yang didefinisikan, di timur laut daerah dataran tinggi yang dikenal dengan sebutan Beta Regio.
2. Rekonstruksi Trajektori a. Heliocentric Trajectory
BUMI
Rvenus Rbumi
MATAHARI
VENUS
Gambar 8. Heliocentrik Trajectory
Pendekatan Interplanetary Trajectory yang kami gunakan untuk Venera 9 ini adalah menggunakan pendekatan Hohmann. Pada pendekatan ini dilakukan asumsi bahwa bidang orbit sejajar dan dapat dilakukan analisis masalah dua benda.
Sehingga waktu yang diperlukan untuk orbit transfer hohmann dari bumi ke venus adalah
b. Lintas lepas hiperbolik
Gambar 9. Alih orbit dari orbit parkir (orbit Bumi) ke lintas lepas hiperbolik Untuk melakukan analisis lintas lepas hiperbolik pertama di asumsikan beberapa hal yaitu:
Lokasi keberangkatan wahana di pericenter Bumi (Bumi berada pada apohelium)
Benda-benda langit lain diabaikan sehingga dapat dilakukan analisis masalah dua benda.
Orbit wahana, Bumi, Venus, dan Matahari sebidang sehingga dapat dilakukan analisis orbit sebidang.
Impulsive thruster.
Tidak meninjau course correction.
Kemudian kami mencari kecepatan wahana ketika di orbit parkir
Kemudian dihitung kecepatan bumi
Kemudian dihitung kecepatan wahana di apohelium
Dengan menetahui kedua hal tersebut didapat kecepetan lepas wahana dari satelit bumi (
Dan energi karakteristik lintas hiperbolik (C3)
Didapat parameter hiperbolik wahana di orbit bumi
Kecepatan pericenter hiperbolik wahana di orbit bumi
Didapat perubahan kecepatan yang dibutuhkan untuk lepas dari bumi yaitu
Massa propelan (
yang dibutuhkan pada tahap ini adalah
Dengan: M0 = 241511 kg g0 = 9,8 x10-3 km/s2 Isp = 327 s
c. Lintas datang hiperbolik
Gambar 9. Alih orbit dari lintas lepas hiperbolik ke orbit Venus
Untuk melakukan analisis lintas datang hiperbolik pertama di asumsikan beberapa hal yaitu:
Wahana sampai di pericenter Venus dan Venus berada pada perihelium.
Benda-benda langit lain diabaikan sehingga dapat dilakukan analisis masalah dua benda.
Orbit wahana, Bumi, Venus, dan Matahari sebidang sehingga dapat dilakukan analisis orbit sebidang.
Impulsive thruster.
Tidak meninjau course correction.
Kemudian kami mencari kecepatan wahana ketika di orbit venus (
, dengan
diketahui ketinggian wahana 1510x112200 km sehingga di dapat parameter orbit,
Kemudian dihitung kecepatan venus (
Kemudian dihitung kecepatan wahana di perihelium (
Dengan menetahui kedua hal tersebut didapat kecepetan lepas wahana dari satelit bumi (
Dan energi karakteristik lintas hiperbolik (C3),
Didapat parameter hiperbolik wahana di orbit bumi (
Kecepatan pericenter hiperbolik wahana di orbit venus
Didapat perubahan kecepatan yang dibutuhkan untuk lepas dari bumi yaitu
Massa propelan (ΔM) yang dibutuhkan pada tahap ini adalah
Dengan: M0 = 4936 kg g0 = 9,8 x 10-3 km/s2 Isp = 205s
d. Analisis Parameter Propelan Dibutuhkan lintas lepas hiperbolik Propelan Dibutuhkan lintas datang hiperbolik Waktu Misi
Perhitungan
Referensi Error
153282,9386kg
156113kg 1,813%
241,01678992kg 1093kg
77,858%
146hari
14,96%
127hari
Tabel 3. Perbandingan Perhitungan dengan Referensi
Terdapat perbedaan massa propelan & waktu transfer referensi dan massa propelan & waktu transfer perhitungan. Hal tersebut mungkin dikarenakan pengasumsian yang kami lakukan. Analisis yang kami lakukan adalah analisis orbit sebidang, sedangkan pada kenyataannya terdapat inklinasi ketika wahana meninggalkan orbit Bumi dan memasuki orbit Venus. Kami tidak melakukan peninjauan course correction. Galat massa propelan yang dibutuhkan dari orbit parkir (orbit Bumi) ke orbit lintas lepas hiperbolik relatif kecil karena belum dilakukan course correction. Sedangkan galat massa propelan yang dibutuhkan dari orbit lintas lepas hiperbolik ke orbit Venus cukup besar karena kami tidak meninjau 2 kali course correction. Dengan adanya course correction, terdapat perubahan kecepatan yang membutuhkan propelan lebih banyak dan waktu transfer lebih singkat daripada bila tidak dilakukan course correction (seperti yang kami lakukan pada perhitungan). Kami mengasumsikan lokasi keberangkatan wahana di pericenter Bumi (Bumi berada pada apohelium) dan lokasi arrival wahana di pericenter Venus (Venus berada pada perihelium). Mungkin saja lokasi sebenarnya tidak disitu.
3.
Data yang digunakan dalam perhitungan
RE: 149600000 km Rvenus: 108200000 km rvenus: 6052 km rbumi: 6371 km E = 3,986 x 105 km3/s2 (parameter gravitasional bumi) SUN = 1,327 x 1011 km3/s2 (parameter gravitasional matahari) Venus = 3,249 x 105 km3/s2 (parameter gravitasional matahari)
4.
Referensi https://en.wikipedia.org/wiki/Venera_9, diakses 24 April 2017 http://spaceflight101.com/proton-m-garpun-2/tag/baikonur-8124/ NASASpaceFlight.com, diakses 24 April 2017 https://en.wikipedia.org/wiki/Proton-K, diakses 24 April 2017 http://imgur.com/gallery/IiL15, diakses 24 April 2017 http://www.russianspaceweb.com/venera75.html, diakses 24 April 2017 http://www.russianspaceweb.com/n1_d.html, diakses 24 April 2017 https://en.wikipedia.org/wiki/Venera_9, diakses 24 April 2017 https://en.wikipedia.org/wiki/Proton-K, diakses 24 April 2017 https://en.wikipedia.org/wiki/Tsiolkovsky_rocket_equation, diakses 24 April 2017 http://www.drewexmachina.com/2015/10/22/venera-9-and-10-to-venus/, diakses 24 April 2017
