Dalam 20 tahun terakhir, satelit kubus telah memainkan peran penting dalam bidang eksplorasi dan penelitian teknologi kedirgantaraan. Pengoperasian CubeSat di orbit memerlukan Sistem Penentuan dan Pengendalian Sikap (ADCS). Magnetorquer yang terintegrasi ke dalam PCB merupakan salah satu sistem ADCS yang akurat dan efisien, yang paling cocok untuk memberikan torsi kepada satelit di orbit bumi rendah (LEO) guna mengendalikan arah satelit.
Apa itu Cubesat?
CubeSats, yang juga dikenal sebagai Satelit Kubus, adalah satelit kecil yang umumnya digunakan untuk meluncurkan muatan eksperimental berukuran kecil ke orbit. Karena ukurannya yang kecil, biaya yang rendah, dan konsumsi daya yang rendah, satelit ini digunakan di berbagai bidang, termasuk eksperimen ilmu kedirgantaraan, pemantauan lingkungan darat, GPS, dan lain-lain.
Satelit ini biasanya dikategorikan berdasarkan jumlah unit yang menyusunnya, di mana satu unit (1U) adalah modul berukuran (10 x 10 x 10) cm³. Umumnya, CubeSats berukuran 1U, 2U, 3U, atau bahkan 6U, dan salah satu tantangan umum dalam mengoperasikan satelit ini adalah mengendalikan sikap CubeSat, atau orientasinya di ruang angkasa. Hal ini dilakukan dengan menggunakan sistem penentuan dan pengendalian sikap (ADCS).
Apa itu Magnetorquer?
Magnetorquer adalah sistem kontrol orientasi (ADCS) yang relatif murah yang memberikan torsi eksternal pada CubeSat. Kadang-kadang kita menyebutnya sekadar "torques", dan perangkat ini terbagi menjadi dua kategori, yaitu "batang torquer silinder" dan "kumparan torsi magnetik kompak". Keduanya bekerja berdasarkan hukum solenoida dan hukum Ampère, namun yang pertama mengandung bahan ferit untuk meningkatkan momen dipol magnetiknya.
Karena sumber torsi didasarkan pada gaya Lorentz, terdapat sumbu yang tidak dapat dikendalikan yang sejajar dengan vektor densitas fluks magnetik geomagnetik. Selain itu, magnetorquer hanya dapat berfungsi di lingkungan yang memiliki medan magnet yang cukup terpusat, seperti orbit Bumi rendah (LEO).
Magnetorquer juga memerlukan informasi vektor kepadatan fluks magnetik lokal untuk logika kontrol sikapnya. Cara yang paling sederhana untuk memperoleh data tersebut adalah dengan menggunakan magnetometer. Propagasi menggunakan model IGRF juga dapat digunakan. Kontrol berbasis torsi mungkin merupakan pendekatan paling sederhana untuk kontrol sikap aktif. Namun, akurasi kontrolnya hanya sekitar 1–5 derajat.
Diagram Blok Magnetorquer
Jenis-jenis Magnetorquer
Batang Magnetorquer Silinder
Magnetorquer silinder terdiri dari kumparan kawat berbentuk silinder dan magnet permanen yang dipasang di dalam pesawat ruang angkasa.
Ketika arus listrik dialirkan melalui kumparan, medan magnet dihasilkan yang berinteraksi dengan medan magnet magnet permanen. Interaksi ini menghasilkan torsi yang dapat digunakan untuk memutar pesawat ruang angkasa ke arah yang diinginkan.
Salah satu keunggulan magnetorquer silinder adalah kesederhanaan dan keandalannya. Alat ini dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam desain pesawat ruang angkasa dan hanya memerlukan perawatan minimal. Selain itu, alat ini merupakan perangkat berdaya rendah, yang penting bagi pesawat ruang angkasa yang memiliki sumber daya listrik terbatas.
Batang magnet silinder adalah magnetorquer terbaik yang tersedia untuk menghasilkan torsi yang lebih tinggi dan, akibatnya, kontrol sikap yang lebih baik. Batang magnet ini juga dirancang agar sesuai sepenuhnya dengan dimensi CubeSat.
Kumparan Magnetorquer Kompak
Kumparan magnetorquer kompak umumnya terbuat dari kawat tipis yang dililitkan pada inti, yang biasanya terbuat dari bahan magnetik seperti besi atau ferit. Ketika arus listrik mengalir melalui kawat tersebut, terbentuklah medan magnet yang berinteraksi dengan medan magnet Bumi, sehingga menyebabkan pesawat ruang angkasa berputar.
Desain kumparan magnetorquer yang ringkas sangat penting karena ruang yang tersedia pada sebagian besar pesawat ruang angkasa dan satelit sangat terbatas. Oleh karena itu, perangkat yang lebih kecil namun tetap mampu menghasilkan medan magnet yang memadai sangatlah diinginkan. Selain itu, kumparan magnetorquer yang ringkas dapat mengurangi bobot dan biaya sistem secara keseluruhan.
Ada beberapa perusahaan yang memproduksi kumparan magnetorquer kompak, termasuk CubeSatShop, Sinclair Interplanetary, dan Blue Canyon Technologies. Perusahaan-perusahaan ini menawarkan berbagai ukuran dan desain untuk memenuhi kebutuhan spesifik dari berbagai misi pesawat ruang angkasa dan satelit.
Solusi PCB Magnetorquer
Hanya ada sedikit penjual yang menawarkan papan PCB magnetorquer untuk Cubesat di pasaran, salah satunya adalah ISISPACE.
Jika Anda ingin merancang sendiri papan magnetorquer, kami siap membantu Anda!
