Membuka Babak Baru di Orbit
Singapura bersiap meluncurkan nanosatelit bertenaga kecerdasan buatan (AI) pertamanya pada 2026, menandai tonggak penting dalam upaya negara-kota itu menjadi kekuatan yang kompetitif di ekonomi antariksa global. Wahana antariksa berukuran ringkas, kira-kira sebesar kotak sepatu, akan dilengkapi kemampuan komputasi edge canggih yang memungkinkannya menganalisis gambar dan menyaring data saat mengorbit 500 kilometer di atas Bumi. Satelit ini hanya akan mengirimkan informasi penting ke stasiun bumi, bukan citra mentah yang belum diproses.
Daftar Isi
Misi ini merupakan proyek perdana di bawah Space Access Programme Singapura, komponen penting dari Space Technology Development Programme nasional yang didukung pendanaan pemerintah lebih dari S$200 juta sejak 2022. Inisiatif ini menandai pergeseran strategis menuju satelit yang lebih kecil dan cerdas, yang memproses informasi di orbit alih-alih sekadar mengumpulkan data dan bergantung pada daya komputasi di bumi.
Satellite Research Centre di Nanyang Technological University memimpin proyek ini, bekerja sama dengan perusahaan teknologi antariksa lokal Satoro Space untuk membangun nanosatelit 3U tersebut. Dengan ukuran hanya 30 sentimeter x 10 sentimeter x 10 sentimeter dan berat di bawah 5 kilogram, wahana berformat CubeSat ini berpotensi mengubah cara data bergerak antara antariksa dan Bumi. Teknologi ini dapat mengubah berbagai penerapan, mulai dari penanganan bencana hingga pemantauan lingkungan, sekaligus menunjukkan kian besarnya kemandirian teknis Singapura dalam sistem antariksa.
Kecerdasan di Balik Misi
Satelit konvensional bekerja layaknya kamera digital dengan penyimpanan eksternal: menangkap banyak citra mentah dan mengirimkan semuanya ke Bumi untuk diproses. Pendekatan ini menimbulkan hambatan besar yang membatasi efektivitas operasional. Satelit di orbit rendah Bumi hanya terhubung dengan stasiun bumi sekitar 10 menit dalam setiap lintasan orbit selama 100 menit. Sementara itu, citra mentah dari satelit dapat menumpuk hingga bergigabita setiap hari, membebani kapasitas pita lebar yang terbatas dan menimbulkan jeda antara pengambilan gambar dan diperolehnya informasi yang dapat ditindaklanjuti.
Satelit baru bertenaga AI ini mengatasi keterbatasan tersebut dengan komputasi edge, yakni pendekatan yang memproses data langsung di sumbernya, alih-alih mengirimkan informasi mentah ke server yang jauh. Kecerdasan buatan di dalam satelit akan menganalisis gambar secara langsung, membedakan area yang tertutup awan dari area yang cerah, mengenali peristiwa mendesak seperti kebakaran hutan atau tumpahan minyak, serta mengirimkan informasi yang dapat ditindaklanjuti, bukan tumpukan data berukuran besar.
Direktur eksekutif SaRC, Lim Wee Seng, menjelaskan keunggulan operasional pendekatan ini.
Alih-alih mengirimkan semuanya kembali ke Bumi, satelit dapat mengambil keputusan di dalam wahana, menyaring, menganalisis, dan mengirimkan informasi, bukan sekadar data mentah. Hal ini secara drastis mengurangi latensi dan membuat sistem antariksa jauh lebih efisien. Satelit cerdas dapat menentukan sendiri informasi yang penting, sehingga kapasitas pita lebar antariksa yang berharga digunakan untuk mengirimkan jawaban, bukan gangguan.
Dampak praktisnya besar. Alih-alih mengirimkan ratusan megabita atau gigabita citra mentah ke Bumi, satelit dapat mengirimkan hasil ringkas, termasuk koordinat penting, ringkasan analisis gambar, dan cuplikan gambar terpilih dengan total ukuran hanya beberapa kilobita atau megabita. Efisiensi ini sangat penting dalam situasi yang membutuhkan respons cepat, seperti upaya pemulihan pascagempa atau penanganan bencana maritim. Pengambilan keputusan yang cepat dapat menyelamatkan nyawa dan menghemat sumber daya, sementara waktu komunikasi dengan stasiun bumi tetap terbatas.
Tiga Inovasi
Nanosatelit AI ini hanya satu bagian dari inisiatif lebih luas yang terdiri atas tiga proyek, yang diumumkan NTU di bawah Space Access Programme. Setiap misi menyasar bidang teknologi yang berbeda. Peluncurannya dijadwalkan setiap tahun dari 2026 hingga 2028, ditambah muatan lain yang akan dibawa ke Stasiun Luar Angkasa Internasional untuk menguji teknologi optik Singapura dalam kondisi operasi orbit yang ekstrem.
Pemrosesan Data Cerdas dan Sistem Daya Baru
Misi utama pada 2026 memadukan kecerdasan buatan dengan teknologi surya eksperimental. Selain kemampuan komputasi edge, satelit ini akan menguji sel surya perovskit generasi berikutnya, yang dikembangkan melalui kolaborasi School of Electrical and Electronic Engineering NTU, School of Materials Science and Engineering, serta perusahaan rintisan lokal Singfilm. Sel ini memiliki keunggulan dibandingkan panel silikon konvensional: lebih murah dan mudah diproduksi, serta dapat dicetak pada substrat fleksibel dan ringan. Karakteristik ini cocok untuk wahana antariksa kecil, yang biaya peluncurannya dipengaruhi oleh setiap gram bobot.
Sel surya perovskit menggunakan struktur hibrida organik-anorganik yang dapat diproduksi dengan teknik pencetakan sederhana, bukan melalui proses penumbuhan kristal yang boros energi seperti yang diperlukan untuk sel silikon. Fleksibilitas produksi ini memungkinkan sel tersebut diaplikasikan pada substrat yang ringan dan lentur sehingga mengurangi bobot keseluruhan wahana antariksa. Pengujian di orbit akan menghasilkan data penting tentang degradasi material akibat paparan radiasi terus-menerus dan perubahan suhu ekstrem. Informasi ini diperlukan sebelum teknologi tersebut digunakan secara komersial dalam konstelasi satelit mendatang.
Ketua Satoro Space, Maverick Shih, menekankan pentingnya kolaborasi lokal untuk mengembangkan kemampuan ini.
Kami sangat senang menjadi bagian dari proyek bersama NTU. Kerja sama antara Satellite Research Centre NTU dan SATORO tidak hanya memungkinkan kami membangun solusi CubeSat yang teruji dan andal, tetapi juga melaksanakan proyek ini secara lokal bersama SaRC di Singapura. Hal ini membantu lembaga riset Singapura mengembangkan teknologi antariksa mutakhir dengan cepat.
Pengujian Propulsi Canggih dan Material
Proyek kedua, yang dijadwalkan pada 2028, akan mengerahkan nanosatelit 16U yang lebih besar, berukuran 40 sentimeter x 30 sentimeter x 30 sentimeter dan berbobot hingga 30 kilogram. Wahana ini akan menguji mesin MUlti-Stage Ignition Compact yang dikembangkan oleh perusahaan rintisan bentukan NTU, Aliena. Mesin tersebut menggunakan medan listrik dan magnet untuk mengionisasi propelan gas dan mempercepat ion guna menghasilkan daya dorong secara efisien. Mesin MUSIC merupakan pendorong ion berjejaring yang menawarkan efisiensi bahan bakar lebih tinggi dibandingkan roket kimia. Dengan mempercepat ion melalui kisi elektrostatik, sistem ini menghasilkan impuls spesifik, yaitu ukuran efisiensi bahan bakar, beberapa kali lebih tinggi daripada pendorong konvensional. Efisiensi tersebut memungkinkan satelit kecil mengubah orbit, menghindari puing-puing, atau mempertahankan posisinya dengan propelan minimal. Hal ini memperpanjang masa operasional dan memungkinkan profil misi baru yang sebelumnya hanya dapat dilakukan wahana antariksa lebih besar.
Dr. Lim Jian Wei, salah satu pendiri sekaligus CEO Aliena, menyoroti meningkatnya kebutuhan akan kemampuan tersebut seiring bertambahnya lalu lintas di orbit.
Dengan bertambahnya jumlah satelit di orbit rendah Bumi, kemampuan bermanuver di orbit kini bukan lagi pilihan. Kemampuan ini membuka peluang misi baru yang penting bagi penerapan antariksa yang tengah berkembang dan mutlak diperlukan agar konstelasi satelit dapat beroperasi secara efektif dan berkelanjutan.
Satelit ini juga akan membawa Atomic Oxygen Detector yang dikembangkan NTU Temasek Laboratories untuk mempelajari ketahanan material canggih terhadap oksigen atomik yang sangat korosif di orbit Bumi sangat rendah. Oksigen atomik terdiri atas atom oksigen tunggal yang terbentuk ketika radiasi ultraviolet memecah molekul oksigen di atmosfer atas. Atom-atom ini bereaksi agresif dengan material wahana antariksa, sehingga menyebabkan erosi dan degradasi. Pemahaman tentang ketahanan material di lingkungan ini sangat penting untuk merancang wahana antariksa berumur panjang yang beroperasi di ketinggian lebih rendah, tempat hambatan atmosfer lebih kuat tetapi resolusi pengamatan lebih baik.
Pencitraan Optik Generasi Berikutnya
Inisiatif ketiga akan mengirimkan muatan pencitraan elektro-optik buatan Singapura bernama LEOCAM ke Stasiun Luar Angkasa Internasional pada 2027 untuk menjalani misi validasi selama enam bulan. Dengan desain optik tiga cermin yang unik, bukan lensa konvensional, LEOCAM menjanjikan kemampuan observasi Bumi beresolusi tinggi. Setiap piksel dapat menangkap detail di permukaan Bumi sekecil satu meter. Pendekatan berbasis cermin ini mengurangi aberasi optik dan bobot dibandingkan sistem lensa refraktif, sekaligus mempertahankan kejernihan gambar.
Dr. Phua Poh Boon, Chief Technology Officer LightHaus Photonics, menjelaskan arti penting proyek ini bagi pengembangan industri lokal.
Kami antusias menguji muatan pencitraan optik kami di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Ini akan menjadi tonggak penting bagi LightHaus sebagai perusahaan Singapura pertama yang membangun sistem optik berbasis antariksa.
Membangun Ekosistem Antariksa Nasional
Kemajuan teknologi ini berlangsung di tengah perubahan kelembagaan yang pesat, yang menata ulang cara Singapura mengelola sektor antariksa yang terus berkembang. Pada 1 April 2026, Singapura akan secara resmi membentuk National Space Agency of Singapore, dengan mengonsolidasikan dan memperluas fungsi yang sebelumnya dijalankan Office of Space Technology and Industry. Badan baru ini hadir ketika pasar antariksa global diproyeksikan tumbuh hingga US$2,43 triliun pada 2035, sehingga menempatkan negara-kota tersebut pada posisi untuk meraih manfaat dari pertumbuhan ekonomi ini.
Ngiam Le Na, yang ditunjuk sebagai calon kepala badan tersebut, memiliki pengalaman 25 tahun di sektor publik, termasuk peran kepemimpinan di DSO National Laboratories dan Defence Science and Technology Agency. Ia akan memimpin badan itu. Sebelumnya, ia mengawasi pengembangan satelit observasi Bumi dan solusi digital untuk keamanan nasional serta bantuan bencana. Badan ini mewarisi tanggung jawab atas alokasi riset senilai lebih dari S$200 juta dari Space Technology Development Programme, sekaligus memperoleh kewenangan untuk menyusun undang-undang antariksa nasional, mengoordinasikan perizinan, dan mengembangkan kemitraan internasional, terutama dengan negara-negara antariksa berkembang di Sabuk Khatulistiwa dan kawasan ASEAN.
Saat ini, sektor antariksa Singapura terdiri atas sekitar 70 perusahaan dan 2.000 tenaga profesional. Dengan koordinasi NSAS dan pendanaan berkelanjutan, para pejabat menargetkan perluasan peluang di bidang analitik geospasial, pemantauan iklim, pengawasan maritim, dan kesadaran situasional antariksa. Badan ini juga akan menangani kekhawatiran yang meningkat tentang puing-puing orbit dan risiko tabrakan dengan mengembangkan kemampuan pemantauan situasi antariksa untuk melindungi aset di lingkungan orbit yang kian padat.
Profesor Warren Chan, Dekan NTU College of Engineering, mengaitkan upaya universitas dengan strategi nasional tersebut.
Program baru ini mencerminkan perkembangan teknologi antariksa menuju pengembangan yang lebih cepat dan operasi yang lebih cerdas. Berbekal pengalaman lebih dari dua dekade, NTU telah membangun rekam jejak yang kuat dalam mengembangkan bersama dan mengerahkan teknologi satelit secara cepat dan hemat biaya. Pengembangan kemampuan AI di orbit mengurangi ketergantungan pada pemrosesan di bumi dan memungkinkan pengambilan keputusan yang lebih cepat dan cerdas. Ini merupakan keunggulan strategis bagi Singapura dalam membangun ekosistem antariksa yang lebih tangkas dan kompetitif, sekaligus membantu mitra kami menghadirkan inovasi ke pasar lebih cepat.
Dari Laboratorium ke Penerapan Komersial
Meski teknologi yang diuji dalam misi-misi ini menjanjikan manfaat langsung bagi penelitian, komersialisasi penuh masih memerlukan pengembangan dan validasi lebih lanjut. Lim Wee Seng mengatakan, perlu beberapa tahun untuk membawa sistem mutakhir satelit AI ke pasar. Namun, landasan yang dibangun melalui pengujian di orbit sangat penting untuk menarik investasi dan memvalidasi kinerja di lingkungan antariksa yang sesungguhnya, tempat radiasi, ruang hampa, dan perubahan suhu siklis menghadirkan tantangan yang mustahil ditiru sepenuhnya di Bumi.
Singapura memasuki bidang yang sudah menunjukkan kelayakan kemampuan serupa. PhiSat-1 CubeSat milik European Space Agency yang diluncurkan sekitar 2020 menjadi pelopor penggunaan pembelajaran mesin di dalam satelit untuk menyaring citra yang tertutup awan, sekaligus membuktikan konsep komputasi edge pada satelit kecil. Pendekatan Singapura mengembangkan kemampuan tersebut lebih lanjut, sembari mengintegrasikan sistem daya baru dan memperkuat kapasitas komersial lokal melalui kemitraan universitas dan perusahaan swasta.
Pengawasan maritim merupakan salah satu bidang penerapan langsung yang menawarkan keunggulan tersendiri bagi AI di dalam satelit. Pemantauan jalur pelayaran, pendeteksian penangkapan ikan ilegal, dan pelacakan tumpahan minyak membutuhkan peringatan cepat. Sistem saat ini kerap terlambat mengirimkan pemberitahuan penting karena stasiun bumi harus memproses data mentah beberapa jam setelah dikumpulkan. Pendekatan Singapura bertujuan menyampaikan informasi yang dapat ditindaklanjuti dalam hitungan menit setelah gambar diambil, sehingga pihak berwenang dapat mengerahkan kapal atau pesawat penanggulangan selagi kejadian masih berlangsung, alih-alih melakukan penyelidikan setelah kejadian berlalu.
Pemantauan iklim juga mendapat manfaat dari pengiriman data secara selektif. Pelacakan deforestasi, penilaian kondisi pertanian, atau pemantauan pulau panas perkotaan menghasilkan koleksi gambar yang sangat besar, padahal hanya anomali atau perubahan yang penting bagi pengambilan kebijakan segera. Kemampuan penyaringan AI memastikan tim di bumi menerima peringatan tentang pembukaan hutan baru atau tanaman yang mengalami stres, tanpa harus memeriksa ribuan gambar rutin yang menunjukkan kondisi stabil. Pendekatan terarah ini mengurangi biaya penyimpanan dan beban kerja analis, sekaligus mempercepat respons terhadap perubahan lingkungan.
Intinya
- Singapura akan meluncurkan nanosatelit bertenaga AI pertamanya pada 2026. Satelit ini mampu memproses dan menyaring data di orbit untuk mengurangi hambatan transmisi dan mempercepat respons darurat.
- CubeSat 3U yang dibangun Satoro Space dan dipimpin Satellite Research Centre NTU ini akan menguji AI komputasi edge dan sel surya perovskit dalam misi selama satu tahun di ketinggian 500 km.
- Dua proyek tambahan mencakup pengujian sistem propulsi pada 2028 menggunakan mesin ion MUSIC buatan Aliena dan misi ke Stasiun Luar Angkasa Internasional pada 2027 untuk muatan pencitraan optik LEOCAM.
- National Space Agency of Singapore akan mulai beroperasi pada 1 April 2026, mengawasi pendanaan lebih dari S$200 juta untuk Space Technology Development Programme dan penyusunan undang-undang antariksa nasional.
- Inisiatif ini menyasar pasar antariksa global yang diproyeksikan mencapai US$2,43 triliun pada 2035, dengan penerapan langsung di bidang penanganan bencana, pengawasan maritim, dan pemantauan lingkungan.
