Bidang Teknologi Akuisisi dan Stasiun Bumi - Pusat Teknologi dan Data Penginderaan Jauh

Lebih dari empat dasawarsa sejak tahun 1960an, National Aeronautics and Space Administration (NASA) dan National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) meluncurkan serangkaian satelit pengamatan lingkungan berorbit polar untuk mengkaji kondisi lingkungan global planet bumi dari antariksa.  Dimulai dengan keberhasilan misi satelit TIROS tahun 1960, kemudian diluncurkan seri satelit TIROS-N atau NOAA sejak tahun 1978, diikuti dengan satelit TERRA tahun 1999, AQUA tahun 2002, dan AURA tahun 2004, yang kemudian dikenal secara umum sebagai NASA Earth Observing System (EOS), telah memberikan wawasan baru yang luar biasa mengenai dinamika lingkungan planet bumi secara menyeluruh, mencakup awan, lautan, vegetasi, es dan atmosfer.

Namun, seiring akan berakhirnya masa operasional satelit-satelit EOS tersebut, satelit-satelit pemantau planet bumi generasi baru lainnya telah dipersiapkan untuk menjaga kesinambungan data yang diberikan oleh satelit-satelit tersebut. National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System (NPOESS) Preparatory Project (NPP) merupakan salah satu satelit yang dipersiapkan untuk meneruskan generasi satelit tersebut.  Satelit NPP yang diluncurkan pada tahun 2012 merupakan satelit pertama dari satelit-satelit generasi baru yang akan digunakan untuk mengamati lebih banyak lagi aspek dari perubahan planet bumi.  Satelit tersebut utamanya dirancang untuk mengumpulkan data penting yang diperlukan untuk meningkatkan kemampuan prediksi cuaca jangka pendek dan pemahaman mengenai perubahan iklim jangka panjang.

NASA telah menamai ulang satelit NPP untuk menghormati almarhum Verner E. Suomi, seorang ahli meteorologi di Universitas Wisconsin yang dikenal secara luas sebagai "Bapak Satelit Meteorologi". Pengumuman tersebut dilaksanakan pada tanggal 24 Januari 2012 di pertemuan tahunan American Meteorological Society (AMS) di New Orleans.  NPP dinamai ulang menjadi Suomi National Polar-orbiting Partnership atau Suomi NPP.

Suomi NPP mengumpulkan dan mendistribusikan data penginderaan jauh wilayah daratan, lautan dan atmosfer kepada para penggunanyan untuk kontinyuitas pengukuran-pengukuran dan menjembatani misi pemantauan planet bumi sebelumnya dengan satelit EOS NASA (satelit Terra, Aqua dan Aura) dengan Joint Polar Satellite System (JPSS), sebelumnya bernama NPOESS, sebuah program kerja sama antara National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) dan Goddard Space Flight Center (GSFC) NASA yang peluncuran pertamanya dijadwalkan pada tahun 2017. Suomi NPP menyediakan antara lain data suhu atmosfer, suhu permukaan laut, kelembaban, produktivitas biologis darat dan laut, serta sifat-sifat awan dan aerosol. Data tersebut terutama digunakan untuk kajian cuaca, atmosfer, perubahan iklim, serta lingkungan darat dan laut.

Sejak bulan Mei 2012, stasiun bumi penginderaan jauh LAPAN yang terletak di kota Parepare, Sulawesi Selatan, telah menerima data satelit S-NPP secara langsung atau  Direct Broadcast (DB).  Datanya tersimpan di komputer server akuisisi (Parepare, Sulawesi Selatan) dalam level rawdata.  Data tersebut kemudian dikirimkan ke data center yang terletak di Pekayon, Jakarta agar dapat segera diolah dan didistribusikan ke atau diakses oleh para pengguna.

Sistem pengolahan data penginderaan jauh satelit Suomi NPP menggunakan perangkat-perangkat keras yang terdiri dari: (1) seperangkat komputer server dengan spesifikasi memiliki prosesor 24 core masing-masing berkecepatan 2,4 GHz dan memori 64 GB; (2) sistem penyimpanan berkapasitas 15 TB; jaringan komunikasi yang terhubung dengan sistem akuisisi melalui Virtual Private Network (VPN) berkapasitas 20 MBPS; dan (3) jaringan komunikasi yang terhubung dengan komputer server Space Science and Engineering Center (SSEC) melalui internet untuk keperluan transfer data ancillary yang dibutuhkan dalam proses pengolahan berkapasitas 40 MBPS (shared dengan jaringan komunikasi perkantoran). Sistem operasi yang digunakan oleh komputer server pengolahan data penginderaan jauh satelit Suomi NPP adalah Linux CentOS versi 6.3 (http://www.centos.org).

Sistem pengolahan data penginderaan jauh satelit Suomi NPP menggunakan perangkat-perangkat lunak sebagai berikut: (1) Real-Time Software Telemetry Processing System (RT-STPS) versi 5.3 (http://directreadout.sci.gsfc.nasa.gov) untuk mengolah data dari level rawdata menjadi level Raw Data Record (RDR); (2) Community Satellite Processing Package(CSPP) Science Data Record (SDR) versi 1.5 (http://cimss.ssec.wisc.edu) untuk mengolah data dari level RDR menjadi level Sensor Data Record (SDR); dan (3) CSPP Environmental Data Record (EDR) versi 1.2 (http://cimss.ssec.wisc.edu)untuk mengolah data dari level SDR menjadi produk ketebalan optik aerosol.  Sistem operasi dan seluruh perangkat lunak yang diintegrasikan adalah open source sehingga dapat diimplementasikan pada komputer-komputer server lainnya di masa mendatang tanpa terkendala oleh lisensi.

Perangkat lunak integrasi pengolahan data dibuat oleh Pustekdata LAPAN dengan menggunakan bahasa pemograman bash shell.  Bahasa tersebut digunakan berdasarkan pertimbangan atas sifatnya yang merupakan bahasa pemograman yang paling komprehensif untuk digunakan di dalam lingkungan pemrograman berbasis sistem operasi Linux.  Selain itu, seluruh perangkat lunak yang diintegrasikan juga sebagian besar rutinnya dibuat dengan menggunakan bahasa pemograman bash shell.

Selain membangun dan mengembangkan berbagai modul pengolahan data Suomi NPP, Pustekdata LAPAN juga melakukan berbagai pengujian terhadap fungsi masing-masng modul untuk mengetahui kinerja dari sistem.  Hasil pengujian menunjukkan bahwa seluruh perangkat keras yang digunakan di dalam sistem pengolahan data penginderaan jauh satelit Suomi NPP telah memenuhi spesifikasi minimum. Spesifikasi tersebut dipersyaratkan di dalam masing-masing dokumen teknis instalasi sistem operasi dan perangkat-perangkat lunak yang akan diintegrasikan. Hasil pengukuran kinerja memperlihatkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk mengolah data satelit Suomi NPP dari level data mentah (raw data) hingga level Environmental Data Record (EDR) lebih cepat daripada selang waktu tercepat akuisisi dua data satelit Suomi NPP yang berurutan.  Dengan demikian sistem ini bersifat near real time. Pada Gambar 1 dapat dilihat contoh produk data S-NPP VIIRS untuk wilayah Indonesia.