Ramalan Cuaca Luar Angkasa: Peneliti Melacak Angin Matahari dari Matahari ke Lingkungan Dekat Bumi

Para peneliti, untuk pertama kalinya, melacak evolusi angin surya dari awal mula di Matahari hingga dampaknya pada lingkungan antariksa dekat Bumi dan juga telah menunjukkan bagaimana peristiwa cuaca antariksa dapat diprediksi 2 hingga 2.5 hari sebelumnya. Studi ini merupakan hal baru dalam menghubungkan perambatan angin surya dan dampaknya pada lingkungan dekat Bumi dari berbagai sudut pandang di antariksa. Hal ini menunjukkan bahwa satelit yang ditempatkan di tempat yang tepat di antariksa dapat digunakan untuk memantau perambatan angin surya ke arah Bumi yang dapat meningkatkan prakiraan cuaca antariksa secara signifikan. Selain itu, “Misi Vigil” yang direncanakan oleh Badan Antariksa Eropa (ESA) juga bertujuan untuk mengawasi angin surya guna memberikan peringatan dini tentang datangnya badai surya dari titik Lagrange Kelima (L5) pada jarak terdekat 150 juta km dari Matahari. Saat ini dalam tahap pengembangan, misi ini akan menyediakan aliran data hampir waktu nyata untuk layanan cuaca antariksa setelah diluncurkan pada tahun 2031.

Prakiraan cuaca (misalnya, kecepatan angin, curah hujan, suhu, sinar matahari, dll.) di suatu tempat penting bagi kita karena beberapa alasan yang berkaitan dengan kehidupan kita sehari-hari termasuk pertanian, transportasi, rekreasi dan hiburan, dll. Prakiraan cuaca yang akurat membantu perekonomian dan membuat hidup kita mudah dan nyaman, tetapi yang lebih penting, ini memberi kita waktu untuk memobilisasi sumber daya untuk mengambil tindakan pencegahan yang diperlukan guna melindungi dari kerusakan pada jiwa dan harta benda akibat peristiwa cuaca buruk seperti banjir, siklon, gelombang panas, hujan lebat, dll.

Cuaca di Bumi memengaruhi kita, begitu pula "cuaca di luar angkasa". Karena planet Bumi tempat tinggal kita adalah bagian dari sistem bintang yang terdiri dari bintang biasa yang disebut Matahari (yang pada gilirannya, merupakan bagian kecil dari galaksi yang sangat tidak penting di Alam Semesta yang disebut Bima Sakti), kehidupan dan peradaban kita di Bumi dipengaruhi oleh kondisi di luar angkasa, khususnya kejadian cuaca di lingkungan sekitar kita di tata surya. Setiap perubahan cuaca yang drastis dan merugikan di luar angkasa menimbulkan ancaman bagi bentuk kehidupan biologis dan infrastruktur teknologi berbasis listrik dan elektronik di Bumi dan di luar angkasa. Sistem elektronik dan komputer, jaringan listrik, jaringan pipa minyak dan gas, telekomunikasi, komunikasi radio termasuk jaringan telepon seluler, GPS, misi dan program luar angkasa, komunikasi satelit, internet, dll. – semua ini berpotensi terganggu dan terhenti karena gangguan parah pada cuaca luar angkasa. Astronot dan fasilitas berbasis luar angkasa seperti pesawat ruang angkasa sangat berisiko. Ada beberapa contoh seperti ini di masa lalu, misalnya, 'Pemadaman Listrik Quebec' Maret 1989 di Kanada yang disebabkan oleh semburan matahari besar telah merusak jaringan listrik dengan parah. Beberapa satelit juga mengalami kerusakan. Oleh karena itu, diperlukan sistem untuk meramalkan cuaca luar angkasa, seperti halnya sistem yang kita miliki untuk meramalkan cuaca di Bumi.

Sebagai permulaan, pemain utama dalam fenomena cuaca di Bumi adalah arus "angin" yang terdiri dari molekul gas di atmosfer Bumi. Dalam kasus cuaca di luar angkasa, itu adalah "angin matahari" yang terdiri dari aliran partikel terionisasi berenergi tinggi seperti elektron, partikel alfa, dll. (yaitu plasma) yang berasal dari lapisan koronal atmosfer Matahari yang sangat panas ke segala arah di heliosfer termasuk ke arah Bumi.

Oleh karena itu, peramalan cuaca antariksa melibatkan peramalan kondisi angin surya berdasarkan pemahaman terkini tentang pembentukan, intensitas, dan pergerakannya di antariksa. Kita tahu, lontaran massa yang tiba-tiba dari lapisan koronal Matahari (yaitu Coronal Mass Ejections atau CME) dikaitkan dengan kondisi angin surya yang intens atau badai surya. Jadi, pengamatan CME atau medan magnet fotosfer dapat memberikan gambaran tentang badai angin surya yang menghalangi, tetapi sistem reguler untuk meramalkan cuaca antariksa memerlukan penggabungan model dengan pengamatan angin surya untuk menemukan perkiraan realitas (yaitu asimilasi data). Hal ini, pada gilirannya, memerlukan pelacakan evolusi angin surya secara teratur dari awal di Matahari hingga dampaknya pada lingkungan antariksa dekat Bumi.

Seperti yang dilaporkan pada 09 September 2024, para peneliti dari VSSC, ISRO, untuk pertama kalinya, melacak evolusi angin surya dari awal mulanya di Matahari hingga dampaknya pada lingkungan antariksa dekat Bumi. Menggunakan data dari sinyal radio TTC (Telemetry, Tracking and Command) dari Mars Orbiter Mission (MOM) ISRO dari tahun 2015 dan jaringan InSWIM (Jaringan Pemantauan Dampak Cuaca Antariksa India), mereka memetakan asal, percepatan, dan perambatan aliran angin surya berkecepatan tinggi (HSS) dan mengamati dampaknya pada ionosfer Bumi di lintang rendah. telah menunjukkan bagaimana peristiwa cuaca antariksa dapat diprediksi 2 hingga 2.5 hari sebelumnya. Studi ini merupakan hal baru dalam menghubungkan perambatan angin surya dan dampaknya pada lingkungan dekat Bumi dari berbagai sudut pandang di antariksa. Hal ini menunjukkan bahwa satelit yang ditempatkan di tempat yang tepat di luar angkasa dapat digunakan untuk memantau perambatan angin matahari menuju bumi yang secara signifikan dapat meningkatkan perkiraan cuaca luar angkasa.

“Misi Vigil” yang direncanakan oleh Badan Antariksa Eropa (ESA) juga bertujuan untuk mengawasi angin matahari guna memberikan peringatan dini akan datangnya badai matahari dari titik Lagrange Kelima (L5) pada jarak terdekat 150 juta km dari Matahari. Saat ini dalam tahap pengembangan, misi ini akan menyediakan aliran data hampir waktu nyata untuk layanan cuaca antariksa setelah peluncurannya pada tahun 2031.

***

Referensi:

Dokter Jain, et al 2024. Dampak aliran Angin Matahari Berkecepatan Tinggi terhadap sistem Ionosfer lintang rendah – Sebuah Studi yang menggabungkan pengamatan MOM dan InSWIM India. Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society, stae2091. Diterbitkan: 09 September 2024. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae2091

Turner H., 2024. Peningkatan prakiraan dari asimilasi data angin surya. Tesis Ph.D. Universitas Reading. 21 Mei 2024. DOI: https://doi.org/10.48683/1926.00116526 Tersedia di https://centaur.reading.ac.uk/116526/1/Turner_thesis.pdf

ESA. Keamanan luar angkasa – Misi Vigil. Tersedia di https://www.esa.int/Space_Safety/Vigil

Eastwood JP, 2024. The Vigil Magnetometer for Operational Space Weather Services From the Sun-Earth L5 Point. Cuaca antariksa. Pertama kali diterbitkan: 05 Juni 2024. DOI: https://doi.org/10.1029/2024SW003867

***

Terkait artikel