MERAMALKAN CUACA ANTARIKSA

Peramalan terpadu meningkatkan kemampuan NASA untuk memprediksi arah dan dampak badai matahari.

GREENBELT , Setelah beberapa tahun terakhir ini relatif tenang, matahari kini mulai bergejolak lagi, melontarkan masa korona dan radiasi partikel berenergi tinggi ke antariksa. Sejak matahari bangkit dari“tidurnya“sekitar 20 bulan lalu, tim di Goddard Space Flight Center milik Badan Antariksa Amerika Serikat (NASA) di Greenbelt, Maryland, bertugas meneliti dan melacak aktivitas matahari. Kini mereka memperoleh bala bantuan untuk meramalkan cuaca antariksa dengan lebih akurat. Belum lama ini Laboratorium Cuaca Antariksa Goddard menerima bantuan dari program per ubahan peraturan Space Technology Program NASA untuk mengimplementasikan “peramalan terintegrasi“, sebuah teknik komputer yang telah digunakan para ahli meteorologi untuk melacak jalur potensial serta dampak badai dan peristiwa cuaca berbahaya lainnya.

Nantinya para peramal cuaca di Goddard tidak sekadar menganalisis serangkaian kondisi badai matahari, seperti apa yang mereka kerjakan selama ini, tapi dapat mempro duksi hingga 100 ramalan terkom puterisasi secara simultan, dengan menghitung berbagai kondisi yang mungkin terjadi atau menggunakan parameter yang biasa dipakai oleh para pakar ilmu matahari. Yang lebih penting lagi, mereka akan dapat melakukannya dengan cepat dan menggunakan informasi itu untuk memberi peringatan tentang badai cuaca antariksa yang berpotensi mengancam keselamatan para astronaut dan wahana antariksa NASA. 

“Peringatan cuaca antariksa memang telah tersedia saat ini, tapi kami ingin membuatnya lebih baik,“ kata Michael Hesse, Kepala Space Weather Laboratory Goddard yang juga ditunjuk sebagai Direktur Heliophysics Science Division. Dengan peramalan terintegrasi, NASA bisa mendistribusikan kapan efek badai matahari itu sampai ke bumi. “Ini akan meningkatkan realibilitas ramalan,“ katanya. Ini amat penting karena masyarakat kian membutuhkan ramalan cuaca antariksa. Sistem komunikasi, navi gasi, hingga pembangkit tenaga lis trik sangat rentan terhadap gejolak cuaca antariksa.“ Sistem peramalan terintegrasi ini diharapkan dapat selesai sepenuhnya dalam tiga tahun. Hesse mengatakan, sistem peramalan terintegrasi ini adalah yang pertama kali dilakukan. “Belum pernah ada yang melakukan peramalan cuaca antariksa secara terintegrasi,“ ujarnya.

Peramalan cuaca antariksa yang lebih akurat ini semakin penting sejak matahari mencapai masa solar minimum pada 2008, sebuah periode ketika jumlah bintik matahari berada pada angka terendah.
Periode ini menjadi pertanda bahwa matahari bangun dari tidurnya. Pada 4 Agustus lalu, misalnya, matahari melepas flare, letupan material berenergi tinggi mendekati kelas X di dekat bintik matahari yang menghadap ke bumi. Meski flare tak selalu menghasilkan lontaran massa korona (CME)--semacam gelembung raksasa partikel bermuatan yang dapat membawa hingga puluhan miliar ton materi dan berakselerasi hingga sekian juta mil per jam ketika terlempar dari atmosfer matahari--flare yang satu ini juga menghasilkan CME.

Lontaran massa korona itu menyusul dua CME sebelumnya, seluruhnya terjadi dalam kurun 48 jam dan bergabung menjadi satu menjadi ancaman yang besarnya tiga kali lipat. Saat itu penduduk bumi beruntung karena CME hanya menghasilkan badai geomagnetik tingkat menengah ketika partikel matahari terpancar ke arah kutub bumi serta bertubrukan dengan atom nitrogen dan oksigen di atmosfer. “Meski dampaknya kecil, itu adalah badai terkuat yang mengarah ke bumi dalam beberapa tahun terakhir,“ kata Antti Pulkkinen, salah satu kepala peramal di laboratorium Goddard. Meski demikian, badai matahari akan jauh lebih berbahaya di masa mendatang. Matahari kini memasuki tahap solar maksimum dalam siklus 11 tahunnya. Pada periode ini matahari akan menunjukkan aktivitas terbesarnya. Puncaknya diperkirakan terjadi pada 2013.

Selama periode ini, akan semakin banyak lontaran massa korona yang dilepaskan matahari. Beberapa di antaranya sangat kuat dan kerap diasosiasikan dengan flare kelas X dan M, serta dapat mempengaruhi setiap planet ataupun wahana antariksa yang ada di jalur lintasannya. Di masa lalu, badai matahari kerap mengacaukan jaringan listrik di bumi dan merusak instrumen satelit. Badai matahari juga berbahaya bagi astronaut jika mereka tidak diperingatkan untuk mengenakan pakaian pelindung. “Tak ada yang tahu pasti apa yang akan dilakukan matahari,“ kata Pulkkinen. “Bahkan kami tidak mengetahui apa yang bakal dilakukan matahari dalam sepekan. Jangankan setahun atau dua tahun mendatang. Apa yang kami tahu adalah matahari akan jauh lebih aktif.“

Sulitnya Memprediksi Matahari 

Dengan peningkatan aktivitas mata hari, seperti dua kejadian badai matahari pada pekan lalu, Michael Hesse, Antti Pulkkinen, dan Yihua Zheng, kepala peramal di Goddard, tak sabar meningkatkan kemampuan prediksi mereka. Kini mereka menjalin kerja sama dengan Space Radiation Analysis Group di Johnson Space Center NASA di Houston, yang bertanggung jawab memastikan paparan radiasi mematikan terhadap para astronaut NASA tetap di bawah level keselamatan. Mereka juga telah memperoleh dana untuk mengembangkan Sistem Peringatan untuk Peristiwa Proton Matahari.

“Peramalan terintegrasi ini memegang kunci untuk menyiapkan sistem peringatan dini yang lebih maju,“ kata Hesse. Sistem ramalan yang digunakan Hesse dan timnya saat ini memang sudah tak mumpuni. Saat ini laboratorium Goddard menjalankan salah satu model CME, dengan menghitung satu set parameter. Parameter itu berasal dari derivasi data realtime yang dikumpulkan oleh Solar Dynamics Observatory, Solar Terrestrial Relations Observatory, serta Solar and Heliospheric Observatory. “Tetapi, karena semua wahana itu menjalankan misi riset ilmiah, kami tak punya jaminan aliran data real-time yang kontinu,“ kata Zheng. Data yang ada juga tidak sempurna.


Belakangan ini kekurangsempurnaan data itu kian bertambah, sehingga prediksi yang dihasilkan tak sejalan dengan perubahan kondisi aktual. Bagi NASA, angkatan udara, dan organisasi lain yang menggunakan ramalan Goddard untuk memutuskan langkah yang diperlukan guna melindungi aset mereka di antariksa, ketidakpastian itu sangat merugikan. Peramalan terintegrasi ini dapat meminimalisasi kelemahan itu karena para peramal menyesuaikan dengan kondisi yang ada. “Menghasilkan parameter berbeda itu mudah, hanya sedikit memvariasikan semua parameter yang terlibat dalam menentukan karakter CME, seperti kecepatan, arah propagasi, dan sudutnya,“ kata Zheng. “Kami akan bisa mengkarakterisasi ketidakpastian dalam ramalan kami, yang sama pentingnya dengan ramalan itu sendiri.“


Tim itu kini telah memasang sistem komputer baru untuk menjalankan variasi kalkulasi tersebut. Mereka berharap perubahan ini dapat mengembangkan kemampuan untuk menghasilkan ramalan yang lebih spesial. “Kami mengakui adanya celah besar dalam kemampuan kami saat ini,“ kata Pulkkinen. “Kami tak ingin periode solar maksimum ini luput dari pengawasan kami dengan kemampuan yang ada sekarang. Kami berusaha mengerjakannya secepat mungkin, dan kami akan menjadi lembaga yang pertama memilikinya.“ 


| NASA | SPACE |