Aurora Borealis dilihat oleh awak Ekspedisi 30 di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Urutan bidikan diambil pada 7 Februari 2012 dari 09:54:04 hingga 10:03:59 GMT, pada lintasan dari Samudra Pasifik Utara, sebelah barat Kanada, ke barat daya Illinois.
Penelitian baru dari para ilmuwan di Didirikan pada tahun 1958, National Aeronautics and Space Administration (NASA) adalah badan independen dari Pemerintah Federal Amerika Serikat yang menggantikan National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). Ini bertanggung jawab atas program luar angkasa sipil, serta penelitian aeronautika dan kedirgantaraan. Visinya adalah "Menemukan dan memperluas pengetahuan untuk kepentingan umat manusia." Nilai intinya adalah "keselamatan, integritas, kerja tim, keunggulan, dan inklusi." NASA melakukan penelitian, mengembangkan teknologi, dan meluncurkan misi untuk menjelajahi dan mempelajari Bumi, tata surya, dan alam semesta di luarnya. Ini juga bekerja untuk memajukan keadaan pengetahuan dalam berbagai bidang ilmiah, termasuk ilmu Bumi dan luar angkasa, ilmu planet, astrofisika, dan heliofisika, dan bekerja sama dengan perusahaan swasta dan mitra internasional untuk mencapai tujuannya.
Laboratorium Propulsi Jet NASA dan di University of New Brunswick mengamati ketidakteraturan di ionosfer , membandingkan turbulensi di wilayah aurora dengan di lintang yang lebih tinggi.
Saat Anda tidak tahu cara menuju ke tempat asing, Anda mungkin mengandalkan ponsel pintar atau perangkat lain dengan Sistem Pemosisian Global (GPS, atau Global Positioning System, adalah sistem navigasi berbasis satelit yang menyediakan informasi lokasi dan waktu di mana pun di atau dekat permukaan bumi. Ini terdiri dari jaringan satelit, stasiun kontrol darat, dan penerima GPS, yang terdapat di berbagai perangkat seperti ponsel cerdas, mobil, dan pesawat. GPS digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk navigasi, pemetaan, pelacakan, dan waktu, dan memiliki akurasi sekitar 3 meter (10 kaki) di sebagian besar kondisi.
GPS) modul untuk panduan. Anda mungkin tidak menyadarinya, terutama di dataran tinggi pada planet kita, sinyal yang berjalan antara satelit GPS dan perangkat Anda dapat terdistorsi di atmosfer bagian atas Bumi.
Para peneliti di Jet Propulsion Laboratory NASA, Pasadena, California, bekerja sama dengan University of New Brunswick di Kanada, sedang mempelajari ketidakteraturan di ionosfer, bagian atmosfer yang berpusat sekitar 217 mil (350 kilometer) di atas tanah yang menentukan batas antara Bumi dan ruang. Ionosfer adalah cangkang partikel bermuatan (elektron dan ion), yang disebut Plasma adalah salah satu dari empat keadaan dasar materi, bersama dengan padat, cair, dan gas. Ini adalah gas terionisasi yang terdiri dari ion positif dan elektron bebas. Ini pertama kali dijelaskan oleh ahli kimia Irving Langmuir pada 1920-an.
plasma, yang dihasilkan oleh radiasi matahari dan tumbukan partikel energik.
Studi baru, yang diterbitkan dalam jurnal Geophysical Research Letters, membandingkan turbulensi di wilayah aurora dengan lintang yang lebih tinggi, dan mendapatkan wawasan yang dapat berimplikasi pada mitigasi gangguan di ionosfer. Aurora adalah cahaya warna-warni yang spektakuler di langit yang terutama terjadi ketika partikel energik didorong dari magnetosfer, gelembung magnet pelindung yang mengelilingi Bumi, menabrak ionosfer di bawahnya. Zona aurora adalah pita sempit berbentuk oval di atas garis lintang tinggi di luar tudung kutub, yang merupakan wilayah di sekitar kutub magnet bumi. Studi ini berfokus pada atmosfer di atas Belahan Bumi Utara.
“Kami ingin menjelajahi plasma dekat Bumi dan mencari tahu seberapa besar penyimpangan plasma yang diperlukan untuk mengganggu sinyal navigasi yang disiarkan oleh GPS,” kata Esayas Shume. Shume adalah seorang peneliti di The Jet Propulsion Laboratory (JPL) adalah pusat penelitian dan pengembangan yang didanai federal yang didirikan pada tahun 1936. Dimiliki oleh NASA dan dikelola oleh California Institute of Technology (Caltech). Fungsi utama laboratorium adalah konstruksi dan pengoperasian pesawat ruang angkasa robot planet, meskipun juga melakukan misi orbit Bumi dan astronomi. Itu juga bertanggung jawab untuk mengoperasikan Deep Space Network NASA. JPL mengimplementasikan program-program dalam eksplorasi planet, ilmu bumi, astronomi berbasis ruang angkasa, dan pengembangan teknologi, sambil menerapkan kemampuannya pada masalah teknis dan ilmiah yang penting secara nasional.
JPL dan Institut Teknologi California di Pasadena, dan penulis utama studi ini.
Jika Anda memikirkan ionosfer sebagai cairan, ketidakteraturan terdiri dari daerah dengan kerapatan lebih rendah (gelembung) di sekitar daerah ionisasi dengan kerapatan tinggi, menciptakan efek gumpalan ionisasi yang semakin intens. “Buih” ini dapat mengganggu sinyal radio termasuk dari GPS dan pesawat terbang, terutama di garis lintang tinggi.
Ukuran ketidakteraturan dalam plasma memberi para peneliti petunjuk tentang penyebabnya, yang membantu memprediksi kapan dan di mana hal itu akan terjadi. Lebih banyak turbulensi berarti gangguan yang lebih besar pada sinyal radio.
“Salah satu temuan utama adalah bahwa ada berbagai jenis ketidakteraturan di zona aurora dibandingkan dengan tutup kutub,” kata Anthony Mannucci, pengawas kelompok penginderaan jauh ionosfer dan atmosfer di JPL. “Kami menemukan bahwa efek pada sinyal radio akan berbeda di dua lokasi ini.”
Para peneliti menemukan bahwa kelainan di atas tutup kutub Arktik memiliki skala yang lebih kecil – sekitar 0,62 hingga 5 mil (1 hingga 8 kilometer) – daripada di wilayah aurora, yang berdiameter 0,62 hingga 25 mil (1 hingga 40 kilometer).
Mengapa perbedaannya? Seperti yang dijelaskan Shume, tutup kutub terhubung ke partikel angin matahari dan medan listrik di ruang antarplanet. Di sisi lain, wilayah aurora terhubung dengan partikel energik di magnetosfer Bumi, di mana garis medan magnet mengelilingi Bumi. Ini adalah detail penting yang menjelaskan dinamika yang berbeda dari kedua wilayah.
Untuk melihat ketidakteraturan di ionosfer, peneliti menggunakan data dari satelit Badan Antariksa Kanada Cascade Smallsat dan Ionospheric Polar Explorer (CASSIOPE), yang diluncurkan pada September 2013. Satelit tersebut mencakup seluruh wilayah lintang tinggi, menjadikannya alat yang berguna untuk penjelajahan. ionosfer.
Data tersebut berasal dari salah satu instrumen di CASSIOPE yang mengamati sinyal GPS saat melewati ionosfer. Instrumen tersebut disusun oleh para peneliti di University of New Brunswick.
“Ini adalah pertama kalinya pencitraan semacam ini dilakukan dari luar angkasa,” kata Attila Komjathy, peneliti utama JPL dan rekan penulis studi tersebut. “Belum pernah ada yang mengamati skala dimensi ionosfer ini sebelumnya.”
Penelitian ini memiliki banyak aplikasi. Misalnya, pesawat yang terbang di atas Kutub Utara mengandalkan komunikasi yang solid dengan darat; jika mereka kehilangan sinyal ini, mereka mungkin diminta untuk mengubah jalur penerbangan mereka, kata Mannucci. Teleskop radio juga dapat mengalami distorsi dari ionosfer; memahami efek dapat menyebabkan pengukuran yang lebih akurat untuk astronomi.
“Ini menyebabkan banyak dampak ekonomi ketika ketidakberesan ini menyala dan membesar,” katanya.
Deep Space Network NASA, yang melacak dan berkomunikasi dengan pesawat ruang angkasa, dipengaruhi oleh ionosfer. Komjathy dan rekannya juga berupaya mengurangi dan mengoreksi distorsi ini untuk DSN. Mereka dapat menggunakan GPS untuk mengukur keterlambatan sinyal yang disebabkan oleh ionosfer dan kemudian menyampaikan informasi tersebut ke navigator pesawat ruang angkasa yang menggunakan data pelacakan DSN.
“Dengan memahami besarnya gangguan, navigator pesawat ruang angkasa dapat mengurangi distorsi dari ionosfer untuk mendapatkan lokasi pesawat ruang angkasa yang lebih ak
urat,” kata Mannucci.
Penulis lain dalam penelitian ini adalah Richard B. Langley dari Geodetic Research Laboratory, University of New Brunswick, Fredericton, New Brunswick, Kanada; dan Olga Verkhoglyadova dan Mark D. Butala dari JPL. Pendanaan penelitian berasal dari Direktorat Misi Sains NASA di Washington. JPL, sebuah divisi dari California Institute of Technology di Pasadena, mengelola Deep Space Network untuk NASA.
Publikasi : EB Shume, dkk., “Penyimpangan plasma skala menengah di ionosfer kutub yang disimpulkan dari okultasi radio GPS,” Geophysical Research Letters, 2015; DOI: 10.1002/2014GL062558
Gambar: NASA/JSC
