Ilmuwan menemukan cara baru untuk melihat 'gelembung plasma' tak terlihat yang bersembunyi di atmosfer atas bumi
Ilmuwan di Cina telah mengembangkan cara baru untuk melihat “gelembung plasma” yang besar dan tidak terlihat bersembunyi di atmosfer atas Bumi. Gangguan alami dapat mengganggu perangkat lunak GPS dan mengganggu sinyal radio, tetapi sangat sulit untuk dilacak.
Gelembung, yang dikenal sebagai gelembung plasma khatulistiwa (EPB), ditemukan di ionosfer – daerah atmosfer lebih dari 30 mil (50 kilometer) di atas permukaan bumi, di mana sebagian besar gas telah terionisasi, atau dilucuti elektron, oleh radiasi matahari, mengubahnya menjadi lautan plasma.
Gelembung adalah rongga di dalam ionosfer, mirip dengan lubang di dalam blok keju Swiss, menurut Spaceweather.com. Mereka terbentuk tak lama setelah matahari terbenam, ketika kurangnya sinar matahari menyebabkan penghentian ionisasi yang tiba -tiba, tetapi mereka hanya tampak dekat dengan khatulistiwa magnetik planet ini, yang merupakan miring dari khatulistiwa geografis.
EPB dapat tumbuh menjadi 6 hingga 60 mil (10 hingga 100 km), menurut Earthsky.org. Tetapi karena rongga plasma tidak terlihat oleh mata telanjang, mereka terbukti sangat sulit untuk diukur dan secara akurat melacak secara real time.
Tetapi penting untuk mengetahui di mana mereka berada karena mereka dapat mengganggu perangkat lunak penentuan posisi GPS dan mengganggu sinyal radio yang terpental ionosfer pada jarak jauh, membuatnya berpotensi berbahaya dalam keadaan tertentu.
Dalam sebuah studi baru, diterbitkan 9 Mei di jurnal Cuaca luar angkasapara ilmuwan dari Pusat Sains Luar Angkasa Nasional Tiongkok dan Universitas Beijing mengembangkan cara baru untuk melihat EPB oleh memantau aliran udara. Lampu seperti Aurora yang berkilauan ini muncul ketika plasma di dalam ionosfer atas mendingin semalaman dan bergabung kembali menjadi gas, memancarkan energi dalam bentuk cahaya.
Tim menyadari bahwa EPB sedikit mengubah penampilan aliran udara yang terbentuk di atasnya. Para peneliti kemudian melatih program pembelajaran mesin, menggunakan fotografi aliran udara selama lebih dari 10 tahun yang ditangkap oleh imager all-sky di stasiun Qujing di Cina selatan, untuk mencari tanda-tanda deformasi aliran udara. Model terbaik mereka dapat secara akurat mendeteksi dan mengukur gelembung 88% dari waktu.
“Hasil tes memverifikasi bahwa pembelajaran mesin adalah metode yang sangat baik untuk secara otomatis mendeteksi dan mengekstraksi karakteristik EPB,” tulis para peneliti dalam penelitian ini.
Namun, keterbatasan utama dari metode ini adalah bahwa ia hanya berfungsi ketika ada aliran udara, yang tidak pernah dijamin dan menjadi jauh lebih jarang selama periode berkurangnya aktivitas matahari, yang dapat bertahan selama beberapa tahun sekaligus.
Menghindari bencana
Para peneliti berharap bahwa temuan mereka dapat membantu mencegah beberapa masalah di sekitar EPB.
Salah satu masalah potensial adalah bagaimana gelembung dapat mengganggu sinyal GPS dari satelit, berpotensi menyebabkan kesalahan dalam perangkat lunak lokasi. Pada tahun 2024, sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Navigasi satelitmengungkapkan bahwa perangkat lunak yang digunakan oleh pesawat terbang sangat rentan terhadap gangguan ini, yang dapat menyebabkan mereka terbang sedikit di luar jalur. Peluang tabrakan atau kecelakaan yang terjadi sebagai akibat dari ini minimal tetapi tidak dapat diabaikan, peneliti studi memperingatkan pada saat itu.
EPB juga dapat mengganggu sinyal radio dengan mengubah bagaimana mereka memantul dari ionosfer, yang dapat menjadi masalah dalam skenario darurat.
Pada tahun 2014, para peneliti dari American Geophysical Union menemukan bahwa gelembung besar pada tahun 2002 adalah sebagian bertanggung jawab atas operasi militer AS yang fatal di Afghanistan. Operator radio tidak dapat memperingatkan helikopter Chinook untuk tidak mencoba mendarat di puncak gunung yang dikendalikan musuh, yang mengarah ke pendaratan kendaraan di bawah tembakan musuh dan tiga tentara terbunuh dalam baku tembak berikutnya.
Temuan baru ini dapat digunakan untuk membuat sistem peringatan dini untuk dokter dan operator radio, memungkinkan mereka untuk memperhitungkan rongga yang mengganggu ke dalam model dan perkiraan mereka dan menghindari potensi skenario terburuk.
