Lontaran massa koronal ini, yang ditangkap oleh Solar Dynamics Observatory milik NASA, meletus di Matahari pada tanggal 31 Agustus 2012, melaju dengan kecepatan lebih dari 900 mil per detik dan mengirimkan radiasi jauh ke luar angkasa. Medan magnet bumi melindunginya dari radiasi yang dihasilkan oleh peristiwa matahari seperti ini, sedangkan Mars tidak memiliki pelindung semacam itu. Kredit: NASA/SDO
Matahari akan berada pada puncak aktivitasnya tahun ini, memberikan kesempatan langka untuk mempelajari bagaimana badai matahari dan radiasi dapat mempengaruhi astronot masa depan di Planet Merah.
Dalam beberapa bulan ke depan, dua dari NASA'S Mars Pesawat ruang angkasa akan memiliki kesempatan yang belum pernah ada sebelumnya untuk mempelajari bagaimana jilatan api matahari – ledakan raksasa di permukaan Matahari – dapat mempengaruhi robot dan astronot masa depan di Planet Merah.
Hal ini karena Matahari sedang memasuki periode puncak aktivitas yang disebut solar maksimum, yang terjadi kira-kira setiap 11 tahun sekali. Selama periode maksimum matahari, Matahari sangat rentan menimbulkan amukan api dalam berbagai bentuk – termasuk jilatan api matahari dan lontaran massa koronal – yang meluncurkan radiasi jauh ke luar angkasa. Ketika rangkaian peristiwa matahari ini meletus, maka disebut badai matahari.
Pelajari bagaimana MAVEN NASA dan penjelajah Curiosity milik NASA akan mempelajari jilatan api matahari dan radiasi di Mars selama periode maksimum matahari – periode ketika Matahari berada pada aktivitas puncaknya. Kredit: NASA/JPL-Caltech/GSFC/SDO/MSSS/Universitas Colorado
Medan magnet bumi sebagian besar melindungi planet asal kita dari dampak badai ini. Namun Mars sudah lama kehilangan medan magnet globalnya, sehingga membuat Planet Merah lebih rentan terhadap partikel energik Matahari. Seberapa intens aktivitas matahari di Mars? Para peneliti berharap solar maksimum saat ini akan memberi mereka kesempatan untuk mengetahuinya. Sebelum mengirim manusia ke sana, badan antariksa perlu menentukan, antara lain, jenis perlindungan radiasi yang dibutuhkan astronot.
“Untuk manusia dan aset di permukaan Mars, kami tidak memiliki pegangan yang kuat tentang apa efek radiasi selama aktivitas matahari,” kata Shannon Curry dari Laboratorium Fisika Atmosfer dan Luar Angkasa Universitas Colorado Boulder. Curry adalah peneliti utama untuk pengorbit MAVEN (Mars Atmosfir dan Volatile EvolutioN) NASA, yang dikelola oleh Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland. “Saya sebenarnya ingin melihat ‘peristiwa besar’ di Mars tahun ini — peristiwa besar yang dapat kita pelajari untuk memahami radiasi matahari dengan lebih baik sebelum astronot berangkat ke Mars.”
Detektor Penilaian Radiasi pada Keingintahuan NASA ditunjukkan dalam gambar beranotasi dari Mastcam penjelajah. Ilmuwan RAD bersemangat menggunakan instrumen tersebut untuk mempelajari radiasi di permukaan Mars selama periode maksimum matahari. Kredit: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Mengukur Tinggi dan Rendah
MAVEN mengamati radiasi, partikel matahari, dan lainnya dari atas Mars. Atmosfer planet yang tipis dapat mempengaruhi intensitas partikel pada saat mereka mencapai permukaan, di mana penjelajah Curiosity milik NASA masuk. Data dari Curiosity’s Radiation Assessment Detector, atau RAD, telah membantu para ilmuwan memahami bagaimana radiasi memecah molekul berbasis karbon. di permukaan, sebuah proses yang dapat mempengaruhi apakah tanda-tanda kehidupan mikroba purba terpelihara di sana. Instrumen ini juga memberi NASA gambaran tentang seberapa besar perlindungan yang bisa diharapkan astronot dari radiasi jika menggunakan gua, tabung lava, atau permukaan tebing sebagai perlindungan.
Ketika peristiwa matahari terjadi, para ilmuwan melihat jumlah partikel matahari dan seberapa energiknya.
Konsep seniman ini menggambarkan pesawat luar angkasa Mars Atmosfer dan Volatile EvolutioN (MAVEN) milik NASA di dekat Mars. Kredit: NASA/GSFC
“Anda dapat memiliki satu juta partikel dengan energi rendah atau 10 partikel dengan energi sangat tinggi,” kata peneliti utama RAD, Don Hassler dari Boulder, Colorado, kantor Southwest Research Institute. “Meskipun instrumen MAVEN lebih sensitif terhadap instrumen berenergi rendah, RAD adalah satu-satunya instrumen yang mampu melihat instrumen berenergi tinggi yang berhasil melewati atmosfer ke permukaan, tempat para astronot berada.”
Ketika MAVEN mendeteksi jilatan api matahari yang besar, tim pengorbit memberi tahu tim Curiosity sehingga mereka dapat mengamati perubahan dalam data RAD. Kedua misi tersebut bahkan dapat menyusun rangkaian waktu yang mengukur perubahan hingga setengah detik saat partikel tiba di atmosfer Mars, berinteraksi dengannya, dan akhirnya mencapai permukaan.
Misi MAVEN juga memimpin sistem peringatan dini yang memungkinkan tim pesawat luar angkasa Mars lainnya mengetahui kapan tingkat radiasi mulai meningkat. Peringatan ini memungkinkan misi untuk mematikan instrumen yang rentan terhadap jilatan api matahari, yang dapat mengganggu komunikasi elektronik dan radio.
Air yang Hilang
Selain membantu menjaga keselamatan astronot dan pesawat ruang angkasa, mempelajari maksimum matahari juga dapat memberikan wawasan mengapa Mars berubah dari dunia yang hangat dan basah seperti Bumi miliaran tahun yang lalu menjadi gurun yang sangat dingin seperti sekarang ini.
Planet ini berada pada titik orbitnya yang paling dekat dengan Matahari, sehingga memanaskan atmosfer. Hal itu dapat menyebabkan badai debu yang mengepul menyelimuti permukaan. Terkadang badai bergabung menjadi global (lihat gambar di bawah).
Mars Sebelum dan Sesudah Badai Debu: Film berdampingan menunjukkan bagaimana badai debu global tahun 2018 menyelimuti Planet Merah, berkat kamera Mars Color Imager (MARCI) yang terpasang di Mars Reconnaissance Orbiter milik NASA. Badai debu global ini menyebabkan penjelajah Opportunity milik NASA kehilangan kontak dengan Bumi. Kredit: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Meskipun hanya ada sedikit air yang tersisa di Mars – sebagian besar berupa es di bawah permukaan dan di kutub – sebagian masih bersirkulasi sebagai uap di atmosfer. Para ilmuwan bertanya-tanya apakah badai debu global membantu mengeluarkan uap air ini, sehingga mengangkatnya jauh di atas bumi, tempat atmosfer terkelupas selama badai matahari. Salah satu teorinya adalah bahwa proses ini, yang berulang berkali-kali selama ribuan tahun, mungkin menjelaskan bagaimana Mars berubah dari memiliki danau dan sungai menjadi hampir tidak ada air saat ini.
Jika badai debu global terjadi bersamaan dengan badai matahari, hal ini akan memberikan peluang untuk menguji teori tersebut. Para ilmuwan sangat gembira karena periode maksimum matahari ini terjadi pada awal musim paling berdebu di Mars, namun mereka juga mengetahui bahwa badai debu global jarang terjadi.
Lebih Banyak Tentang Misi
Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, mengelola misi MAVEN. Lockheed Martin Space membangun pesawat ruang angkasa dan bertanggung jawab atas operasi misi. JPL menyediakan navigasi dan dukungan Deep Space Network. Laboratorium Fisika Atmosfer dan Luar Angkasa di Universitas Colorado Boulder bertanggung jawab untuk mengelola operasi sains serta penjangkauan dan komunikasi publik.
Curiosity dibangun oleh Jet Propulsion Laboratory NASA, yang dikelola oleh Caltech di Pasadena, California. JPL memimpin misi atas nama Direktorat Misi Sains NASA di Washington. Investigasi RAD didukung oleh Divisi Heliofisika NASA sebagai bagian dari Observatorium Sistem Heliofisika (HSO) NASA.
