Mengapa badai geomagnetik matahari menghancurkan satelit seperti SpaceX Starlink

Matahari telah berhibernasi – tetapi ia bangun, dan beberapa tahun ke depan mungkin akan melihat lebih banyak satelit yang rusak atau hancur oleh badai matahari daripada sebelumnya.

SpaceX milik Elon Musk merasakan sejumput ancaman matahari minggu ini: Perusahaan memperkirakan akan kehilangan hampir peluncuran penuh satelit internet Starlink setelah badai geomagnetik mengganggu atmosfer Bumi dan mengirim sekitar 40 pesawat ruang angkasa ke kematian awal yang berapi-api.

Tetapi badai ini tidak jarang, pakar cuaca luar angkasa menjelaskan kepada CNBC, dan diperkirakan hanya akan memburuk selama beberapa tahun ke depan. Matahari memulai siklus matahari 11 tahun baru pada bulan Desember 2019 dan sekarang meningkat ke "maksimum matahari" yang diperkirakan akan terjadi pada tahun 2025.

“Alasan mengapa [badai matahari] tidak menjadi masalah besar adalah karena, selama tiga hingga empat tahun terakhir, kami telah berada pada apa yang kami sebut 'solar minimum,'” ilmuwan peneliti Aerospace Corp Tamitha Skov mengatakan kepada CNBC.

Khususnya, solar minimum baru-baru ini bertepatan dengan lonjakan besar jumlah satelit di orbit rendah Bumi. Sekitar 4,000 satelit kecil telah diluncurkan dalam empat tahun terakhir, menurut analisis oleh Bryce Tech – dengan sebagian besar beroperasi di orbit rendah.

“Banyak dari usaha komersial ini … tidak mengerti seberapa signifikan cuaca antariksa dapat mempengaruhi satelit, terutama satelit kecil ini,” kata Skov.

Badai geomagnetik berasal dari angin matahari yang dihasilkan oleh aktivitas matahari. Perisai magnet bumi membuang energi badai matahari ke atmosfer atas planet kita dan memanaskannya.

“Kebanyakan orang sangat menikmatinya, dan mereka bahkan tidak menyadarinya – karena yang mereka nikmati adalah aurora,” kata Skov.

Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional mengukur badai geomagnetik pada skala keparahan yang meningkat dari G1 hingga G5. Badai yang menghancurkan satelit Starlink minggu lalu diperkirakan merupakan badai G1, yang dijelaskan oleh Erika Palmerio – seorang ilmuwan peneliti di Predictive Science – bersifat minor dan “cukup umum”, terjadi sebanyak 1,700 kali dalam siklus matahari 11 tahun. .

“G5 adalah badai ekstrem dan yang seperti itu jauh lebih langka. Kami menemukan sekitar empat dari mereka per siklus, ”kata Palmerio.

Palmerio menekankan bahwa badai G5 adalah ancaman bagi hal-hal seperti jaringan listrik atau operasi pesawat ruang angkasa, tetapi bukan manusia.

“Tidak ada risiko bagi manusia di darat dengan badai ini,” kata Palmerio.

Efek samping dari lonjakan kepadatan atmosfer adalah peningkatan hambatan pada satelit di orbit rendah Bumi, yang dapat mengurangi orbit pesawat ruang angkasa - atau, dalam kasus satelit Starlink, menyebabkan mereka masuk kembali dan terbakar.

Peningkatan radiasi badai geomagnetik juga dapat merusak pesawat ruang angkasa, kata Palmerio, yang membakar instrumen atau detektor di dalamnya.

Skov menekankan bahwa satelit Starlink "sangat kecil" tetapi memiliki panel surya besar untuk daya, yang pada dasarnya memberikan setiap pesawat ruang angkasa parasut "besar".

“Itu semacam resep untuk bencana ketika harus menyeret,” kata Skov. “Beberapa dari kami di komunitas cuaca luar angkasa telah berbicara tentang satelit Starlink yang jatuh dari langit selama bertahun-tahun – karena kami tahu itu hanya masalah waktu segera setelah matahari kita mulai aktif kembali.”

Selain itu, atmosfer Bumi yang "berspons" berarti tidak ada ketinggian minimum tertentu di orbit yang aman, menurut Skov. Satelit Starlink yang baru saja dihancurkan berada di ketinggian 210 kilometer yang baru saja diluncurkan. Itu jauh di bawah ketinggian 550 kilometer di mana sisa satelit jaringan diangkat, tetapi Skov mengatakan "potensi drag" masih ada di orbit operasional Starlink.

Skov dan Palmerio menekankan bahwa kehancuran akibat badai geomagnetik terjadi lebih sering daripada yang diperkirakan, memberikan contoh dari peristiwa sejarah matahari.

“Pada tahun 1967, NORAD [Komando Pertahanan Dirgantara Amerika Utara] kehilangan koneksi ke setengah katalog satelitnya karena badai matahari,” kata Skov – sebuah peristiwa yang hampir menyebabkan perang nuklir.

Badai pada tahun 1989 menghancurkan jaringan listrik di Quebec, Kanada, menghentikan perdagangan di Bursa Efek Toronto, menyebabkan sensor pada Space Shuttle Discovery tidak berfungsi dalam penerbangan, dan dianggap sebagai penyebab satelit Solar Maximum Mission jatuh dari orbit.

"Saya hanya menggaruk permukaan," kata Skov, menambahkan bahwa itu juga mempengaruhi sistem GPS dan telepon satelit "sepanjang waktu."

Apa yang disebut "Badai Halloween tahun 2003" menyebabkan beberapa badai geomagnetik paling kuat yang tercatat hingga saat ini, dengan Palmerio mengatakan peningkatan radiasi menyebabkan penghancuran instrumen ilmiah di ruang angkasa mulai dari orbit Bumi hingga permukaan Mars.

Perbedaan utama dalam siklus matahari saat ini, dibandingkan dengan sebelumnya yang mencapai puncaknya pada April 2014, adalah ribuan satelit di orbit rendah Bumi.

“Ini adalah alam liar, barat yang liar,” kata Skov.