Mengapa pesawat ruang angkasa yang menatap matahari mendapatkan penglihatan berawan?

Bintang tuan rumah Bumi bisa sangat murung, memaksa para astronom untuk meluncurkan satelit dan misi penyelidikan untuk mengamati dari dekat suar besar matahari. Tetapi instrumen yang diarahkan ke matahari cenderung memiliki penglihatan yang kabur, akibat dari lapisan misterius yang membingungkan para ilmuwan selama bertahun-tahun.

Instrumen Onboard NASA Observatorium Dinamika Matahari (SDO), yang telah memantau Matahari sejak 2010, terdegradasi sebesar 40% dalam waktu lima tahun setelah peluncurannya. Hari ini, sekelompok ilmuwan akhirnya dapat menunjukkan alasan di balik tampilan kabur pesawat ruang angkasa: air.

kata Robert Berg, seorang peneliti di Institut Standar dan Teknologi Nasional AS (NIST) dan salah satu penulis di balik penelitian baru tersebut. Stadi Diposting di HeliofisikaDan Dalam email ke Gizmodo. Studi sebelumnya, tambahnya, “menggambarkan oksidasi sebagai salah satu dari beberapa kemungkinan penyebab, tetapi air belum disarankan sebagai zat pengoksidasi.”

Untuk menguraikan kode, para ilmuwan di belakang studi baru menggunakan akselerator partikel seukuran ruangan untuk mereplikasi kondisi yang ditimbulkan oleh cuaca luar angkasa. Mereka menemukan bahwa atom oksigen dari molekul air bergabung dengan aluminium dari instrumen pesawat ruang angkasa untuk menghasilkan lapisan oksida aluminium yang kabur yang menghalangi sinar matahari.

Dalam penelitian baru yang diterbitkan Kamis, para ilmuwan dari National Institute of Standards and Technology (NIST) dan Laboratory for Atmospheric and Space Physics di University of Colorado Boulder merinci temuan baru yang penting ini. “Kami tidak dapat memaparkan radiasi selama bertahun-tahun, tetapi dikombinasikan dengan model pertumbuhan oksida, kami menunjukkan dengan sangat meyakinkan bahwa uap air yang dikombinasikan dengan sinar ultraviolet dapat menyebabkan kerugian yang teramati,” kata Charles Tarrio, fisikawan dari NIST.(NIST) dan penulis utama studi baru tersebut, menjelaskan dalam email.

G/O Media dapat memperoleh komisi

Diskon hingga 75%.

Penjualan tahunan Lenovo

Hemat di laptop, desktop, dan lainnya
Jika Anda telah memperbarui ruang hidup, lemari pakaian, dan area lain dalam hidup Anda, inilah saatnya untuk beralih dan mendapatkan beberapa teknologi baru juga. Dan waktu apa yang lebih baik untuk mendapatkan laptop atau komputer desktop baru selain selama obral tahunan Lenovo? Sekarang hingga 16 Maret, Anda dapat menghemat hingga 75% diskon komputer dan elektronik di pengecer. Kami telah memilih beberapa pilihan kami di bawah ini.

Pesawat ruang angkasa pengamat matahari menggunakan filter aluminium — masing-masing lebih kecil dari perangko dan lebih tipis dari rambut manusia — untuk mengumpulkan sinar ultraviolet yang ekstrem, panjang gelombang cahaya yang dipancarkan matahari yang terlalu pendek untuk dilihat mata manusia. Meskipun EUV merupakan bagian kecil dari jumlah total cahaya yang dipancarkan Matahari, ia memainkan peran penting dalam memberi tahu para ilmuwan saat sebuah bintang akan runtuh.

Matahari terkadang melepaskan semburan energi yang dikenal sebagai Ejeksi massa koronal–Ledakan besar partikel bermuatan yang memanjang dari matahari seperti cambuk panas. Peristiwa ini dapat memengaruhi kita di Bumi, menciptakan badai geomagnetik yang menyebabkan gangguan pada jaringan listrik dan sistem navigasi.

Dengan mengamati matahari menggunakan probe matahari dan satelit, para ilmuwan dapat menangani jadwal ledakannya dengan lebih baik. Sayangnya, pesawat ruang angkasa yang menghadap matahari cenderung kehilangan kemampuan menangkap sinar ultraviolet dalam beberapa tahun setelah memasuki layanan. Filter pesawat ruang angkasa biasanya mentransmisikan sekitar 50% cahaya EUV melalui detektornya pada awal misinya, turun menjadi 25% dalam satu tahun dan 10% dalam lima tahun, menurut sarang. Para peneliti mendasarkan ini pada studi mereka tentang SDO, tetapi mengatakan pesawat ruang angkasa lain mengalami nasib yang sama.

Contoh lain dari degradasi pesawat ruang angkasa termasuk instrumen LYRA di atas satelit PROBA2 Eropa, instrumen SOLSPEC di atas muatan SOLAR Stasiun Luar Angkasa Internasional, yang digunakan untuk mengukur energi matahari, dan teleskop Solar Diameter Imager dan Surface Mapper di atas pesawat ruang angkasa PICARD, menurut Berg.

Selama bertahun-tahun, para ilmuwan mengira filter tersebut mengembangkan lapisan karbon, akibat kontaminasi pada pesawat ruang angkasa. Tetapi kelompok ilmuwan yang sama berada di belakang penelitian baru tersebut Teori ini dibantah pada tahun 2021 Sebelum kembali ke papan gambar. “Hal lain yang menunjukkan oksidasi adalah bahwa instrumen pesawat ruang angkasa telah dibuat menjadi lebih bersih dan lebih bersih selama beberapa dekade terakhir, dengan tujuan menghilangkan sumber molekul organik yang menyebabkan pengendapan karbon,” kata Tarrio. Namun, banyak alat masih menunjukkan degradasi yang signifikan. Ini mengurangi pertumbuhan karbon.”

Menggunakan akselerator partikel untuk menghasilkan cahaya EUV, para peneliti mengalihkan cahaya itu ke filter pesawat ruang angkasa menggunakan cermin sambil juga memaparkannya ke uap air. Setelah 20 hari, filter telah mengembangkan lapisan aluminium oksida. Lapisan tersebut tidak cukup tebal untuk menghalangi kemampuan filter menangkap cahaya EUV, tetapi kemungkinan akan menjadi lebih tebal dalam jangka waktu yang lebih lama. Para ilmuwan juga telah menciptakan model teoretis yang konsisten dengan apa yang terjadi pada pesawat luar angkasa di kehidupan nyata.

Jadi bagaimana lapisan oksida terbentuk? Para ilmuwan percaya bahwa air dari selimut termal pesawat ruang angkasa, yang digunakan untuk mengontrol suhu pesawat ruang angkasa, bereaksi dengan aluminium dalam filter untuk menghasilkan lapisan anodisasi yang mencegah cahaya melewati detektor.

Penelitian baru dapat membantu merancang pesawat ruang angkasa yang lebih baik yang melihat ke arah matahari di masa depan untuk membantu mencegah kerusakannya yang cepat. Satu hal yang disarankan para peneliti adalah menambahkan lapisan karbon untuk menghentikan pergerakan ion aluminium, serta tabung yang mencegah masuknya uap air.

lagi: Sebuah pesawat ruang angkasa yang mengorbit matahari mengambil gambar luar biasa dari lontaran massa koronal