Sintilasi di Lapisan Ionosfer

Dyah R Martiningrum
Peneliti Ionosfer dan Telekomunikasi LAPAN

Gambar 1. Distribusi ketidakteraturan lapisan ionosfer dan gangguan penerimaan sinyal gelombang radio pada pita L (L-band), (Basu, 2002).

Berlalu sudah ramalan suku bangsa Maya bahwa dunia akan berakhir pada 21 Desember 2012. Pada kenyataannya kehidupan di atas dunia ini masih berjalan seperti biasa. Banyak skenario dikaitkan dengan ramalan tersebut, antara lain dikaitkan dengan badai matahari yang disebabkan oleh meningkatnya aktivitas matahari, dimana diprediksikan bahwa puncaknya akan terjadi pada tahun 2012. Hasil penelitian lebih lanjut oleh lembaga penelitian di Amerika Serikat, NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) dan NASA (National Aeronautics and Space Administration) mengoreksi bahwa puncak aktivitas matahari siklus ke 24 akan terjadi pada tahun 2013 (http://www.nasa.gov/topics/solarsystem/features/solarcycle24.html). Skenario berikutnya mengaitkan dengan adanya pergeseran kutub bumi. Ada juga skenario bahwa akan terjadi tabrakan antara bumi dengan planet Nibiru. Semua skenario tersebut akhirnya terbantahkan. Tulisan ini tidak akan melanjutkan pembahasan tentang ramalan kiamat suku Maya tersebut, tapi mengenai fenomena cuaca antariksa yang disebut dengan sintilasi (gangguan sinyal satelit) di lapisan ionosfer. Fenomena sintilasi sangat berkaitan dengan aktivitas matahari yang mempunyai siklus 11 tahunan. Oleh karena itu, ketika puncak aktivitas matahari siklus ke 24 terjadi maka itulah saat yang tepat untuk mendapatkan sebanyak mungkin informasi tentang fenomena sintilasi.
Ketika udara cerah pada malam hari, coba tengadahkan wajah ke langit. Akan tampak cahaya bintang berkelap-kelip akibat pergerakan dan perubahan kerapatan molekul-molekul di atmosfer bumi. Sama halnya dengan cahaya bintang, gelombang radio pada satelit akan mengalami perubahan kuat sinyal dengan cepat ketika melewati lapisan ionosfer. Perubahan kuat sinyal ini ditandai dengan perubahan amplitudo dan fase gelombang radio. Fenomena inilah yang dinamakan sintilasi. Sintilasi disebabkan oleh ketidakhomogenan kerapatan elektron, antara lain berupa ketidakstabilan plasma di lapisan F atau yang disebut spread F. Untuk daerah kutub, penyebab utama sintilasi adalah auroral particle precipitation yang terkait dengan substorm. Sedang untuk daerah ekuator, sintilasi dapat disebabkan oleh plasma bubble yaitu daerah berkerapatan elektron rendah di lapisan F. Seperti halnya substorm, plasma bubble juga dipengaruhi oleh cuaca antariksa sehingga ditemukan lebih banyak plasma bubble saat puncak aktivitas Matahari. Sintilasi yang dapat dialami oleh satelit GPS maupun satelit telekomunikasi juga dapat diindikasikan oleh total electron content (TEC).
Kajian tentang fenomena sintilasi ionosfer dalam cuaca antariksa sangat penting, terutama karena dampaknya pada sistem komunikasi satelit. Distorsi sinyal yang disebabkan oleh sintilasi akan menurunkan kemampuan sistem navigasi dan menyebabkan kesalahan sinyal yang diterima. Oleh karena sintilasi ionosfer berasal dari ketidakteraturan densitas elektron yang terdeteksi sebagai penghambur gelombang radio, maka penelitian tentang formasi dan evolusi dari ketidakteraturan densitas elektron sangat penting untuk memahami fenomena sintilasi.