Perbaikan bug fisika luar angkasa membaik

Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:

fakta diverifikasi

sumber terpercaya

membenarkan

OKE! Sabuk radiasi Van Allen adalah analog alami dari sabuk radiasi buatan manusia yang mungkin terjadi setelah ledakan nuklir di ketinggian. Dalam gambar ini, garis merah yang mengelilingi Bumi adalah sabuk buatan dengan intensitas tinggi, dan area kuning adalah sabuk alami; LEO/MEO/GEO mengacu pada Orbit Bumi Rendah, Orbit Bumi Sedang, dan Orbit Bumi Geostasioner. Kredit: Laboratorium Nasional Los Alamos

× tutup

Sabuk radiasi Van Allen adalah analog alami dari sabuk radiasi buatan manusia yang mungkin terjadi setelah ledakan nuklir di ketinggian. Dalam gambar ini, garis merah yang mengelilingi Bumi adalah sabuk buatan dengan intensitas tinggi, dan area kuning adalah sabuk alami; LEO/MEO/GEO mengacu pada Orbit Bumi Rendah, Orbit Bumi Sedang, dan Orbit Bumi Geostasioner. Kredit: Laboratorium Nasional Los Alamos

Memperbaiki kesalahan 50 tahun dalam matematika yang digunakan untuk memahami bagaimana gelombang elektromagnetik menghamburkan elektron yang terperangkap di medan magnet bumi akan menghasilkan perlindungan teknologi yang lebih baik di luar angkasa.

“Penemuan kesalahan ini akan membantu para ilmuwan meningkatkan model sabuk radiasi buatan yang dihasilkan oleh ledakan nuklir di ketinggian dan bagaimana peristiwa semacam itu akan berdampak pada teknologi luar angkasa kita,” kata Greg Cunningham, ilmuwan luar angkasa di Laboratorium Nasional Los Alamos. “Hal ini memungkinkan kita untuk memprediksi dengan lebih baik ancaman apa yang mungkin terjadi dan efektivitas strategi remediasi sabuk radiasi.”

Model heliofisika adalah alat penting yang digunakan peneliti untuk memahami fenomena di sekitar Bumi, seperti bagaimana elektron dapat terperangkap di lingkungan dekat ruang angkasa dan merusak perangkat elektronik pada peralatan luar angkasa, atau bagaimana medan magnet bumi melindungi kita dari sinar kosmik dan partikel sinar matahari. angin.

Cunningham secara khusus tertarik untuk mempelajari sabuk radiasi Van Allen karena sabuk tersebut memberikan analogi alami untuk sabuk radiasi buatan manusia yang mungkin terjadi setelah ledakan nuklir di ketinggian.

“Dalam sabuk radiasi buatan, elektron yang dihasilkan oleh ledakan nuklir dapat terperangkap di medan magnet bumi dengan cara yang sama seperti sabuk radiasi yang terjadi secara alami,” kata Cunningham. “Jika elektron-elektron ini terperangkap di sabuk radiasi bagian dalam selama bertahun-tahun, mereka dapat menghancurkan satelit yang ada dan membuat satelit baru tidak mungkin dipasang.”

Para peneliti di komunitas heliofisika telah lama menggunakan teori kuasi-linear yang menjelaskan turbulensi plasma untuk memahami hamburan partikel. Model simulasi berbasis teori memainkan peran penting dalam memahami cara melindungi teknologi luar angkasa.

Namun melalui penelitiannya, Cunningham mencoba memulihkan dokumen berdasarkan teori kuasi-linear dan menemukan kesalahan dalam persamaan jangka panjang yang digunakan di komunitas fisika luar angkasa.

“Untuk jenis model tertentu, kesalahan tersebut benar-benar dapat mempengaruhi jawaban yang Anda peroleh; Anda bisa mendapatkan perbedaan urutan besarnya jumlah varians,” kata Cunningham. “Sekarang para ilmuwan yang telah menulis makalah selama 20 atau 30 tahun terakhir dapat melihat kembali dan melihat apakah hal tersebut mempengaruhi pekerjaan mereka.”

“Kesalahan ini tidak diketahui begitu lama hanya karena komunitas peneliti tidak berpikir bahwa penulis asli, yang merupakan peneliti terkenal di bidangnya, bisa melakukan kesalahan tersebut,” tambahnya.

Makalah Cunningham yang merinci kesalahan tersebut baru-baru ini diterbitkan dalam Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Informasi lebih lanjut:
Gregory S. Cunningham, Mengatasi beberapa permasalahan dalam penerapan teori kuasi-linier pada perhitungan koefisien difusi dalam heliofisika, Jurnal Penelitian Geofisika: Fisika Luar Angkasa (2023). DOI: 10.1029/2023JA031703