Merencanakan perjalanan ke Mars? Ambil banyak perisai. Menurut sensor pada pesawat ruang angkasa ACE (Advanced Composition Explorer) NASA, sinar kosmik galaksi baru saja mencapai ketinggian ruang-usia.
"Pada tahun 2009, intensitas sinar kosmik telah meningkat 19% melampaui apa pun yang telah kita lihat dalam 50 tahun terakhir," kata Richard Mewaldt dari Caltech. "Peningkatan ini signifikan, dan itu bisa berarti kita perlu memikirkan kembali berapa banyak yang dibawa astronot perisai radiasi pada mereka dalam misi luar angkasa."
Penyebab lonjakan adalah minimum matahari, ketenangan dalam aktivitas matahari yang dimulai sekitar 2007 dan berlanjut hari ini. Para peneliti telah lama mengetahui bahwa sinar kosmik naik ketika aktivitas matahari turun. Saat ini aktivitas matahari sama lemahnya dengan di zaman modern, mengatur panggung untuk apa yang disebut Mewaldt "badai sempurna sinar kosmik."
"Kami mengalami minimum matahari terdalam dalam hampir seabad," kata Dean Pesnell dari Pusat Penerbangan Antariksa Goddard, "jadi tidak mengherankan bahwa sinar kosmik berada pada level rekor untuk Zaman Antariksa."
Sinar kosmik galaksi berasal dari luar tata surya. Mereka adalah partikel subatomik - terutama proton tetapi juga beberapa nukleus berat - yang dipercepat hingga mendekati kecepatan cahaya oleh ledakan supernova yang jauh. Sinar kosmik menyebabkan "hujan udara" partikel-partikel sekunder ketika mereka menghantam atmosfer Bumi. Mereka menimbulkan bahaya kesehatan bagi para astronot. Dan satu sinar kosmik dapat menonaktifkan satelit jika menyentuh sirkuit terintegrasi yang sial.
Medan magnet matahari adalah garis pertahanan pertama kita terhadap partikel bermuatan tinggi dan energetik ini. Seluruh tata surya dari Merkurius ke Pluto dan sekitarnya dikelilingi oleh gelembung magnet matahari yang disebut "heliosphere." Ini muncul dari dinamo magnetik matahari bagian dalam dan meningkat menjadi proporsi raksasa oleh angin matahari. Ketika sinar kosmik mencoba memasuki tata surya, ia harus bertarung melalui lapisan luar heliosphere; dan jika berhasil masuk, ada setumpukan medan magnet yang menunggu untuk menyebar dan membelokkan pengganggu.
"Pada saat aktivitas matahari rendah, perisai alami ini melemah, dan lebih banyak sinar kosmik dapat mencapai tata surya bagian dalam," jelas Pesnell.
Mewaldt mencantumkan tiga aspek dari minimum matahari saat ini yang bergabung untuk menciptakan badai sempurna:
(1) Medan magnet matahari lemah. "Telah ada penurunan tajam dalam bidang magnet antarplanetri matahari (IMF) menjadi hanya 4 nanoTesla (nT) dari nilai khas 6 hingga 8 nT," katanya. "IMF dengan rekor terendah ini tidak diragukan lagi berkontribusi pada fluks sinar kosmik rekor tinggi."
(2) Angin matahari sedang lesu. "Pengukuran oleh pesawat ruang angkasa Ulysses menunjukkan bahwa tekanan angin matahari mencapai 50 tahun," lanjutnya, "jadi gelembung magnet yang melindungi tata surya tidak meningkat seperti biasanya." Gelembung yang lebih kecil memberi sinar kosmik tembakan lebih pendek ke tata surya. Begitu sinar kosmik memasuki tata surya, ia harus "berenang ke hulu" melawan angin matahari. Kecepatan angin matahari telah turun ke tingkat yang sangat rendah pada tahun 2008 dan 2009, membuatnya lebih mudah dari biasanya untuk sinar kosmik untuk melanjutkan.
(3) Lembar saat ini mendatar. Bayangkan matahari memakai rok balerina selebar seluruh tata surya dengan arus listrik yang mengalir di sepanjang lipatan bergelombang. Itu adalah "heliospheric sheet saat ini," zona transisi yang luas di mana polaritas medan magnet matahari berubah dari plus (utara) ke minus (selatan). Lembar saat ini penting karena sinar kosmik cenderung dipandu oleh lipatannya. Akhir-akhir ini, lembaran saat ini telah meratakan dirinya sendiri, memungkinkan sinar kosmik akses lebih langsung ke tata surya bagian dalam.
"Jika perataan berlanjut seperti pada minima surya sebelumnya, kita bisa melihat fluks sinar kosmik melonjak hingga 30% di atas tertinggi Zaman Antariksa sebelumnya," prediksi Mewaldt.
Bumi tidak berada dalam bahaya besar dari sinar kosmik ekstra. Atmosfer dan medan magnet planet ini bergabung untuk membentuk perisai yang tangguh terhadap radiasi ruang, melindungi manusia di permukaan. Memang, kami telah mengalami badai jauh lebih buruk dari ini. Ratusan tahun yang lalu, fluks sinar kosmik setidaknya 200% lebih tinggi daripada sekarang. Para peneliti tahu ini karena ketika sinar kosmik menghantam atmosfer, mereka menghasilkan isotop berilium-10, yang diawetkan dalam es kutub. Dengan memeriksa inti es, dimungkinkan untuk memperkirakan fluks sinar kosmik lebih dari seribu tahun di masa lalu. Bahkan dengan gelombang baru-baru ini, sinar kosmik saat ini jauh lebih lemah daripada yang pernah terjadi di milenium terakhir.
"Era ruang sejauh ini mengalami waktu aktivitas sinar kosmik yang relatif rendah," kata Mewaldt. "Kita sekarang mungkin kembali ke tingkat yang khas dari abad yang lalu."
Pesawat antariksa NASA akan terus memantau situasi ketika matahari minimum terbuka. Nantikan pembaruan.
