Dalam hal keterlambatan dan pembatalan penerbangan, penyebab utamanya adalah cuaca, kata John Murray dari NASA. Dia berbicara tentang satelit membantu memungkinkan untuk menghasilkan prakiraan yang lebih baik untuk berbagai bahaya penerbangan yang berbeda.
Pesawat ini kehilangan mesin karena turbulensi. Kredit foto: John Murray
Dan kebetulan bahwa cuaca konvektif atau badai selama musim panas - dan badai musim dingin yang kuat ini - adalah penyebab utama penundaan perjalanan udara dan pembatalan penerbangan. Badai ini adalah salah satu tantangan besar kami. Prioritas utama saat ini adalah meningkatkan ramalan cuaca konvektif, untuk memiliki pemahaman yang lebih baik tentang apa sebenarnya fisika dalam awan konvektif. Mengapa beberapa awan tampaknya tumbuh sementara yang lain tidak, meskipun kondisinya mungkin terlihat sangat sama? Satelit dapat memberi kita wawasan yang menunjukkan bahwa sebenarnya tidak harus demikian.
Penelitian dasar yang dilakukan NASA dimasukkan ke dalam produksi prakiraan yang lebih baik untuk berbagai bahaya penerbangan yang berbeda. Mungkin icing atau turbulensi atau badai. Dengan memasukkan aplikasi berbasis satelit ke dalam prakiraan cuaca konvektif, Anda dapat membuat peningkatan signifikan dalam prakiraan tersebut. Ini mungkin terkait, misalnya, dengan intensitas dan lokasi badai, atau hujan lebat dan faktor-faktor lain yang biasanya terkait dengan badai kuat. Informasi ini dikeluarkan oleh Layanan Cuaca Nasional dalam bentuk berbagai jenis saran atau peringatan. Dan informasi itu digunakan oleh maskapai penerbangan untuk mengarahkan pesawat mereka dengan sangat efektif.
Beritahu kami tentang icing dalam penerbangan. Bagaimana program Ilmu Pengetahuan Terapan NASA membantu pesawat komersial dan pribadi untuk mencegah icing?
Icing dalam penerbangan cenderung terjadi di mana pun Anda memiliki air cair yang sangat dingin. Di atmosfer, air bisa ada pada suhu yang jauh lebih rendah daripada titik beku selama tidak ada permukaan atau semacam nukleus untuk air yang membentuk kristal es. Di bagian atmosfer, Anda memiliki banyak air cair yang tersuspensi, karena tidak ada aerosol seperti partikel debu. Jadi di area atmosfer itu, air tidak dapat membentuk kristal es. Ini adalah area air cair yang sangat dingin yang sangat berbahaya untuk pesawat kecil.
Pesawat setelah icing. Kredit foto: John Murray
Ketika sebuah pesawat penerbangan umum kecil terbang melalui salah satu dari awan-awan ini, pada dasarnya ia menjadi permukaan nukleasi untuk semua air yang sangat dingin. Jadi, Anda mendapatkan lapisan es yang sangat cepat di pesawat. Icing adalah fenomena yang sangat berbahaya bagi pesawat penerbangan umum kecil. Itu salah satu penyebab utama insiden di antara mereka. Ada banyak kekhawatiran tentang icing, baik di FAA maupun di komunitas penerbangan. Sangat sulit bagi semua jenis teknologi untuk mendeteksi area atmosfer di mana icing dalam penerbangan dapat terjadi.
Tantangannya adalah menemukan area air cair yang sangat dingin ini dan mencoba mengukur konsentrasi air yang kami deteksi. Pesawat benar-benar hebat dalam melakukannya, tetapi itu bukan cara yang paling disukai untuk menemukan area ini. Satelit telah terbukti sangat efektif, karena kita dapat melihat sifat-sifat awan dengan satelit. Baik itu cairan atau air atau gas yang kita hadapi, kita dapat melihat apa suhunya. Jadi kita tahu kalau itu sangat dingin, dan kita juga bisa menyimpulkan diameter tetesan. Itu membantu kita mengetahui dampak apa yang akan terjadi pada pesawat terbang.
Ngomong-ngomong, dengan pesawat komersial besar, masalahnya biasanya hilang di darat. Penting untuk mendapatkan cairan icing yang tepat di pesawat - dan membawanya di sana cukup dekat untuk waktu take-off - sehingga pesawat tidak terlalu berat dan dapat lepas landas dengan aman. Dalam beberapa kasus icing dalam penerbangan tidak mempengaruhi pesawat komersial besar. Ada sebuah insiden sekitar 20 tahun yang lalu di mana sebuah pesawat pergi ke Potomac di luar Washington, D.C., dan itu penuh dengan lapisan gula. Jadi bukan hal yang mustahil bagi pesawat komersial untuk menghadapi icing dalam penerbangan.
Apa itu NextGen, dan bagaimana NASA terlibat di dalamnya?
NextGen adalah sistem transportasi udara Next Generation. Departemen Perhubungan mulai menyerukannya pada tahun 2003. Permintaan kapasitas sistem wilayah udara dengan cepat melampaui kemampuan negara untuk memenuhi permintaan itu. Sejumlah lembaga - Departemen Transportasi, Departemen Perdagangan, NASA, DOD, Departemen Keamanan Dalam Negeri dan lainnya, bersama dengan Kantor Putih Kebijakan Sains dan Teknologi - diminta untuk mengatasi masalah tersebut.
Jadi ide di balik NextGen, pada dasarnya, adalah bahwa kita perlu mengakomodasi kapasitas perjalanan udara yang jauh lebih tinggi. Kami harus meletakkan lebih banyak pesawat di area yang lebih kecil. Sistem, pada titik ini, beroperasi di dekat kapasitasnya. Kami membuktikan bahwa setiap kali ada badai musim dingin. Jika Anda memiliki gangguan, itu hanya mengalir melalui sistem. Anda kehilangan kemampuan untuk memenuhi tuntutan pada sistem. Jadi, jika Anda menggandakan, atau melipattigakan, jumlah pesawat yang perlu menempati wilayah udara yang sama ... well, Anda bisa melihat apa masalahnya.
Sebagai bagian dari tim ini, NASA - dan khususnya Program Ilmu Pengetahuan Terapan - membantu meningkatkan informasi cuaca yang kami miliki dan mengembangkan sistem cuaca NextGen sehingga kami dapat lebih tepat menemukan semua bahaya penerbangan yang ada. Kami akan dapat mengoperasikan pesawat dengan aman di wilayah udara dengan kepadatan lebih tinggi. Dengan kata lain, kita akan dapat menempatkan pesawat lebih dekat bersama.
Kita akan membutuhkan informasi yang jauh lebih baik daripada yang kita miliki sekarang dalam hal lokasi badai, di mana daerah bahaya yang sebenarnya, dan tentang pembatasan yang ditempatkan pada sistem ruang udara itu karena bahaya itu. Ini adalah masalah yang cukup rumit yang kami coba selesaikan, tetapi peran NASA melalui program ilmu terapan adalah mencoba memastikan bahwa kami memiliki informasi terbaik tentang cuaca konvektif dan lapisan es, turbulensi, dan jenis bahaya penerbangan lainnya sehingga NextGen akan menjadi mungkin.
Bagaimana lagi satelit yang mengamati Bumi digunakan untuk mempelajari atmosfer?
Kami menggunakan satelit yang mengamati Bumi untuk mempelajari, misalnya, properti awan. Itu penting karena satelit dapat memberi tahu kami area yang sangat luas persis apa yang terjadi di dalam awan. Para ilmuwan membutuhkan informasi ini untuk meramalkan cuaca dengan lebih baik dan untuk lebih memahami iklim. Mereka melihat sifat-sifat awan seperti komposisi awan yang sebenarnya, apakah itu awan es, awan gas, atau awan air cair, berapa suhu awan itu, proses fisik apa yang terjadi di dalam awan itu .
Ceritakan tentang instrumen pada satelit, yang digunakan untuk mempelajari awan.
Salah satu yang telah memberikan kami informasi menarik selama dekade terakhir adalah instrumen yang disebut MODIS, Spectroradiometer Pencitraan Resolusi Sedang yang terbang di satelit Terra dan Aqua kami. Imager itu telah memungkinkan kami untuk melihat awan dengan lebih detail daripada yang pernah kami lakukan sebelumnya. Jadi kami sudah bisa menghasilkan aplikasi khusus untuk imager yang membantu kami memahami proses dinamis di cloud jauh lebih baik.
Satelit Pengamatan Bumi NASA. Kredit gambar: NASA
Kami memiliki satelit seperti satelit CALIPSO kami, yang terbang dengan LIDAR, yang sangat mirip radar. Namun, ia menggunakan cahaya laser reflektif sebagai lawan energi radio yang dipantulkan pada dasarnya menentukan karakteristik aerosol dan awan dan distribusinya di atmosfer. Jadi kita bisa belajar banyak informasi tambahan dengan melihat data Lidar.
Dan ketiga, kami mempelajari kimia atmosfer dengan sejumlah satelit. Salah satu yang paling menarik bagi para ilmuwan, salah satu alat paling berguna yang baru-baru ini kami terbangi, adalah instrumen OMI, yang merupakan Instrumen Pemantauan Ozon di satelit Aura kami. Dengan OMI kita dapat lebih memahami kimia atmosfer. Kita bisa mencari sulfur dioksida dari gunung berapi. Anda dapat melihat emisi polutan, berbagai jenis bahan kimia, bahan kimia yang kami sebut NOx dan SOx yang merupakan nitrat dan sulfat serta aerosolnya. Dan tentu saja tujuan utama dari instrumen ini adalah untuk mempelajari perilaku lapisan ozon. Kami memantau penipisan ozon di wilayah Antartika.
Apa hal terpenting yang Anda ingin orang hari ini ketahui tentang Program Ilmu Pengetahuan Terapan NASA?
Selama beberapa tahun, para ilmuwan dan pembuat kebijakan publik dan masyarakat umum semuanya sangat khawatir bahwa sangat sulit - jika bukan tidak mungkin - bagi banyak penelitian sains dasar yang sangat penting untuk beralih ke operasi dunia nyata. Ada laporan Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional sekitar satu dekade lalu di mana Akademi menyebut masalah ini sebagai "lembah kematian." Kembali pada tahun 2002, Program Ilmu Pengetahuan Terapan NASA dibawa secara online untuk menjembatani lembah itu - untuk memungkinkan dasar penelitian untuk transisi, untuk membuatnya menjadi operasi - menjembatani "lembah kematian" itu. Kami sudah sangat berhasil. Kami memiliki kemitraan penting dengan Layanan Cuaca Nasional dan FAA dan lembaga lainnya, dan data dan aplikasi Ilmu Pengetahuan NASA jelas telah membuat perbedaan besar.
Terima kasih kami hari ini untuk Program Ilmu Pengetahuan Terapan NASA, yang bekerja untuk menemukan dan menunjukkan kegunaan inovatif dan manfaat data dan teknologi sains NASA Earth.