- Dampaknya terhadap Navigasi
- Mempelajari Atmosfer
- Bagaimana Melindungi Akurasi GPS?
Jakarta, CNBC Indonesia - Posisi Indonesia yang berada di zona Anomali Ionisasi Ekuator (Equatorial Ionization Anomaly/EIA) membuat lapisan ionosfer di atas langit Indonesia menjadi sangat aktif dan dinamis.
Saat cuaca antariksa terganggu atau badai tropis melanda, lapisan tersebut dapat menghamburkan sinyal satelit, sehingga akurasi Global Positioning System (GPS) menurun hingga terjadi kesalahan posisi atau kehilangan sinyal.
Peneliti Ahli Muda Pusat Riset Antariksa Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Agri Faturahman mengatakan kondisi ionosfer di Indonesia yang berada di zona anomali ini bukanlah hal yang bisa diabaikan. Menurutnya, pemahaman akan dinamika ini bukan sekadar urusan ilmiah, melainkan kebutuhan strategis.
"Pemahaman komprehensif dan mendalam mengenai dampak kondisi ionosfer terhadap Global Navigation Satellite System (GNSS) sangat esensial untuk memitigasi risiko gangguan operasional di lapangan," kata Agri dikutip dari siaran resmi, Kamis (22/10/2026).
Namun ditambahkan, "anomali" dalam hal ini merujuk pada kondisi yang menyimpang dari pola yang biasa diduga.
"Biasanya, wilayah ekuator dianggap memiliki kepadatan elektron paling tinggi karena paling banyak mendapat sinar Matahari. Namun di ionosfer, hal itu justru terbalik," terang Agri.
Dijelaskan, di garis ekuator magnetik, konsentrasi elektron justru menurun, lalu menumpuk tinggi di dua sisi sekitar 15 derajat ke utara dan selatan. Seperti air mancur di tengah kolam. Air menyembur ke atas di tengah, lalu jatuh dan menumpuk di sisi kiri dan kanan. Tumpukan itulah yang berada di sekitar lintang ±15 derajat, tepat di mana Indonesia berada.
"Fenomena ini terjadi karena mekanisme Air Mancur (Equatorial Fountain Effect). Medan listrik dan medan magnet Bumi mengangkat plasma dari ekuator ke atas, lalu gaya gravitasi menjatuhkannya kembali ke wilayah lintang utara dan selatan," terangnya.
"Jadi, ekuator justru kekurangan elektron, sementara Indonesia kebanjiran plasma. Karena posisi kita di area puncak tumpukan plasma, Indonesia menjadi salah satu kawasan paling aktif di dunia yang rentan terhadap gangguan ionosfer," terangnya lagi.
Gangguan ionosfer di wilayah ini muncul dalam tiga bentuk yakni badai ionosfer akibat lontaran massa korona dari Matahari, gelembung plasma yang terjadi pada malam hari, serta gangguan ionosfer merambat yang dipicu letusan gunung berapi atau badai tropis.
Ketiganya membuat sinyal GPS mengalami dua masalah utama. Pertama, penundaan (delay), sinyal melambat sehingga receiver mengira satelit lebih jauh dari sebenarnya.
Kedua, sintilasi, sinyal terhambur akibat iregularitas plasma, membuat penerima mendadak kehilangan kuncian sinyal (Loss of Lock).
"Dalam kondisi standar tanpa koreksi, eror posisi pada GNSS umumnya berkisar 5 hingga 10 meter," ujarnya.
Ionosfer menyumbang porsi terbesar, sekitar ±5 meter, terutama di wilayah dengan aktivitas ionosfer tinggi seperti Indonesia.
Sementara itu, Peneliti Ahli Muda Pusat Riset Antariksa BRIN, La Ode Muhammad Musafar Kilowasid menjelaskan bahwa mempelajari atmosfer merupakan kajian interdisipliner unik yang menjembatani peristiwa permukaan (terrestrial) dengan fenomena lingkungan luar angkasa (space environment).
"Materi tentang atmosfer bumi ini sebenarnya berada di tengah-tengah. Ini cukup menantang karena kami di Pusat Riset Antariksa mempelajari atmosfer atas yang erat kaitannya dengan Space Situational Awareness (SSA). Sumber dari fenomena cuaca itu sebenarnya dipelajari oleh pusat riset lain di atmosfer bawah," kata Musafar.
Musafar menegaskan, fokus utama tim peneliti antariksa BRIN bukan pada siklus presipitasi hujan atau ramalan cuaca harian di daratan, melainkan pada mekanisme transpor energi lintas lapisan.
"Kami tidak mendalami secara mendetail proses-proses yang berhubungan langsung dengan pembentukan cuaca di permukaan. Namun, kami mempelajari bagaimana penjalaran atau transpor dari materi, energi, dan momentum yang dibangkitkan oleh pembentukan cuaca tersebut dibawa dan menjadi penyebab gangguan di atmosfer atas," jelas Musafar.
Secara keilmuan, atmosfer bumi bukanlah selubung gas statis, melainkan sistem termo-fluida dinamis yang terus-menerus mengalami pergolakan. Bumi merupakan sistem tertutup yang memperoleh pasokan energi masif secara kontinu dari radiasi matahari.
Pemanasan yang tidak merata di permukaan daratan dan lautan memicu gradien tekanan serta perbedaan suhu antarwilayah, yang mendasari sirkulasi massa udara dari skala lokal hingga global.
"Atmosfer bumi bukanlah sistem yang statis, melainkan sistem dinamis yang setiap saat mengalami perubahan. Bumi terus-menerus memperoleh energi dari luar, utamanya dari Matahari. Matahari memanaskan atmosfer dan lingkungan antariksa bumi, yang kemudian menciptakan perbedaan panas akibat adanya siklus siang-malam, perubahan musim, dan faktor lainnya," tutur Musafar.
Ia menambahkan bahwa energi panas dan fluktuasi tekanan yang dihasilkan oleh fenomena troposferik, seperti badai konvektif dan angin kencang tidak berhenti di batas awan. Energi tersebut ditranspor ke atas melalui mekanisme gelombang atmosfer (atmospheric waves) yang merambat melintasi lapisan troposfer, stratosfer, mesosfer, hingga mencapai termosfer dan ionosfer.
Kondisi atmosfer atas yang bergejolak akibat masukan energi dari bawah ini memengaruhi secara langsung perambatan gelombang elektromagnetik yang menjadi tumpuan teknologi komunikasi, penginderaan jauh, dan sistem navigasi satelit modern.
Fenomena hamburan (scattering), penyerapan (absorption), bias refraksi, hingga pelemahan sinyal gelombang radio tidak hanya dipengaruhi oleh badai geomagnetik matahari, tetapi juga dipicu oleh dinamika atmosfer netral dari lapisan bawah.
Oleh karena itu, pemahaman mendalam mengenai struktur vertikal atmosfer terstratifikasi, mulai dari kerapatan partikel netral hingga densitas elektron di ionosfer, menjadi fondasi penting dalam riset SSA.
Melalui integrasi data pemantauan berbasis permukaan (ground-based observation), sensor satelit, serta pemodelan sains data yang presisi, riset ini berperan vital dalam membangun sistem peringatan dini lingkungan antariksa nasional demi menjamin keamanan dan keberlanjutan operasional wahana antariksa di orbit rendah bumi.
Gangguan ionosfer tidak bisa dicegah, namun dampaknya bisa ditekan melalui teknologi. GPS modern dilengkapi multi-frekuensi dan multi-konstelasi, jika satu sinyal terganggu, penerima bisa beralih ke satelit lain.
"Multi-frekuensi mengurangi eror, tetapi tidak menghilangkannya sepenuhnya, terutama saat sintilasi kuat," jelas Agri lagi.
Untuk keperluan presisi tinggi seperti survei tanah, konstruksi, atau navigasi kapal, tersedia metode koreksi posisi yang lebih canggih, seperti DGNSS (koreksi diferensial), RTK (koreksi real-time presisi tinggi), PPP (penentuan posisi presisi tanpa stasiun referensi), dan VRS (stasiun referensi virtual).
"Metode-metode ini mampu menekan eror hingga tingkat sentimeter atau milimeter. Namun, metode ini tetap membutuhkan infrastruktur pendukung dan kondisi sinyal yang memadai," tegasnya Agri.
Oleh karena itu, BRIN melalui Pusat Riset Antariksa terus melakukan pemantauan ionosfer dan pengembangan model untuk mendukung mitigasi gangguan GNSS di Indonesia. Pemahaman mendalam mengenai perilaku ionosfer di zona anomali dan penerapan teknologi mitigasi yang tepat membuat sistem navigasi berbasis satelit dapat terus diandalkan
