STScI-H-p2048b-f-3400x2160-1-768x487.jpg

מאחר שהתפרצות קצרה של קרני גמא בעוצמה כזאת אינה ידועה למדע, מצפה הכוכבים קק (Keck) בהוואי ניסה לאתר את גלקסיית המקור של הפיצוץ. כמו בכוכבים שאנו רואים מכדור הארץ, קיים הבדל בין בהירות נראית (כמה בהירים עצמים נראים מנקודת המבט שלנו) לבהירות מוחלטת (כמה הם מאירים באמת), לפי המרחק שלנו ממקור האור. אם הבזק האור הגיע מגלקסיה קרובה יחסית, מן הסתם הוא ייראה בהיר יותר. אבל בקק גילו שהפיצוץ אירע בגלקסיה הרחוקה 5.47 מיליארד שנות אור מאיתנו – ופירושו של דבר שהפיצוץ היה עוצמתי בהרבה מכל פיצוץ אחר מסוגו שהתגלה עד כה. אבל מה גרם לפיצוץ עצמו?

המגנטר הראשון?

התפרצויות קרני גמא הן מהאירועים האלימים והאנרגטיים ביותר ביקום. כפי הנראה, התפרצויות אלה מתרחשות כאשר כוכב מסיבי מתפוצץ כסופרנובה, או קורס לכוכב נויטרונים או לחור שחור. לא כך התפרצויות קצרות של קרני גמא, המהוות כ-30% מכלל ההתפרצויות ואורכות פחות משתי שניות.

בשל הזמן הקצר של ההתפרצות, עד 2005 אסטרונומים לא הצליחו לצפות בזוהר שנותר מהתפרצות כזאת – ולכן גם לא ידעו לקבוע את מקור הפיצוץ. מאז ועד היום התגלו עשרות התפרצויות כאלו אותרו בהצלחה, והיום ההנחה הרווחת היא שמקורן בהתמזגות של שני כוכבי נויטרונים או כוכב נויטרונים עם חור שחור – אותם מיזוגים אלימים שמייצרים גם את גלי הכבידה.

duality.jpg

כוכבי ניוטרונים הם הגופים הדחוסים ביותר ביקום אחרי חורים שחורים, כאשר כפית אחת בדחיסות דומה תשקול מיליארד טון על כדור הארץ. חקר כוכבי ניוטרונים חשוב במיוחד, שכן הם המקור העיקרי ביקום ליסודות כבדים – כמו זהב ואורניום. כן, הזהב בטבעת הנישואין שלנו הותך בליבתו של כוכב ניוטרונים שהתפוצץ ושפך את תוכנו.

כאשר שני כוכבי ניוטרונים – או כוכב ניוטרונים וחור שחור – מתנגשים זה בזה, הם הופכים לחור שחור. התוצאה היא "קילונובה": פליטת אור נצפה ותת-אדום שיכולה להיות עד פי 1,000 בהירה יותר מהתפרצות נובה רגילה, אבל כעשירית או מאית מהתפוצצות סופרנובה.

אנימציה שמראה התמזגות של שני כוכבי ניוטרונים שיוצרת מגנטר – כוכב נויטרוני ענק עם שדה מגנטי חזק במיוחד – ומלווה בקילונובה. קרדיט: NASA, ESA, and D. Player/STScI

הקילונובה הראשונה התגלתה ב-2017, אלא שהבזק האור שנצפה השנה עוצמתי אפילו ממנה. לפי החוקרים, הסבר אפשרי אחד לתעלומה הוא שהפעם ההתנגשות בין שני הכוכבים לא יצרה חור שחור אלא מגנטר – כוכב ניוטרונים ענק עם שדה מגנטי חזק במיוחד. מאחר שזאת תוצאה נדירה, עד היום אסטרונומים לא הצליחו לזהות בוודאות היווצרות של מגנטר מהתמזגות של שני כוכבי ניוטרונים .

אמנם ההתפרצות התקלחה ונכבתה בהרף עין, אבל מדענים מעריכים שההבזק האדיר השאיר אחריו שובל של קרני רדיו. בשנים הקרובות, רדיו-טלסקופים ברחבי העולם ינסו להתחקות אחר השובל במטרה לאשר את הזיהוי של קק. אם האסטרונומים צודקים, לפנינו ההוכחה התצפיתית הראשונה לכך שמגנטרים נוצרים מהתמזגות של שני כוכבי ניוטרונים – וסוג חדש של התפרצויות קצרות של קרני גמא.

eitan_stiva.jpg

"זהו יום של שמחה לאומית, וגאווה אדירה," אמר הנשיא ריבלין, "לא בכל יום אנחנו מכריזים על אסטרונאוט ישראלי שיוצא לחלל, טייס ישראלי שעל כתפו רקום דגל כחול-לבן, שיוכיח פעם נוספת, כמו שאנחנו מוכיחים כאן כבר 72 שנה, שאפילו השמיים אינם גבול."

שר המדע והטכנולוגיה, יזהר שי אמר כי "משרד המדע והטכנולוגיה גאה להיות שותף למסעו של האסטרונאוט הישראלי השני, איתן סטיבה, במשימה לאומית שתחבר סביבה את מיטב המוחות של עשרות אלפי ילדים ומבוגרים, גברים ונשים, מדענים ותעשיינים כאחד. מדינת ישראל כבר נחשבת למעצמה עולמית בתחום החלל. המסע של האסטרונאוט הישראלי השני יתרום לצמיחת תעשיית 'החלל החדש', שתיצור בישראל עשרות אלפי מקומות עבודה ותייצר בארץ ענף חדש ומשמעותי בכלכלת החדשנות והיזמות."

מדענים ויזמים ממגוון תחומים

את משימתו של סטיבה יובילו קרן רמון בשיתוף סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע והטכנולוגיה, לרבות בחירת הניסויים והטכנולוגיות שיגיעו לחלל והתוכנית החינוכית עבור ילדי ישראל. סוכנות החלל תוביל גם את שותפות משרדי הממשלה בפרויקט.

בשבועות הקרובים, קרן רמון בשיתוף סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע והטכנולוגיה עתידות לפרסם 'קול קורא' למדענים, חוקרים ויזמים שיוזמנו לשלוח את הצעותיהם לניסויים. הניסויים המוצעים ייבחרו על ידי ועדה מדעית בלתי תלויה, המורכבת מנציגי מוסדות אקדמיים, מכוני מחקר מובילים בישראל וגופי המרכז והפיתוח הממשלתיים. בראשות הוועדה תעמוד ענבל קרייס, בכירה בתעשיית החלל בישראל ומנהלת החדשנות בחטיבת מערכות וחלל בתעשייה האווירית.

הקול הקורא לביצוע הניסויים בתחנת החלל הבינלאומית יפנה לקבוצות מדענים ויזמים ממגוון תחומים: תהליכי ניצול אנרגיה מהחלל, תהליכי הפקה ומחזור של חומרים, תהליכי ייצור בחלל, לימוד תהליכים ביולוגיים ורפואיים בתנאי סביבת החלל ועוד. הועדה המדעית תפעל למתן תנופה ליזמות ולחדשנות ישראלית בחלל באמצעות שיתופי פעולה נרחבים ותפעל לביסוס ולחיזוק הקדמה הטכנולוגית הישראלית בקרב הקהילה הבינלאומית.

GPOMN1_9383.jpg

"מסע מרתק אל המדע, החינוך וחקר רוח האדם"

אל"ם במילואים ואיש העסקים איתן סטיבה היה טייס קרב בחיל האוויר הישראלי במשך 43 שנים והשתתף בעשרות מבצעים צבאיים. הוא מייסד ויו"ר קרן Vital Capital Fund ועוסק ב-35 השנים האחרונות למען פיתוח יזמות עסקית ומימון פרויקטים במדינות מתפתחות, שנותנים מענה לתשתיות חיוניות לאוכלוסיות מוחלשות. כמו כן, סטיבה הוא אחד ממייסדיה של קרן רמון. "בעוד שנה תהיה לי ההזדמנות להשתתף במסע לתחנת החלל הבינלאומית - מסע מרתק אל המדע, החינוך וחקר רוח האדם", אמר סטיבה במהלך ההכרזה.לאחר האבדן הכואב של אילן רמון ובנו אסף הקמנו יחד עם רונה את קרן רמון וראינו כיצד חקר החלל מגרה את כל החושים, מעורר את הסקרנות ואפילו מאתגר את הדמיון הפרוע ביותר. תקוותי שמסענו המשותף לחלל יפתח ערוצים חדשים לשיתוף פעולה, לשלום ולאמונה ביכולתנו לשמור על הכוכב היפה שלנו, לטובת הדורות הבאים."

בנאומו של הנשיא, פנה ריבלין לסטיבה ואמר: "איתן יקירי, שם למעלה, מעבר לרקיע השביעי, אתה תבצע שורה של ניסויים בטכנולוגיות ישראליות שחלקן פותחו על ידי נערים ונערות ישראלים. אתה תהיה שליחם של אותם מוחות מבריקים, דורות ההווה והעתיד של המחקר הישראלי המשובח, ותסייע להם להבין איך העולם עובד כשמסתכלים עליו מבחוץ. אתה תהיה נציג של ישראל במאמץ האנושי להבין את המנגנון המופלא שמאפשר את החיים על פני הכדור הזה, ולפצח את רזי היקום".

הנשיא ביקש להזכיר במעמד זה גם את אילן, רונה ואסף ז"ל והדגיש עד כמה "היעדרם היום מהדהד בחלל. היעדר כבד כל כך, מוחשי כל כך, כמעט נוכח. זכיתי להכיר אישית את רונה היקרה, לוויתי אותה במחלתה, וכאבתי איתה את כאבה העצום על אילן שנפל במשימה למען האנושות, ועל אסף שנפל כטייס בחיל האוויר הישראלי. כשרונה הייתה איתנו היא כל הזמן דחפה אותנו קדימה. וגם היום אנחנו נעים קדימה. אתם משתייכים למשפחה שהיא סמל ומופת. משפחה שהיא מקור להשראה ולגאווה ישראלית אמתית. משפחה שלא הפסיקה לדבר אל הכוכבים, גם כשהללו נפלו מן השמים. אני גאה לעמוד כאן לצדכם ביום מרגש זה".

מנכ"ל קרן רמון, רן לבנה, אמר כי "מהות המשימה היא הגשמת החזון של רונה - להנגיש את החלל לילדים ולבני נוער ולקדם החדשנות הישראלית בחלל. משימה הזו מציעה הזדמנות חסרת תקדים לחוקרים וליזמים ישראלים שיוכלו לשלוח לחלל ניסויים והדגמות מדעיות. לבנה הוסיף כי במהלך המסע לחלל, קרן רמון מתכננת לערוך שידורים מיוחדים מהחלל עבור ילדי ישראל, שצפויים לכלול עשרות הדגמות, ניסויים ושיחות בשידור חי מתחנת החלל עם תלמידים מרחבי הארץ. "אחת מהמטרות המרכזיות שלנו היא לעורר השראה בילדים ובנוער ולקרב אותם לעולמות המדעיים".

USO לפני משלוח ל ESA.JPG

"רחוק יותר מכל דבר תוצרת כחול-לבן בהיסטוריה"

המכשיר שפותח עבור הניסוי הישראלי יגיע רחוק יותר מכל מכשיר אחר מתוצרת כחול-לבן בהיסטוריה. הניסוי, בהובלת החוקרים ממכון ויצמן למדע, נועד למדוד את צפיפות האטמוספירה בחלקים שונים של הענק הגזי צדק. "אנחנו בעצם שולחים קרן רדיו דרך האטמוספירה של צדק לכיוון כדור הארץ", מסביר פרופ' יוחאי כספי מהמחלקה למדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת במכון ויצמן למדע. "כשהקרן עוברת דרך האטמוספירה, היא מוסטת קלות – ולפי מידת ההסטה אנחנו יכולים ללמוד על צפיפות הגזים בפרופיל אנכי של אותו אזור ועד לעומק של כ-10 ק"מ מתחת לעננים. יהיו לנו מאות דגימות כאלה, מה שיאפשר לנו למדוד את תנועת הרוחות בקווי רוחב שונים. בירחים של צדק אין אטמוספרה, אלא אקסוספרה דלילה מאוד, אבל את הניסוי שלנו נערוך גם בגנימד, בקליסטו ובאירופה, עם שני יעפים ליד אירופה, 17 ליד קליסטו ולבסוף במסלול סביב גנימד".

כמובן, כדי שהניסוי יצליח יש צורך במכשיר רגיש מאוד, שידע למדוד את הסטת קרן הרדיו. ב-2013 חברת אקיוביט הישראלית בדקה את ההיתכנות של הניסוי. אחרי שהבדיקות הראשונות עלו יפה, חוקרי מכון ויצמן יחד עם חברת אקיוביט פנו לסוכנות החלל הישראלית במשרד המדע והטכנולוגיה. סוכנות החלל הישראלית הובילה את שיתוף הפעולה עם סוכנות החלל האיטלקית והאירופית והשקיעה עשרות מיליוני  שקלים בפרויקט.

"המכשיר משדר תדר ובודק את הפרש הפאזה בין המצבים – לפני הכניסה לאטמוספרה ואחרי היציאה מהאטמוספירה – כאשר כל הניסוי כולו אורך בין 200 ל-400 שניות", מסביר רוני מן, מנהל פרויקטים באקיוביט, שאחראי על פיתוח מכשיר ה-USO (ראשי תיבת: Ultra Stable Oscillator). "לכן חשוב מאוד מאוד שהמדידה תהיה מדויקת. המכשיר שפיתחנו יודע למדוד את הסטת התדר בדיוק של 13 ספרות אחרי הנקודה. אין שני לו בעולם, ולמיטב ידיעתנו אין עוד חברה שמייצרת אוסילטור, או מתנד, מהסוג הזה. לא פתחנו פה קו ייצור, מדובר במתנד יחיד מסוגו, שאנחנו מפתחים במיוחד לסוכנות החלל הישראלית עבור המשימה לצדק. אנחנו חברה שמפתחת בדרך כללי מוצרים צבאיים, וההשתלבות בתעשיית החלל הצריכה תהליך ממושך של למידה. בימים אלה אנחנו מסייעים לעמיתינו באירופה בבדיקות האחרונות ובאינטגרציה של המכשיר בחללית, ובמהלך 2021 נייצר מכשיר נוסף, חלופי, למקרה של תקלה לפני ההמראה".

מאחר שה-USO של אקיוביט הוא השעון המדויק ביותר בעולם ביחס למשקלו, משימות נוספות לכוכבי לכת נוספים כבר הביעו עניין בניסוי של חוקרי מכון ויצמן למדידת צפיפות האטמוספירה בעזרת גלי רדיו. הניסוי ממכון ויצמן כלול כרגע במשימת טריידנט לשיגור חללית ראשונה לטריטון, ירחו הגדול של נפטון, כחלק מתוכנית דיסקברי של נאס"א. בימים אלה נאס"א בוחנת את ההצעה, ובשנה הבאה נדע אם טריידנט אכן יפותח וישוגר. ה-USO הישראלי נכלל גם בהצעת המשימה EnVision לסוכנות החלל האירופית, לשיגור מקפת לכוכב הלכת נוגה.

USO Ultra Stable Oscillator.jpg

הייטק ישראלי בין ירחי צדק

לצד הניסוי הישראלי של מכון ויצמן ואקיוביט, ג'וס תכיל 11 מכשירים מדעיים נוספים כגון מצלמות, ספקטרומטר (מכשיר המפיק ספקטרום למדידת אורך של גל), רדאר ומד-גובה. המכשירים נבנו על ידי קבוצות של מדענים מ-16 מדינות באירופה, ביפן ובארה"ב. אבל כל מכשיר זקוק למחשב שיפעיל אותו. ובחלל – ובטח סמוך לשדה הכבידה האימתני של צדק – המחשב הזה צריך להיות עמיד בפני קרינה. 

חברת רמון ספייס הישראלית, שהשבבים שלה כבר שולבו במשימות חלל מוצלחות כמו הסולאר אורביטר של סוכנות החלל האירופית, היאבוסה 2 של סוכנות החלל היפנית ולוויין חקר הסביבה ונוס של סוכנויות החלל הישראלית והצרפתית, מתמחה בייצור מחשבים העמידים בתנאי החלל. 

"כבר ב-2016, איירבוס בנתה כרטיס סטנדרטי שמבוסס על המחשב שלנו ושיתאים לכולם", מספר פרופ' רן גינוסר, מייסד רמון ספייס. "האירופאים המליצו לקבוצות המדענים השונות להשתמש במחשבים שלנו, ובאמת 9 קבוצות מתוך ה-12 אימצו את ההמלצה. בכל מקרה אנחנו שמחים מאוד שהמעבדים שלנו יפעילו את רוב המכשירים על ג'וס, ואנחנו סמוכים ובטוחים שהקרינה הקיצונית לא תפגע בפעולתם התקינה".

satlla1.jpg

העתיד: תקשורת אופטית

SATLLA-1 הוא לוויין זעיר מסוג פיקו (10X10X10 ס"מ) שמטרתו להציג יכולת שידור אופטית מהחלל לכדור הארץ. ככלל, השידור באמצעי גלי רדיו יקר מאוד, מצריך פרישה של אנטנות קליטה על הקרקע ובעיקר מצריך הקצאה של תדרים ממשרדי התקשורת. לעומת זאת, שידור אופטי באמצעות לייזר מאפשר העברת נתונים מהירה, גדולה ומוצפנת, ללא צורך בהקצאת תדר. כמובן, גם לתקשורת לייזר יש חסרונות: היא דורשת שמיים נקיים (במקרה של עננים למשל לא ניתן לתקשר עם הלוויין) והיא מצריכה קו ישיר מושלם בין המקלט ללוויין, עד כדי דיוק של עשירית המעלה.

"לייזר זה חינם ואין הגבלה על התדרים", מסביר פרופ' בן משה. "במימון משרד החדשנות פיתחנו את התיאוריה של מודמים אופטיים ללוויינים זעירים. SATLLA-1 והבאים אחריו נועדו לבדוק את היתכנות הטכנולוגיה בפועל. הרעיון הוא להראות תקשורת לייזר במאות מגה-ביטים לשנייה, כשהיא מאובטחת לגמרי. מן הסתם הטכנולוגיה הזאת מעניינת מאוד את משרד הביטחון, אבל בעתיד היא יכולה לשמש גם חובבים. במזג אוויר מתאים, הטלפון שלי יכול לתקשר עם הלוויין הזה – וזה פותח פתח ליישומים רבים, כמו אינטרנט מהחלל למשל".

לשם כך, הסטודנטים באוניברסיטת אריאל נדרשו לפתח מערכת עוקב כוכבים, המתאימה לננו-לוויינים, שמקבעת את מנח הלוויין לפי מפת השמיים, וכן מערכת בקרת ייצוב המבוססת על גלגלי תנופה זעירים – שמייצבת את הלוויין למנח המתאים. שתי המערכות הייחודיות, שבדרך כלל נמצאות בלוויינים גדולים בהרבה, נועדו לאפשר שידור אופטי לכדור הארץ.

אם הכול ילך כשורה, באוניברסיטת אריאל בשומרון מבטיחים לשגר שני לווייני המשך, SATLLA-2 ו-SATLLA-3, ולאחר מכן לשגר ננו-לוויין חדש מדי שנה.

satlla1_students.jpg