صديق من نجم آخر: رسوم لأومواموا | ESO/M. Kornmesser
أعلن المشروع الدولي الجديد للبحث عن حياة عاقلة في الفضاء (Breakthrough Listen)، بأن محاولات التقاط ترددات راديو من الكويكب بين النجمي الأول الذي تم اكتشافه 1I/2017 U1، أو أومواموا (بلغة هاواي: "مرسال من الماضي البعيد يمد لنا يده") – لم تسفر عن نتائج.
في شهر تشرين الثاني الأخير اكتشف مرصد النجوم في جامعة هاواي جسماً مر قريباً جداً من الكرة الأرضية، على مسافة تبلغ 85 ضعف المسافة بين الأرض والقمر. على الرغم من التوقعات بوجود كويكبات كثيرة من هذا النوع، إلا أن اومواموا هو الجسم الأول الذي يتم التأكد بأنه قادم من خارج نظامنا الشمسي، وبالتحديد من مجموعة نجوم "القيثارة".
أثار هذا الضيف غير المتوقع الكثير من الفضول، ليس لأنها المرة الأولى التي يتم فيها توثيق زائر من مسافة بعيدة كهذه (للتوضيح فإن نظام ألفا سنتوري وهو الأقرب إلينا، يبعد عنا مسافة 4.37 سنة ضوئية، وليس من المؤكد أيضاً أن الجسم قد أتى من هناك). يختلف شكل اومواموا كثيراً عن الكويكبات المعروفة في نظامنا الشمسي. طوله نحو 400 متر، وعرضه عُشر ذلك فقط – مما يمنحه شكل السيجار، وهو شكل ليس له شبيه بين الكويكبات التي نعرفها في نظامنا الشمسي. ولأن هذا الشكل الطولي يعتبر التصميم المفضل للمركبات الفضائية كونه يقلل الاحتكاك مع الغبار والغازات، ولأن الجسم مر قريباً جداً من الكرة الأرضية، تقرر توجيه تلسكوب الراديو (Green Bank) نحوه، وهو التلسكوب الأكبر من نوعه في العالم، من أجل الاستماع إلى الترددات الصادرة عنه.
كما ذكرنا، فقد نشرت Breakthrough Listen مؤخراً استنتاجاتها الأولية، ويبدو أن الجسم صامت تماماً. فهو إذن ليس مركبة فضائية، بل جسم من صنع الطبيعة. وعلى الرغم من ذلك، يستمر اومواموا بمفاجأتنا. فمن التحليل الطيفي للكويكب، أي تحليل الطريقة التي ينعكس فيها الضوء عن سطحه، يبدو أن "السيجار" الغريب مغطى بطبقة عضوية ـ منفصلة عن قلبه الجليدي. لهذا السبب، لا يمكننا تحديد إن كان الجسم كويكباً أم مُذنباً – لأن الجسم لا يمتلك ذيلاً عند اقترابه من الشمس كما تفعل المذنبات.
الجسم نفسه احمر اللون، كما هو متوقع من تركيبة عضوية تعرضت للإشعاعات الفضائية على مر ملايين السنين، وهو يدور حول نفسه بشكل سريع وغير منتظم. احتمال أن يكون اومواموا قد اصطدم بشيء ما خلال مروره بنظامنا الشمسي هو احتمال معدوم، فهو كما يبدو يدور بهذا الشكل منذ أن غادر النظام الشمسي الذي تكون فيه.
وجود أومواموا في نظامنا الشمسي لفترة أطول كان سيسعد علماء الفلك، ولكن الزائر غادرنا سريعاً. يسير أومواموا بسرعة 26 كيلومتر في الثانية مبتعداً عن الشمس، وقريباً لن تتمكن أقوى التلسكوبات من العثور عليه. سيمر هذا الكويكب أو المذنب بمدار المشتري في أيار 2018، وبمدار زحل في كانون الثاني 2019 وبمدار نبتون في 2022. ومن هناك، سيغادر اومواموا النظام الشمسي ويتجه نحو مجموعة نجوم الفرس الأعظم (بيجاسوس).
على الرغم من أنه الجسم بين النجمي الأول الذي يتم اكتشافه في النظام الشمسي، يقدر الباحثون بأن هذا النوع منتشر جداً. وبحسب القديرات، هناك في كل لحظة نحو 30,000 كويكب في نظامنا الشمسي جاء من مجموعة شمسية أخرى. كلما تحسنت قدرتنا على اكتشاف الكويكبات– خصوصاً بسبب حاجتنا لاكتشاف الكويكبات التي يمكنها أن تكون على مسار تصادم مع الكرة الأرضية – سنتمكن من اكتشاف المزيد من الزوار بين النجميين مثل أومواموا.
בפעם השנייה בהיסטוריה, חפץ מעשה ידי-אדם נכנס לחלל הבינכוכבי. סוכנות החלל האמריקנית הודיעה היום (ב') שהחללית וויאג'ר 2 יצאה מההליוספרה, בועת החלקיקים והשדות המגנטיים שמייצרת השמש שלנו. וויאג'ר 2 שוגרה ב-1977, יחד עם אחותה התאומה וויאג'ר 1, והיא נמצאת עתה במרחק 18 מיליארד ק"מ מכדור הארץ, או כ-120 יחידות אסטרונומיות (המרחק בין הארץ לשמש).
16.5 שעות אור
ממידע שהתקבל מחיישני החללית עולה שהיא חצתה את קצה ההליוספרה ב-5 בנובמבר. הגבול הזה, שנקרא הליופאוזה, הוא מקום מפגשם של רוחות סולאריות מהשמש שלנו עם התווך הבינכוכבי הקר והדחוס. אמנם החללית וויאג'ר 1 חצתה את הגבול הזה כבר ב-2012, אבל וויאג'ר 2 נושאת עמה חיישן עובד שיספק נתונים חסרי תקדים על טבעו של השער לכוכבים.
לאחר שחקרה את כל כוכבי הלכת הפנימיים – צדק, שבתאי, אורנוסונפטון – מ-1979 ועד 1989, וויאג'ר 2 המשיכה במסעה הקוסמי במהירות של כמעט 60,000 קמ"ש. החללית תמשיך לנדוד ביקום הרבה לאחר שתפסיק לשדר נתונים ב-2025, וכנראה גם הרבה אחרי שיהיו אנשים לקבל את הנתונים האלה. בין היתר, החללית תחלוף סמוך לכוכב סיריוס בעוד 296,000 שנה. כבר עכשיו, בגלל המרחקים האדירים, למידע שמתקבל מוויאג'ר 2 לוקח 16.5 שעות להגיע אלינו במהירות האור.
שתי החלליות בהשוואה להליוספרה ולהליופאוזה. כל כוכבי הלכת נמצאים קרוב בהרבה לשמש עצמה. איור: נאס
איפה נגמרת מערכת השמש?
הנתונים המשכנעים ביותר לגבי יציאת וויאג'ר 2 ממערכת השמש הגיעו מניסוי הפלזמה שעל סיפונה. מכשיר זה הפסיק לעבוד על סיפונה של וויאג'ר 1 כבר ב-1980, הרבה לפני שהחללית חצתה את ההליופאוזה, וממנו אנו למדים שעד לאחרונה החלל המקיף את וויאג'ר 2 היה מורכב ברובו מהפלזמה שזורמת החוצה מהשמש שלנו ומקיפה את מערכת השמש כולה. ניסוי הפלזמה של וויאג'ר 2 יכול למדוד את המהירות, הדחיסות, הטמפרטורה, הלחץ והשטף של הרוח הסולארית. החל מה-5 בנובמבר, לא נמדדה כל רוח סולארית מסביב לחללית, ולכן מדעני המשימה משוכנעים שהיא יצאה לחלל שבין השמשות.
למרות יציאתן מבועת המגן שהשמש מייצרת, החלליות וויאג'ר 1 ו-2 שיצאו מההליוספרה עוד לא השתחררו מכוח המשיכה של הכוכב שלנו. לפי הערכות, הגבול הכבידתי של מערכת השמש נמצא הרבה אחרי עננת אורט – עננה ענקית של כמאה מיליארד גושי קרח ואבק המקיפה את השמש. רוחבה של עננת אורט לא ידוע במדויק, אבל היא כנראה מתחילה במרחק של 1,000 יחידות אסטרונומיות מהשמש ומסיימת במרחק של 100,000 יחידות אסטרונומיות מהשמש. וויאג'ר 2 צפויה להגיע לעננת אורט בעוד כ-300 שנה ולחצות אותה בעוד כ-30,000 שנה.
קרס, כפי שצולם על ידי הגשושית שחר ב-2015. קרדיט: NASA/Justin Cowart
צוות מדענים, בהובלת מכון המחקר סאות'ווסט (SwRI), מצא ראיות לכך שכוכב הלכת הננסי קרס עשיר בחומר אורגני – כך מפורסם היום (שני) בכתב העת Nature Astronomy. הצוות התבסס על נתונים מהגשושית שחר של נאס"א, שהגיעה לקרס ב-2015. מהנתונים עולה שפני השטח של קרס מכילים יותר פחמן מהמטאוריטים הפחמניים והעתיקים ביותר שנמצאו בכדור הארץ. בכך, קרס יכול לספק לנו הצצה לאופן הפצתן של מולקולות אורגניות בימיה הראשונים של מערכת השמש, ואולי גם למוצא החיים בכדור הארץ.
חרף שמן המבלבל, מולקולות אורגניות, כלומר תרכובות מולקולריות המכילות פחמן ומימן, אינן אורגניות בהכרח – והן יכולות להיות ממקור לא-ביולוגי. עם זאת, חיים אינם יכולים להתקיים ללא המולקולות הללו.
"קרס הוא בית חרושת כימי", מסר בהודעה לתקשורת ד"ר סימון מארצ'י מ-SwRI, שהוביל את המחקר. "המינרלוגיה של קרס ייחודית בין גופי מערכת השמש הפנימית, וכ-20% מהמסה שלו סמוך לפני השטח הינה פחמן. הניתוח שלנו מראה שמולקולות עשירות בפחמן מעורבבות בקרס עם תוצרים של אינטראקציות בין מים לסלע, כמו חרסים".
דרך המשי הקוסמית של החומר האורגני?
הגשושית שחר, ששוגרה ב-2007, הייתה החללית הראשונה שיצאה לחקור את חגורת האסטרואידים שבין מאדיםלצדק. הגשושית הגיעה לקרס ב-2015 וסקרה את כוכב הלכת הננסי במשך שלוש שנים וחצי, עד שאזל לה הדלק בנובמבר השנה. גם בלי דלק, הגשושית צפויה להישאר במסלול יציב סביב קרס למשך 20 שנה לפחות.
תמונת תצריף של היבטים גיאולוגיים מעניינים בקרס. קרדיט: נאס
ככל הידוע לנו, קרס נוצר עם מערכת השמש שלנו – לפני 4.6 מיליארד שנה. הגשושית שחר מצאה בעבר נוכחות של מים וחומרים נדיפים אחרים, כמו אמוניום שנגזר מאמוניה, בכוכב הלכת הננסי. יחד עם ריכוז הפחמן שנמצא עתה, הכימיה של קרס מצביעה על כך שהוא נוצר בסביבה קרה מאוד, אולי רחוק יותר מהשמש מאשר צדק. שינויים מאוחרים יותר במסלולים של כוכבי הלכת הגדולים הם שדחפו את קרס למסלולו הנוכחי בחגורת האסטרואידים, כלומר בין צדק למאדים.
"המחקר החדש שלנו מעניק למעשה תפקיד חשוב לקרס בהערכת המוצא, האבולוציה וההפצה של חומרים אורגניים במערכת השמש הפנימית", אומר מארצ'י. "ייתכן שהעולם הקטן הזה אחראי להבנת השינויים בכימיה האורגנית של כדור הארץ".
עם זאת, עדיין לא ברור כיצד השיג קרס את הפחמן הזה – כלומר אם הפחמן היה מרוכז בקרום כוכב הלכת הננסי או שמא הוא נצבר על פני השטח על ידי הפצצה מתמדת של אסטרואידים פחמניים, כפי שניתן לראות בצלקות הרבות המעטרות את פניו. "שני התרחישים האפשריים חשובים", מסביר מארצ'י, "שכן הרכב המינרלים בקרס מצביע על אינטראקציות עם מים בקנה מידה עולמי, אינטראקציות שיכולות לספק את התנאים הנחוצים לכימיה אורגנית".
תלמידי תוכנית "מכמ אש" במעבדת מחקר ופיתוח לנוער במכללה האקדמית להנדסה בראודה | באדיבות המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה.
תכנית נוער חדשנית לפיתוח מערכת "מכמ אש" (מערכת כוכב מאדים לאחיזת שטח) יצאה השבוע לדרך במכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה במסגרת תכנית לקידום פרוייקטי חקר של סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע. מדובר בפרויקט חדשני, פורץ דרך ועתיר תקציב.
לתכנית נבחרו כ-50 בני נוער איכותיים בכיתות י'-יא' מהגליל, שעברו תהליכי מיון קפדניים. התלמידים ממגוון בתי ספר, ביניהם: בית ספר אלבשאאר למדעים בסחנין, תיכונים בכרמיאל (אורט פסגות ואורט כרמים) ובעכו (אורט דרסקי ואמית קנדי), הרב-תחומי נהריה מדעים ואומנויות ובית הספר העל-יסודי משגב.
מהלך התכנית ייחשפו התלמידים לתחומי ידע מעולם החלל בכלל ותקשורת בפרט, יפגשו עם מומחים מהארץ והעולם בתחומי החלל, ייחשפו למחקרים העדכניים בתחום זה, יבקרו במכוני מחקר, מוסדות אקדמיים ובתעשייה. גולת הכותרת היא בכך שהתלמידים יפתחו ויבנו בעצמם את מערכת "מכמ אש" שתבצע משימה אמיתית כחלק ממחקר וההערכות של האנושות להתיישבות במאדים. המערכת תוצב בגובה רב מעל ההתיישבות ותספק מידע עדכני בזמן אמת על התנאים הנמצאים מחוץ למבנה שיוקם במאדים כולל צילום היפר-ספקטראלי על מנת לאסוף מידע על המצאות מים, בעלי חיים וצמחים, ואיסוף מדדי סביבה באמצעות חיישנים ומערכות תקשורת. את הפיתוח והמחקר לתכנית יבצעו התלמידים בשיתוף פעולה עם פרויקט D-MARS הפועל במכתש רמון, שם הוקם מתקן המדמה שהות של בני האדם על מאדים. בנוסף, תלמידי התכנית ייקחו חלק פעיל בתכנית הדגל לפיתוח לווין הנוער הראשון בגליל "גליל-1" שפיתוחו נמצא בשלבים מתקדמים.
המכתש הגדול ביותר באחד מירחי מאדים, פובוס. קרדיט: נאס"א
פובוס ודימוס הם שני הירחים של כוכב הלכת מאדים. למרות זאת נראה כי כל דמיון בין שני אלו לבין ירחנו המוכר הוא מקרי בהחלט. למען האמת, השניים נראים יותר כמו אסטרואידים שמאדים, בעזרת כוח הכבידה שלו, "לכד" לעצמו מחגורת האסטרואידים הסמוכה. הם בעלי צורה משונה, פני השטח שלהם מצולקים מאוד מאוד ומלאי מכתשים. נוסף על כך הם קטנטנים ממש – ממדיו של פובוס הם 26.8 × 21 × 18.4 ק"מ, גדול אך במקצת מהכנרת שלנו, וממדיו של דימוס הם 15×12×10 ק"מ, בערך כגודלו של גוש דן. כיוון שהם כל כך קטנים, גם כוח הכבידה שלהם קטן בהתאם: אדם שמשקלו על פני כדור הארץ הוא 60 קילוגרם ישקול על פני פובוס 30 גרם בלבד, ולמעשה בקושי ירגיש בכוח משיכה כלשהו.
מקור השמות פובוס ודימוס הוא במיתולוגיה היוונית – צאצאיהם הלא כל כך משמחים של האלים ארס ואפרודיטה: דימוס, אל הטרור והאימה, ופובוס, אל הפחד והבעתה. שמות רשמיים בעברית עדיין אין להם, אך לקראת שבוע החלל הישראלי 2019 תזמין סוכנות החלל הישראלית את הציבור להציע שמות עבריים לירחים, וועדה מיוחדת של מדענים ומומחי לשון תבחר את השמות הטובים ביותר.
היווצרותם של ירחי מאדים
המראה האסטרואידי של שני הירחים תעתע לא מעט בחוקרים שניסו לגבש תאוריה שתתאר את תהליך היווצרותם. במהלך השנים הצטברו עוד ועוד נתונים וראיות שסתרו את תיאוריית "לכידת האסטרואידים", שלפיה הירחים הללו הם למעשה אסטרואידים שנלכדו בכוח המשיכה של מאדים ומאז חגים סביבו. החוקרים הופתעו לגלות כי ללווייניו של שכננו האדמוני יש קווי דמיון רבים יותר עם הירח שלנו מאשר עם משפחת האסטרואידים. הם נעים במסלול מעגלי כמעט מושלם סביב אזור קו המשווה של מאדים, ולפיכך הסבירות שהן אסטרואידים שנלכדו היא אפסית כמעט. יתרה מזאת, צבעם האדמוני והרכבם הכימי דומה מאוד לזה של מאדים, ועל כן סביר הרבה יותר שהם ילדיו הביולוגיים ולא ילדיו המאומצים.
גילויים אלו ורבים אחרים הכריעו את הכף, ובשנת 2016 התפרסם מאמר הטוען כי פובוס ודימוס, על אף מראם המתעתע, אינם אסטרואידים תועים, אלא נוצרו בעקבות התנגשות אסטרואיד ענק במאדים (או סדרת התנגשויות), בדומה לתאוריית ההיווצרות הרווחת לגבי הירח שלנו. ההתנגשות גרמה לכמות אדירה של מסה להתנתק ממאדים ולהקיפו כשכבת גרגירים ואבק. במשך מיליוני שנה התגבשה המסה המפוזרת לשני גושים מרכזיים, ואלה התהוו לירחים.
טיסה על פובוס ודימוס מסביב למאדים
פובוס, הקרוב והגדול מבין השניים, הוא גם המרתק ביותר. אם תחליטו לקפוץ אליו לביקור תיירותי מובטחת לכם חוויה קוסמית מהפנטת. מרחקו של פובוס ממאדים הוא 5,989 ק"מ בלבד, כך שמאדים נראה ממנו במרחק נגיעה ממש, והמראה העצום של הכוכב האדום על כל הריו ועמקיו מתפרש על פני יותר משליש מהשמיים. אבל לשם כך כדאי לכם להתמקם על הצד שפונה למאדים. כמו לירח שלנו, גם לפובוס ודימוס יש צד אחד שתמיד פונה למאדים: בשל כוח הכבידה של מאדים הם חגים סביב צירם באופן סינכרוני, בתיאום עם סיבובו של מאדים. כלומר משך הסיבוב שלהם סביב צירם זהה למשך ההקפה שלהם סביב מאדים.
פובוס מקיף את מאדים במהירות אדירה – כל 7.5 שעות. לו הייתם שוכבים עליו עם הפנים למאדים, הייתם רואים את נופיו האקזוטיים של הכוכב האדום משתנים לנגד עיניכם. כדאי גם ללבוש משהו חם, שכן הטמפרטורה הגבוהה ביותר שנמדדה על פניו של פובוס היא 4- מעלות צלזיוס. כשמאדים מסתיר מפניו את אור השמש הטמפרטורה יורדת ל-112- מעלות.
אי־נוחות נוספת מצפה בעיקר לאלה הרגישים לאבק, שכן רוב פני השטח מכוסים בשכבת אבק בגובה של מטר בערך. פני השטח של פובוס מצולקים במכתשים עמוקים מאוד ביחס לגודלו. קוטרו של המכתש הגדול ביותר הוא כ-8 ק"מ, ועדיין אין תשובה חד־משמעית לשאלה כיצד לא התפרק הירח השברירי מהפגיעה שיצרה את המכתש הזה. מערכת סדקים שנראית בבירור על פניו של פובוס היא כנראה מזכרת מאותו אירוע טראומטי.
דימוס, הירח הקטן והחיצוני, מקיף את מאדים פעם ב-30 שעות ו-9 דקות בערך. מרחקו ממאדים הוא כ-20,000 ק"מ, אז אל תצפו לראות ממנו את דמותו הענקית של מאדים כפי שהיא מתנוססת בשמי פובוס. אולם גם כאן מחכה לכם מראה מהודר במיוחד: מאדים ייראה גדול פי 1,000 ובהיר פי 400 מכפי שנראה לנו הירח שלנו כשהוא במלואו. פני השטח של דימוס חלקים הרבה יותר מאלו של אחיו הגדול, ולא תמצאו על פניו מכתשים רבים. אולם אחד מהמכתשים הוא עצום בגודלו, וקוטרו כ-9 ק"מ. הטמפרטורה הממוצעת עלי פני דימוס היא 40- מעלות צלזיוס, וגם הוא מכוסה בשכבה של אבק.
שני הירחים צולמו רבות על ידי חלליות ששוגרו למאדים: מרינר 7, מרינר 9, חלליות ויקינג, ועוד. מכלול צילומים זה אִפשר למפות את הירחים. לרזולוציה גבוהה במיוחד הגיעו התצלומים שצולמו בשנת 2011 על ידי המקפת מרס אקספרס, כשחלפה במרחק 100 ק"מ מפובוס. דימוס צולם ברזולוציה גבוהה מאוד על ידי מקפת הוויקינג שחלפה במרחק 48 ק"מ ממנו ושידרה לכדור הארץ תצלומים ברזולוציה של 3.3 מטר לפיקסל.
על פי התחזיות, לפובוס לא צפוי עתיד מזהיר. בגלל הקרבה הרבה שלו למאדים מופעלים עליו כוחות גאות אדירים המאטים את מהירות הקפתו, ובשל כך מרחקו ממאדים הולך וקטן במסלול ספירלי. כיום מרחקו הממוצע קטן בקצב של כמטר בכל מאה שנה, וככל הנראה בעוד מיליוני שנים הוא ייקרע לגזרים ויהפוך לטבעת פלנטרית שתקרוס לאט לתוך מאדים. אכן, סוג של סגירת מעגל, כי עפר מאדים אתה, פובוס, ואל עפר תשוב.
פרופ' מרקו אג'לו סופר פוטונים. קרדיט: Pete Martin / Clemson University
אנחנו חיים ביקום בן 13.7 מיליארד שנה. הכוכבים הראשונים ביקום נוצרו כשהוא היה "רק" בן כמה מאות מיליוני שנים. אמנם קצב היווצרות הכוכבים הגיע לשיאו לפני 11 מיליארד שנים, אבל היקום שלנו מעולם לא הפסיק לייצר כוכבים. כיום מאכלסים את היקום כטריליון-טריליון כוכבים. כעת, צוות בינלאומי של מדענים השתמש בנתונים מטלסקופ החלל פרמי של נאס"א על מנת למדוד לראשונה את כל האור שכל הכוכבים הפיצו אי פעם – ובכך להבין את קצב היווצרות הכוכבים לאורך העידנים השונים של היקום. תוצאות המחקר ההיסטורי מתפרסמות היום בכתב העת Science.
"מנתונים שאסף טלסקופ החלל פרמי, הצלחנו למדוד את כל אור הכוכבים שנפלט אי פעם", מסר בהודעה לתקשורת האסטרופיזיקאי מרקו אג'לו מאוניברסיטת קלמסון שבדרום קרוליינה, שהוביל את צוות החוקרים הבינלאומי. "ומאחר שרוב האור הזה נפלט על ידי כוכבים בגלקסיות, המדידה החדשה עוזרת לנו להבין טוב יותר את אבולוציית היווצרות הכוכבים בגלקסיות".
יקום מואר להפליא ועצום להחריד
אז כמה אור יש ביקום? לפי המדידה החדשה, מספר הפוטונים – חלקיקי האור הנצפה – שנפלטו ליקום הנצפה – כלומר לאותו חלק של היקום שאנו יכולים לצפות בו ממקומנו במרחב ובזמן – הוא 4x10^84.
כמה זה יוצא בפועל? תתכוננו, כי המספר אסטרונומי. לפי החוקרים, ביקום שלנו מסתובבים 4,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 ,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 פוטונים של אור.
זו כמובן כמות עצומה של אנרגיה, אך מעניין לציין שלמעט האור שבוקע מהכוכב שלנו ומשאר הכוכבים בגלקסיה, יתר אור הכוכבים שמגיע לכדור הארץ עמום ביותר – ועצמתי היא כשל אור הבוקע בחושך מוחלט מנורת 60 וואט הנמצאת במרחק ארבעה קילומטרים. במילים אחרות, היקום אולי מואר להפליא אבל הוא גם עצום להחריד.
הדמיה של היקום הנצפה- רדיוס של 93 מיליארד שנות אור (הודות להתפשטות היקום) המכיל הרבה אור. קרדיט: Andrew Z. Colvin
איך מודדים את כל האור ביקום?
טלסקופ החלל פרמי, ששוגר למסלול לווייני נמוך מסביב לכדור הארץ ב-2008 וציין לאחרונה עשור לפעילותו, מודד את קרינת האור בצורתה העוצמתית ביותר על פני הספקטרום האלקטרומגנטי – כקרינת גמא. הטלסקופ סיפק מידע רב על קרינת הגמא ביקום, ועל האינטראקציה בינה לבין אור הרקע החוץ-גלקטי (extragalactic background light, או EBL), שהוא ערפל קוסמי המורכב מכל הקרינה העל-סגולה, הנצפית והתת-אדומה שנפלטת מכוכבים או מענני גז ואבק הנמצאים בקרבתם.
אג'לו וצוותו ניצלו את היכולת של פרמי להבחין בין קרינת הגמא לקרינת הכוכבים, וניתחו כמעט תשע שנים של תצפיות אחר קרינת גמא הנפלטת מ-739 בלאזרים. בלאזרים הם חורים שחורים על-מסיביים פעילים, כלומר חורים שחורים ענקיים ה"זוללים" חומר, הנמצאים בלב גלקסיות ופולטים סילונים צרים של קרינה השועטים על פני הקוסמוס במהירויות הקרובות למהירות האור.
הדמיית אמן של בלאזר. הבלאזרים משמשים מדענים כמגדלורים באפלת היקום. קרדיט: JPL
כשסילון כזה פוגע בכדור הארץ, חוקרים יכולים להבחין בו אפילו אם מקורו בגלקסיה רחוקה ביותר. בדרך לגלקסיה שלנו, סילון הפוטונים של קרינת הגמא מהבלאזר חוצה את החלל הבין-גלקטי, ובדרכו הוא הוא חוצה גם את אור הרקע החוץ-גלקטי, כלומר את סך כל אור הכוכבים שנפלט מכל הגלקסיות. ומאחר שהפוטונים של קרינת הגמא הנמצאים בתוך הסילונים האלה מתנגשים עם הערפל הקוסמי הזה, החוקרים יכלו לחשב את צפיפות הפוטונים בין הגלקסיות על ידי מדידת כמות הפוטונים של קרני הגמא שנספגו בדרך.
מפת דרכים למפץ הגדול
ככלל, ההיסטוריה של היווצרות הכוכבים ביקום היא נושא שנחקר כבר עשורים רבים. אלא שעד כה היה קושי ממשי במדידת האור הבוקע מגלקסיות רחוקות או עמומות כל כך – שאין בנמצא טלסקופים המסוגלים להבחין בהן. החוקרים עקפו את הבעיה הזאת על ידי מדידת אור הרקע החוץ-גלקטי, שמורכב גם מאור גם מהגלקסיות הרחוקות והעמומות ביותר, הישג שהתאפשר, כאמור, הודות לנתונים החדשים של טלסקופ החלל קפלר על התפרצויות הגמא.
למדידתו הישירה של אור הרקע החוץ-גלקטי בכל שלבי האבולוציה של היקום ישנן השלכות מרחיקות לכת על תחומי מחקר רבים, כמו חקר האבק הקוסמי, האבולוציה של גלקסיות ופיזורו של החומר האפל. אבל אולי ההשלכה המרגשת מכולן היא היכולת שלנו למדוד באופן ישיר את ראשית הזמן. "הלוויינים הקיימים שלנו אינם מסוגלים לחקור את מיליארד השנים הראשונות בהיסטוריה של היקום שלנו", אמר אנג'לו. "המדידה החדשה מאפשרת להציץ הצצה ישירה ראשונה לתקופה הזאת".
בין היתר, החוקרים מקווים כי עבודתם תשמש כמעין מפת דרכים למשימות עתידיות שיחפשו אחר ראשיתן של הגלקסיות הקדומות ביותר – כמו באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שישוגר לפי התכנית ב-2021.
חיים על כוכב אחר | קרדיט: Driver Photographer via flickr
אי שם בשנות התשעים חיפשו סוכני ה- FBI מאלדר וסקאלי תופעות על־טבעיות ברחבי ארה"ב. העלילה נחשבה אז למופרכת ותויגה כמדע בדיוני. מה איתכם? האם אתם מאמינים שיש חוצנים?
על פי הערכות יש בין 200 ל 400- מילארדי פלנטות בגלקסיית שביל החלב, וכמה מאות מליארדי גלקסיות ביקום הנראה. לכן קל להניח שאנחנו לא לבד כאן. אז איפה הם כולם?
את השאלה הזו שאל בארוחת צוהריים אחת הפיזיקאי האיטלקי־אמריקאי אנריקו פֶרְמִי, והיא נעשתה לאחר מכן לפרדוקס הקרוי על שמו ודן בפער בין מספרי הפלנטות העצומים, שלפיהם סביר שיתקיימו ציוויליזציות ביקום שלנו, לבין הכישלון המוחלט שלנו לפגוש בהן. בפעילות זו נעלה השערות לפער, ובתוך כך נכיר הנחות יסוד ביחס ליקום, וכן נשער מהו מספר הציוויליזציות שוקקות החיים הסמוכות לנו.
מטרת השיעור: העלאת האפשרות שלפיה ייתכנו חיים תבוניים מחוץ לכדה"א.
מימין לשמאל: ד"ר עידו ענתבי, מוריס קאהן, אופיר אקוניס ועפר דורון. צילום: אלון רון
לאחר שלאחרונה הודיע משרד המדע על תמיכה ממשלתית במיזם החללית הישראלית הראשונה לירח, בהיקף של עד 7.5 מיליון שקל, הגיעו שר המדע אופיר אקוניס, מנכ"ל המשרד רן בר ומנהל סוכנות החלל הישראלית אבי בלסברגר לסיור במפעל חלל בו נבנית החללית. הפרוייקט מומן עד כה בעיקר מתרומות של אנשים פרטיים, ובראשם הפילנתרופ מוריס קאהן וקרן ד"ר מירי ושלדון אדלסון.
"האירוע הוא גאווה גדולה למדינה, למעשה זהו אירוע לאומי לכל דבר. אנחנו נמצאים זמן קצר לפני השיגור ההיסטורי של החללית ואין לי ספק ששמחת כל אזרחי ישראל תורגש כשהחללית תמריא", אמר השר אקוניס בביקור. "אני מאמין גדול שהנחיתה תהיה אחד מרגעי השיא של מדינת ישראל. לצד זה, הפעילות החינוכית שאנו עושים ביחד מניחה את היסודות למהנדסים ולמהנדסות שיעבדו בתחום החלל והמדע בעשור הבא".
״מה שהתחיל כמודל בגודל בקבוק של ליטר וחצי לצורך תחרות, הפך לאבטיפוס של חללית מסחרית עם יכולת להגיע לירח", ציין מנכ"ל SpaceIL ד"ר עידו ענתבי. "זהו העתיד של תעשיית החללית הישראלית״.
נשיא עמותת SpaceIL מוריס קאהן, אמר: ״אני שמח להגיע לרגע הזה. החללית היא הפרוייקט של כל עם ישראל״.
עפר דורון מנהל מפעל חלל בתעשייה האווירית שאירח את הביקור ציין כי מהנדסי ומהנדסות החלל בתעשייה האווירית עובדים ימים כלילות על מנת להשלים את הפעילויות ההנדסיות האחרונות בחללית שבקרוב תצא אל מסעה לקראת השיגור לירח.
סמנכ"לית SpaceIL שרי ברוש רכב, אמרה בביקור כי ״ אנחנו מברכים על שיתוף הפעולה החינוכי הפורה עם סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע, בעיקר בתחום החינוך ללימודי מדעים וטכנולוגיה. באמצעות פרויקט החללית, נאפשר לתלמידים בישראל לחלום חלומות גדולים במדינה הקטנה שלנו. מבחינה חינוכית, החללית היא סיפור הצלחה בכל מקרה".
رسم يجسد انسايت على سطح المريخ. حقوق الصورة: NASA/JPL-CALTECH
غداً (الاثنين 26.11) ستحاول مهمة انسايت (InSight) التابعة لناسا الهبوط على الكوكب الأحمر. وعلى خلاف المركبات الأخرى التي عملت وتعمل على المريخ، مثل "سبيريت" و"ابورتشونيتي" و"كيوريوسيتي"، ستهبط انسايت في منطقة تسمى سهل الاليسيوم – وهو سهل مترامي الأطراف، رتيب ومضجر، يمتد على طول خط الاستواء، ولا نتوقع أن تلتقط انسايت هناك أي صور رائعة لجبال أو أخاديد أو فوهات بركانية.
ولا بأس من ذلك، لأن انسايت ليست معدة لدراسة سطح المريخ – بل نواته. الغرض من المركبة التي أطلقتها ناسا، والتي غادرت الكرة الارضية على ظهر صاروخ الإطلاق أطلس 5 في الخامس من أيار هذا العام، هو أن تكون محطة رصد ثابتة على المريخ. ولهذا فإن سهل الاليسيوم هو المكان الأمثل لهبوطها: فهو منخفض بما يكفي ليمنح المركبة ثوان اضافية من التباطؤ عند هبوطها بواسطة المظلات عبر الغلاف الجوي الرقيق على المريخ، وهو خال من الحفر والصخور مما يجنب المركبة أي اصطدامات خلال الهبوط، وهو مضاء بما يكفي لتعبئة بطارياتها الشمسية على مدار السنة المريخية.
الموقع الذي ستهبط فيه انسايت غداً. حقوق الصورة: NASA
الموقع الذي ستهبط فيه انسايت غداً. حقوق الصورة: NASA
[node:field_countdown]
المهمة الأولى التي ستحفر عميقاً في المريخ
"انسايت" واسمها الكامل Mars Interior Exploration using Seismic Investigations Geodesy and Heat Transport – مجهزة بثلاثة مجسات علمية: مقياس اهتزازات (سيسموغراف) لمراقبة الهزات الارضية والاهتزازات الأخرى، و(مثقاب) سيحفر في تربة المريخ بعمق خمسة أمتار من أجل قياس درجات الحرارة تحت سطح الكوكب، وجهاز لقياس سرعة دوران الكوكب حول محوره.
ومن المفترض أن تزودنا المجسات الثلاثة معاً بلمحة اولى حول أعماق كوكب غريب عنا من حيث الحجم وتكوين النواة والغلاف والقشرة الخارجية – وأن تسمح للعلماء بمقارنة هذه المعطيات بمعطيات عن أعماق الكرة الأرضية. يتمنى العلماء في ناسا أن تزودهم هذه المعطيات برؤية جديدة حول بدايات النظام الشمسي ونشأة الكواكب السيارة الصخرية.
في العادة، تنشأ جميع الكواكب الصخرية في النظام الشمسي، والكواكب الصخرية الأخرى في الكون بأكمله كما يبدو، من خلال عملية تسمى التباين الجرمي (planetary differentiation). في هذه العملية تنفصل المواد المختلفة وفقاً لخصائصها الفيزيائية والكيميائية، بحيث تترسب المواد الاعلى كثافة في أعماق الكوكب وتطفو المواد الاقل كثافة على سطحه. ولهذا السبب فإن نواة الكرة الأرضية مكونة من عناصر معدنية ثقيلة مثل الحديد والنيكل، بينما تتكون قشرة الكرة الأرضية – التي نعيش عليها جميعاً – من عناصر أخف مثل الأكسجين والسيليكون والألمنيوم.
ولكننا لا نعرف الكثير عن عملية التباين الجرمي هذه، إذ أننا لا نمتلك سوى معلومات عن نموذج واحد لها فقط وهو الكرة الأرضية. عبر مقارنة تأثيرات هذه العملية على الكرة الأرضية مع تأثيراتها على المريخ، فإنه من المتوقع أن تزودنا مهمة انسايت بتفسير أفضل لعملية تطور الكواكب الصخرية.
اطلاق مهمة انسايت. المهمة الأولى العابرة للكواكب والتي انطلقت من الساحل الغربي للولايات المتحدة | حقوق الصورة: NASA/Bill Ingalls
بالطبع، فلن تلقي انسايت الضوء على تاريخ الكرة الأرضية فقط – بل كذلك على حاضر المريخ. السيسموغراف فائق الحساسية في انسايت قادر على التعرف على الاهتزازات بمستوى يسمح لنا بمراقبة الهزات الارضية والنشاط التكتوني (انزلاق الصفائح التكتونية) في المريخ – هذا إن كان المريخ ما يزال نشطاً جيولوجيا. وكذلك قياس تأثيرات اصطدام الشهب في عالم ذو غلاف جوي رقيق. من المفترض أن يؤكد السيسموغراف ايضاً المعطيات التي تشير إلى وجود جيوب مائية بحالتها السائلة تحت سطح المريخ. فاذا كانت هناك بالفعل، سيتمكن السيسموغراف من استشعار وجودها.
رسم يجسد انسايت على سطح المريخ. حقوق الصورة: NASA/JPL-CALTECH
غداً (الاثنين 26.11) ستحاول مهمة انسايت (InSight) التابعة لناسا الهبوط على الكوكب الأحمر. وعلى خلاف المركبات الأخرى التي عملت وتعمل على المريخ، مثل "سبيريت" و"ابورتشونيتي" و"كيوريوسيتي"، ستهبط انسايت في منطقة تسمى سهل الاليسيوم – وهو سهل مترامي الأطراف، رتيب ومضجر، يمتد على طول خط الاستواء، ولا نتوقع أن تلتقط انسايت هناك أي صور رائعة لجبال أو أخاديد أو فوهات بركانية.
ولا بأس من ذلك، لأن انسايت ليست معدة لدراسة سطح المريخ – بل نواته. الغرض من المركبة التي أطلقتها ناسا، والتي غادرت الكرة الارضية على ظهر صاروخ الإطلاق أطلس 5 في الخامس من أيار هذا العام، هو أن تكون محطة رصد ثابتة على المريخ. ولهذا فإن سهل الاليسيوم هو المكان الأمثل لهبوطها: فهو منخفض بما يكفي ليمنح المركبة ثوان اضافية من التباطؤ عند هبوطها بواسطة المظلات عبر الغلاف الجوي الرقيق على المريخ، وهو خال من الحفر والصخور مما يجنب المركبة أي اصطدامات خلال الهبوط، وهو مضاء بما يكفي لتعبئة بطارياتها الشمسية على مدار السنة المريخية.
[[{"fid":"4035","view_mode":"default","fields":{"class":"media-element file-default cke_widget_element","data-delta":"1"},"type":"media","field_deltas":{"1":{"class":"media-element file-default cke_widget_element","data-delta":"1"}},"link_text":null,"attributes":{"title":"الموقع الذي ستهبط فيه انسايت غداً. حقوق الصورة: NASA","class":"media-element file-default","data-delta":"1"}}]]
[node:field_counddown_title_]
[node:field_countdown]
المهمة الأولى التي ستحفر عميقاً في المريخ
"انسايت" واسمها الكامل Mars Interior Exploration using Seismic Investigations Geodesy and Heat Transport – مجهزة بثلاثة مجسات علمية: مقياس اهتزازات (سيسموغراف) لمراقبة الهزات الارضية والاهتزازات الأخرى، و(مثقاب) سيحفر في تربة المريخ بعمق خمسة أمتار من أجل قياس درجات الحرارة تحت سطح الكوكب، وجهاز لقياس سرعة دوران الكوكب حول محوره.
ومن المفترض أن تزودنا المجسات الثلاثة معاً بلمحة اولى حول أعماق كوكب غريب عنا من حيث الحجم وتكوين النواة والغلاف والقشرة الخارجية – وأن تسمح للعلماء بمقارنة هذه المعطيات بمعطيات عن أعماق الكرة الأرضية. يتمنى العلماء في ناسا أن تزودهم هذه المعطيات برؤية جديدة حول بدايات النظام الشمسي ونشأة الكواكب السيارة الصخرية.
في العادة، تنشأ جميع الكواكب الصخرية في النظام الشمسي، والكواكب الصخرية الأخرى في الكون بأكمله كما يبدو، من خلال عملية تسمى التباين الجرمي (planetary differentiation). في هذه العملية تنفصل المواد المختلفة وفقاً لخصائصها الفيزيائية والكيميائية، بحيث تترسب المواد الاعلى كثافة في أعماق الكوكب وتطفو المواد الاقل كثافة على سطحه. ولهذا السبب فإن نواة الكرة الأرضية مكونة من عناصر معدنية ثقيلة مثل الحديد والنيكل، بينما تتكون قشرة الكرة الأرضية – التي نعيش عليها جميعاً – من عناصر أخف مثل الأكسجين والسيليكون والألمنيوم.
ولكننا لا نعرف الكثير عن عملية التباين الجرمي هذه، إذ أننا لا نمتلك سوى معلومات عن نموذج واحد لها فقط وهو الكرة الأرضية. عبر مقارنة تأثيرات هذه العملية على الكرة الأرضية مع تأثيراتها على المريخ، فإنه من المتوقع أن تزودنا مهمة انسايت بتفسير أفضل لعملية تطور الكواكب الصخرية.
اطلاق مهمة انسايت. المهمة الأولى العابرة للكواكب والتي انطلقت من الساحل الغربي للولايات المتحدة | حقوق الصورة: NASA/Bill Ingalls
بالطبع، فلن تلقي انسايت الضوء على تاريخ الكرة الأرضية فقط – بل كذلك على حاضر المريخ. السيسموغراف فائق الحساسية في انسايت قادر على التعرف على الاهتزازات بمستوى يسمح لنا بمراقبة الهزات الارضية والنشاط التكتوني (انزلاق الصفائح التكتونية) في المريخ – هذا إن كان المريخ ما يزال نشطاً جيولوجيا. وكذلك قياس تأثيرات اصطدام الشهب في عالم ذو غلاف جوي رقيق. من المفترض أن يؤكد السيسموغراف ايضاً المعطيات التي تشير إلى وجود جيوب مائية بحالتها السائلة تحت سطح المريخ. فاذا كانت هناك بالفعل، سيتمكن السيسموغراف من استشعار وجودها.
אינסייט השתמשה במנועים רקטיים כדי להאט את נחיתתה על מאדים. קרדיט: NASA/JPL-Caltech
ביום שני, 26.11 בשעה 22:00 (שעון ישראל), משימת אינסייט (InSight) של נאס"א נחתה על כוכב הלכת האדום. שלא כמו הרוברים שפעלו ופועלים על מאדים, כמו ספיריט, אופרטוניטי וקיוריוסיטי, אינסייט נחתה באזור ששמו מישור האליסיום – מישור רחב ידיים, חדגוני ומשעמם, המשתרע על פני קו המשווה. מאינסייט אנחנו לא צפויים לקבל תמונות מרהיבות של הרים, ערוצים ומכתשים. וזה בסדר גמור, כי אינסייט לא נועדה לחקור את פני השטח של מאדים – אלא את ליבו.
מטרת הנחתת של נאס"א, שעזבה את כדור הארץ על גבי משגר אטלס 5 ב-5.5 השנה, היא להוות תחנת ניתור נייחת על מאדים. ולשם כך מישור האליסיום הוא מיקום מושלם: נמוך דיו כדי לאפשר להחללית עוד כמה שניות של בלימה, באמצעות מצנחים באוויר הדליל של מאדים; חף מבורות ומסלעים, כדי שהיא לא תתרסק בנחיתה; ומואר מספיק, כדי לאפשר לה למלא את המצברים לכל אורך השנה המאדימית. הנחיתה נמשכה כשש דקות, והיא למעשה השלב הקריטי במשימה, וכן המועד ביותר לתקלות.
התמונה הראשונה של מאדים שצולמה על ידי אינסייט, לאחר הנחיתה. קרדיט: NASA/JPL-Caltech
התמונה הראשונה של מאדים שצולמה על ידי אינסייט, לאחר הנחיתה. קרדיט: NASA/JPL-Caltech
המשימה הראשונה שתחפור לעומק מאדים
אינסייט – ובשמה המלא, Mars Interior Exploration using Seismic Investigations Geodesy and Heat Transport – מצוידת בשלושה חיישנים מדעיים: סיסמוגרף, שינטר רעידות אדמה ורעשים אחרים; "חפרפרת", שתחפור באדמת מאדים לעומק של חמישה מטרים כדי לבדוק את הטמפרטורה מתחת לפני השטח; ומכשיר שימדוד את מהירות הסיבוב של כוכב הלכת על צירו.
יחד, חיישנים אלו עתידים לספק לנו הצצה ראשונה לקרביים של כוכב לכת זר – לגודל ולהרכב הגלעין, המעטפת והקרום – ולאפשר למדענים להשוות את אלו לפנים כדור הארץ. בנאס"א מקווים שהצצה תספק תובנות חדשות לגבי ראשית מערכת השמש והיווצרות כוכבי הלכת הסלעיים.
ככלל, כל כוכבי הלכת הסלעיים במערכת השמש, וככל הנראה כל כוכבי הלכת הסלעיים ביקום בכלל, נוצרים בתהליך שנקרא דיפרנציאציה פלנטרית (planetary differentiation). בתהליך זה מופרדים החומרים השונים לפי תכונותיהם הפיזיות והכימיות, כך שחומרים בעלי מסה כבדה יותר יותר שוקעים פנימה וחומרים צפופים פחות מתרוממים אל פני השטח. מסיבה זו גלעין כדור הארץ מורכב מיסודות מתכתיים כבדים כמו ברזל וניקל, ואילו יסודות קלים יותר, כמו חמצן, סיליקון ואלומיניום, מרכבים את קרום כדור הארץ – עליו כולנו חיים.
אלא שדיפרנציאציה פלנטרית היא תהליך שאנו יודעים מעט מאוד לגביו, שכן יש בידינו מידע רק על דוגמה אחת שלו – כדור הארץ. על ידי השוואת תוצאות התהליך בכדור הארץ לאלו של מאדים, משימת אינסייט צפויה לספק הסבר טוב יותר לאבולוציה של כוכבי לכת סלעיים.
אינסייט משתגרת. המשימה הבין-פלנטרית הראשונה ששוגרה מהחוף המערבי של ארה
אינסייט משתגרת. המשימה הבין-פלנטרית הראשונה ששוגרה מהחוף המערבי של ארה"ב | קרדיט: NASA/Bill Ingalls
כמובן, אינסייט לא תשפוך אור רק על עברו של כדור הארץ – אלא גם על ההווה של מאדים. הסיסמוגרף הרגיש להפליא של אינסייט מסוגל לזהות ויברציות ברמה שתאפשר לו לנתר רעידות אדמה ופעילות טקטונית במאדים – אם אמנם מאדים עוד פעיל גאולוגית – וכן למדוד את היקף פגיעת המטאוריטים בעולם דליל האטמוספרה. הסיסמוגרף אמור גם לאשש הממצאים המעידים על קיומם של כיסי מים נוזלים מתחת לפני השטח. אם הם שם, הסיסמוגרף של אינסייט יחוש בהם.
תחנת החלל הבינלאומית, ההתיישבות הקבע היחידה של האנושות בחלל. קרדיט: נאס"א
לפני 20 שנה, ב-20 בנובמבר 1998, שוגרה מנמל החלל קוסמודרום בייקונור חללית קטנה. החללית נקראה זאריה, "שחר" ברוסית, שכן היא סימלה שחר של יום חדש בשיתוף הפעולה בין מעצמות החלל לאחר נפילת בריה"מ. שבועיים לאחר מכן, האמריקנים שיגרו את Unity ("אחדות") שחברה ל"שחר" במסלול סביב כדור הארץ. זאת הייתה ראשיתה של סדרה של שיגורים שהביאו עוד ועוד חלקים שהלכו והצטרפו למבנה היקר ביותר שבנתה האנושות, וללא ספק אחד המרשימים שבהם: תחנת החלל הבינלאומית.
לפי הערכות, עלות בנייתה של תחנת החלל עברה את רף ה-150 מיליארד דולר – כבר ב-2010. לשם השוואה, תקציבה הכולל של מדינת ישראל לשנת 2019 עומד על 116 מיליארד דולר. התחנה היא גם ההתיישבות הקבע היחידה של האנושות בחלל. היא מיושבת ברציפות מאז נובמבר 2000 ונכון לינואר השנה, 230 אסטרונאוטים מ-18 מדינות חיו ועבדו בה למשך זמן של עד שנה.
תחנת החלל הבינלאומית בהשוואה למגרש פוטבול. קרדיט: נאס
תחנת החלל הבינלאומית בהשוואה למגרש פוטבול. קרדיט: נאס"א
תחנת החלל, שבנייתה הושלמה ב-2010 אך עד היום נוספים לה רכיבים נוספים, היא מבנה בגודל מגרש פוטבול אמריקני – כלומר היא גדולה יותר ממגרש כדורגל. כמובן, רוב השטח הזה מוקצה לפאנלים סולאריים שמאפשרים לתחנה להמשיך לפעול. שטח המגורים והעבודה של האסטרונאוטים הוא בערך בגודל של מטוס בואינג 747. בחלק מהמעברים שלה, תחנת החלל הבינלאומית היא העצם המאיר ביותר בשמי הלילה אחרי הירח. ניתן לראות אותה ללא כל עזרים, בעודה חולפת מעל ישראל בגובה של בין 330 ל-435 ק"מ מעל פני הים ובמהירות של 27,600 קמ"ש.
במילים אחרות, תחנת החלל הבינלאומית משלימה 15.5 הקפות סביב כדור הארץ מדי יום. אם הייתם נמצאים על סיפון התחנה, הייתם רואים את השמש זורחת ושוקעת מדי 90 דקות בערך. למעשה, התחנה נמצאת בנפילה חופשית כבר 20 שנה. האסטרונאוטים שמרחפים בתחנת החלל אינם מרחפים באפס כבידה – אלא נופלים עם סיבוב כדור הארץ, כמו מעלית שלעולם אינה מגיעה לקרקע.
אמנם תחנת החלל הבינלאומית היא פרויקט של סוכנויות החלל האמריקנית, הרוסית, האירופית, היפנית והקנדית, אבל כשמה כן היא – בינלאומית. התחנה היא מעבדת המחקר היוקרתית בעולם, ובכל יום נערכים בה ניסויים ייחודיים בביולוגיה, בפיזיולוגיה, בפיזיקה, באסטרונומיה ובשלל תחומים נוספים הזקוקים לתנאי המיקרו-כבידה. אלא שלא הרבה יודעים כי בין הניסויים ניתן למנות גם שורה ארוכה של ניסויים כחול-לבן, שהזניקו את המדע הישראלי ואת התעשייה הישראלית למאה ה-21. אז לכבוד חגיגות ה-20 לתחנת החלל הבינלאומית, אספנו לכם שישה ניסויים ישראליים מדהימים, שנערכו ויערכו בתחנת החלל.
מה עשיתם בשבת בבוקר? שתיתם קפה? קראתם עיתון? יופי, כי בשבת הזאת שוגרה בהצלחה מעבדת חלל שפיתחה החברה הישראלית ספייס פארמה לתחנת החלל הבינלאומית. היה זה הביקור השלישי של ספייס פארמה בתחנת החלל הבינלאומית.
שיגור מעבדת החלל, שנעשה כחלק מחללית האספקה סיגנוס לתחנת החלל, הוזמן על ידי מכון מחקר אמריקאי המבצע ניסוי ראשון מסוגו לבחינת השפעת תת-כבידה על תאי גזע להפקת שריר. המעבדה, שפיתוחה נתמך על ידי סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע, מתנהלת ללא מגע אדם ונשלטת ישירות על ידי החוקרים המבצעים את המחקר מכדור הארץ – ממש מהטלפון הנייד שלהם.
מעבדת החלל של ספייס פארמה, המתנהלת ללא מגע יד אדם, ונשלטת מהטלפונים הניידים של החוקרים השונים בכדור הארץ. קרדיט: Spacepharma
מעבדת החלל של ספייס פארמה, המתנהלת ללא מגע יד אדם, ונשלטת מהטלפונים הניידים של החוקרים השונים בכדור הארץ. קרדיט: Spacepharma
ככלל, החלל מציע סביבה מושלמת לעריכת ניסויים ביולוגיים וכימיים, לרבות פיתוח תרופות חדשות. מחקרים מצביעים על כך שתנאי מיקרו-כבידה מאיצים תהליכים ביולוגיים וכימיים רגילים, כך שהתוצאות מתקבלות מהר יותר, ללא הפרעות חיצוניות ובתנאי קיצון. כך, למשל, חיידקים בחלל החיצון מפתחים עמידות מהירה לתרופות בשל תנאי העקה המיוחדים – ותרופה שהוכחה כיעילה נגד חיידקי החלל הללו צפויה לגבור בקלות על חיידקים ארציים מאותו הזן.
המעבדות של ספייס פארמה – בגודל קופסת נעליים ובמשקל 2.3 קילו בלבד – מציעות לחוקרים מרחבי העולם פלטפורמה זולה וחכמה לעריכת ניסויים בחלל. "בעתיד הקרוב", אומר מייסד ספייס פארמה יוסי ימין, "תרופות שפותחו בחלל החיצון יהיו זמינות על כל מדף בכל בית מרקחת".
II. רמון ספייסלאב: מהתיכון בפתח תקווה לתחנת החלל הבינלאומית
מה אתם עשיתם בתיכון, שיחקתם כדורגל? כי שלושה ניסויים שתכננו תלמידי תיכון במסגרת תוכנית רמון ספייסלאב, בהובלת קרן רמון וסוכנות החלל הישראלית במשרד המדע, שוגרו בחודש יוני השנה לתחנת החלל הבינלאומית על גבי חללית אספקה של חברת ספייס אקס.
בית ספר עמל שחקים בנהריה תכנן ניסוי הבוחן כיצד המיקרו-כבידה משפיעה על קצב הפעפוע והיווצרות האבנים בכליות, במטרה לייעל את הטיפול בדיאליזה פה בכדור הארץ; בית הספר הרב-תחומי עמל ב' מפתח תקווה בנה ניסוי לבדיקת השפעת המיקרו-כבידה על התרבות תאים בוני עצם בנוכחות מוגברת של סידן – במטרה לפתח תזונה נכונה יותר לאסטרונאוטים, הנוטים לאבד מסת עצם בחלל, וכן לתרום לחקר מחלת האוסטאופורוזיס בכדור הארץ; ואילו תלמידי בית הספר אורט דקל וילנאי במעלה אדומים תכננו ניסוי לבדיקת השפעת המיקרו-כבידה על משקעים שנוצרו מתאים בוני עצם בהשפעת סידן אמורפי, במטרה לבלום את האצת האוסטאופורוזיס בחלל עקב קרינה קוסמית והיעדר פעילות גופנית.
את הניסויים ששוגרו לתחנת החלל הבינלאומית בנו תלמידי התיכון בתוכנית רמון ספייסלאב בעזרת מנחים בעלי רקע במדעים והכשרה ייעודית מטעם קרן רמון, לצד מורים למדעים מטעם בתי הספר.
III. דוכיפת 2: לוויין התלמידים שעשה היסטוריה
עם כל הכבוד לעגבניות שרי ול-Waze, ישראל הפכה ב-2014 למדינה השנייה בעולם ששיגרה לוויין תלמידים – דוכיפת 1 – והוא ממשיך להחזיק בתואר לוויין התלמידים בעל משך החיים הארוך ביותר.
ואילו בחודש אפריל השנה שוגר יורשו, דוכיפת 2, מנמל החלל קייפ קנוורל שבארה"ב. הלוויין, מיזם משותף של סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע ועיריית הרצליה, שוגר על גבי משגר מסוג אטלס-5, כשהוא נישא על גבי חללית האספקה ג'ון גלן. לאחר מסע בן ארבעה ימים בחלל, הגיע הלוויין, יחד עם שאר לווייני הפרויקט QB50 של האיחוד האירופי, אל תחנת החלל הבינלאומית. דוכיפת 2 הוא לוויין התלמידים היחיד שישוגר במיזם, בעוד שאר הלוויינים נבנו בידי סטודנטים וחוקרים מבוגרים.
לאחר שהגיע הלוויין לתחנת החלל, הוא הועבר אל חלקה היפני של התחנה, ולאחר שלושה חודשים שוגר מהתחנה באמצעות זרוע רובוטית מיוחדת שהפעילו האסטרונאוטים בתחנה. הננו-לוויין, שמשקלו 1.8 ק"ג בלבד, חוקר בימים אלה את צפיפות הפלזמה ביונוספרה התחתונה. הנתונים המתקבלים מהלוויין מועברים לתחנת הקרקע במרכז המדעים הרצליה, שם מפענחים אותם התלמידים.
יוסטון, הכול סבבה: תלמידים מקבוצת מרכז המדעים הרצליה בחדר הנקי שבו נבנה הלוויין
יוסטון, הכול סבבה: תלמידים מקבוצת מרכז המדעים הרצליה בחדר הנקי שבו נבנה הלוויין
יותר מ-80 תלמידים – מאופקים, מירוחם, מעפרה, מחוּרה (הפזורה הבדואית) ומהרצליה – עמלו במשך שנתיים על פיתוח דוכיפת 2. התלמידים עבדו בעשרה צוותים ולרשותם עמדו חדר נקי, מעבדת אלקטרוניקה ותחנת קרקע לתקשורת עם לוויינים. כל צוות היה אחראי לתחום אחר כגון בחינת המפרט הטכני, תכנות מערכת ההפעלה, פענוח נתוני הלוויין, בקרה, הנדסת מערכת ועוד, כאשר את התלמידים ליוו מהנדסים מהאקדמיה וממפעל מבת חלל בתעשייה האווירית.
IV. חליפת החלל של סטמראד: חליפת חלל כחול-לבן על מאדים
במחצית השנייה של 2019 תשוגר חליפת חלל מתוצרת רמת החיל לתחנת החלל הבינלאומית – כתחנת מעבר בדרכה למאדים.
את החליפה החדשנית, אסטרו-ראד, פיתחה החברה הישראלית סטמראד. החליפה המיוחדת נועדה להגן על אסטרונאוטים במאדים מפני הקרינה הקוסמית במסע לכוכב הלכת האדום ובמהלך השהות על פני כוכב הלכת. לאחר שהאסטרונאוטים בתחנת החלל יבדקו עד כמה החליפה נוחה לעבודה (וגם לשינה), בובה שפיתחה סוכנות החלל הגרמנית תלבש אותה בטיסת הבכורה של מעבורת החלל אוריון מסביב לירח. הטיסה מסביב לירח תהיה המבחן הקריטי של החליפה לקראת הטיסות הבאות של אוריון, שיהיו מאוישות. השאיפה היא כי החליפה תיכלל במסע המאויש לירח Exploration Mission 2, המתוכנן לשנת 2021 – וכל זה כהכנה למסע ההיסטורי למאדים.
החליפה להגנה מקרינה, לצד מעבורת החלל החדשה של נאס"א – אוריון | צילום: סטמראד
אסטרו-ראד, הנושאת דגל כחול-לבן, מבוססת על עקרון ההגנה הסלקטיבית של מח העצם ושל הריאות, החזה, הקיבה, המעי הגס והשחלות – איברים הרגישים במיוחד להיווצרות תאים סרטניים עקב חשיפה לקרינה. החליפה, אשר הותאמה בשלב הראשון לנשים עקב רגישותן היתרה לקרינה, עשויה מחומרים עתירי מימן, והיא מולבשת על פלג הגוף העליון בדומה לווסט.
למעשה, החליפה פותחה בעקבות ההצלחה של המוצר הראשון של חברת סטמראד – חגורה המגנה על מח העצם באגן הירכיים – אשר נפוצה היום מאוד בקרב "מגיבים ראשונים" כמו לוחמי אש בכל רחבי העולם. סטמראד משתפת פעולה עם חברת לוקהיד מרטין כדי להתאים את הטכנולוגיה של החליפה לשימוש בחלל.
V. לובסטר: למדוד את האנרגיה החזקה ביקום
היקום הוא מקום אלים להפליא, אבל יש אירוע קוסמי אחד שאין שני לו בעוצמתו: התפרצות קרני גמא. בשנים האחרונות, קבוצת חוקרים מהטכניון, בהובלת של פרופ' אהוד בכר ופרופ' שלומית טרם, מפתחים גלאי שיזהה התפרצויות גמא בחלל – ואולי יציל את כדור הארץ בעתיד הרחוק.
המחקר הישראלי, הנתמך על ידי סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע, זכה ב-2017 לתמיכת נאס"א בסך מאות מיליוני דולרים – מבין מאות הצעות שהוגשו מכל רחבי העולם. הגלאי מהטכניון יעבוד בצמוד לטלסקופ רנטגן שנקרא "לובסטר". הטלסקופ, בעל שדה ראייה רחב במיוחד כמו שדה הראייה של לובסטרים, ישוגר לתחנת החלל הבינלאומית בשנת 2022.
מטרת המשימה האמריקאית-ישראלית, היא לזהות התפרצויות גמא כתוצאה מהתנגשויות עוצמתיות בין גופים דחוסים מאוד, כמו חורים שחורים וכוכבי ניטרונים, המהווים גם את המקורות של גלי כבידה. עד כה זוהו מספר גלי כבידה כתוצאה מהתנגשויות קוסמיות אלו, אולם מאף אחד מהאירועים האלה עוד לא התגלתה התפרצות של קרינה אלקטרומגנטית. שדה הראייה של לובסטר, לצד רגישות הגלאי הישראלי, יאפשרו לזהות התפרצויות גמא בזמן אמת – ובמקביל לגלאי גלי הכבידה בכדור הארץ. מדענים מאמינים שהתפרצויות קרני גמא אחראיות להכחדות המוניות בהיסטוריה של כדור הארץ, והן עלולות להביא להכחדות המוניות גם בעתיד.
הגלאי שפותח בטכניון מבוסס על גביש, הבולע את חלקיקי קרינת הגמא ויוצר אור נראה, שנקלט על ידי מכפיל אור והופך לאות אלקטרוני. מהאות שיתקבל יהיה ניתן לזהות את האנרגיה של החלקיק, ואת הזמן המדויק שבו הגיע לתחנת החלל הבינלאומית. "תיוג הזמן חשוב כדי לחקור את אופי ההתפרצות, וכדי לקשור אותה לאירועים אחרים כגון גלי הכבידה", מסביר פרופ' בכר.
תחנת החלל הבינלאומית חולפת מעל אירופה והמזרח התיכון. קרדיט: Image Science & Analysis Laboratory, NASA Johnson Space Center
VI. החיידקים של אילן רמון: הישראלים הראשונים בחלל
ב-8 ביולי 2011 שוגרה המשימה ה-135 והאחרונה בהחלט של תוכנית מעבורות החלל האמריקנית. אחרי אסון מעבורת קולומביה, המעבורת אטלנטיס שוגרה לחלל ועגנה בהצלחה בתחנת החלל הבינלאומית, כשהיא מספקת לה, בין היתר, שלושה ניסויים תוצרת ישראל – הראשונים בתולדותיה.
"היו שם שלושה ניסויים של מכון פישר", אומר טל ענבר, ראש מכון פישר למחקר אסטרטגי אוויר וחלל. "הניסוי הראשון היה של תאי עצם של בני אדם חיים, הניסוי השני, שנערך בשותפות עם חברת שטראוס מים, נועד לבדוק מערכת חדישה לטיהור מים, והניסוי השלישי עסק בחיידקים פרוביוטיים מהסוג שאילן רמון ז"ל לקח איתו לחלל. למעשה, זה לא רק היה המשכו של אותו ניסוי, אלא ממש דורות ההמשך של אותם חיידקים. ניסויי החיידקים ותאי העצם בוצעו בשותפות עם בית הספר לרפואה באוניברסיטה העברית והמרכז הרפואי הדסה הר הצופים, וזכו לתמיכה סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע".
מה יהיה עתידה של תחנת החלל הבינלאומית?
כאמור, תחנת החלל הבינלאומית היא המבנה היקר ביותר שבנתה האנושות. אבל גם פעילותו השוטפת עולה כסף, הרבה מאוד כסף. בנוסף, גם משמעותה הפוליטית של התחנה, כמגדלור מדעי רב-לאומי שמתעלה על המחלוקות שלנו כאן בכדור הארץ, הולכת ומאבדת מכוחה בסדר היום החדש.
לפי ההסכם בין ארה"ב ורוסיה, השותפות העיקריות בפרויקט, תחנת החלל הבינלאומית תמשיך במסלולה הרגיל עד שנת 2024. לאחר מכן איש לא יודע מה יעלה בגורל ההתנחלות האנושית היחידה בחלל. רוסיה מעוניינת למכור את חלקה בתחנה לתיירי חלל, ובעצם להפוך את תחנת המחקר לבית מלון מפואר, וגם ממשל טראמפ כבר הודיע על רצונו למכור את חלקה האמריקני של התחנה ליזמים פרטיים. בתקציב 2019 תשקיע נאס"א 150 מיליון דולר בפיתוח פלטפורמות עסקיות בתחנה, במטרה לרקוד על שתי החתונות: להפריט את תחנת החלל הבינלאומית, ובמקביל להמשיך לערוך בה ניסויים מדעיים.
