1artemis_plan_web_banner.jpg

תוכנית ארטמיס של נאס"א עתידה להנחית בני אדם על אדמת הירח עד שנת 2025. אבל רגע, לא היינו כבר בירח? למה לחזור לשם? למה לא לשאוף למאדים?

ובכן, גם לֵייף אייריקסון הוויקינגי "גילה" את אמריקה כבר בשנת 1000, אבל רק 500 שנה אחר כך הגיעו לשם המתיישבים מאירופה וחיברו את אמריקה לשאר העולם. בדומה לזה, מטרת תוכנית אפולו הייתה להגיע לירח – שעה שמטרת תוכנית ארטמיס היא להישאר בירח ולהופכו לבסיס קבע.

12 אמריקנים דרכו על הירח בין השנים 1969–1972, במשימות אפולו 11 עד 17. הם נחתו באזורים שונים, יצאו לפעילות מדעית חוץ-רכבית על אדמת הירח, וחזרו לכדור הארץ כעבור ימים אחדים. בתוכנית ארטמיס, ארצות הברית ושותפותיה (לרבות ישראל) יקימו תחנת מחקר מאוישת בקוטב הדרומי של הירח – היישוב הראשון של האנושות על עולם אחר. ממשימה למשימה יבנו האסטרונאוטים של ארטמיס את התשתית הדרושה לשהייה ארוכה יותר ויותר, וילמדו לנצל משאבים מקומיים כדי לייצר לעצמם מים, חמצן ודלק. 

בד בבד עם הנחיתות הראשונות על פני השטח, נאס"א תבנה את הלונר גייטוויי, תחנת חלל בינלאומית שתקיף את הירח. תחנת החלל הירחית תחליף עם הזמן את תחנת החלל הבינלאומית שמקיפה כעת את כדור הארץ (ובעצמה תוחלף בתחנות חלל מסחריות), ותשמש כפלטפורמה לחקר הירח. אסטרונאוטים מכל העולם יוכלו יום אחד לחיות ולעבוד בלונר גייטווי ולרדת ממנה למסעות מחקר הולכים ותכופים על פני הירח, ובהמשך, בעשור הבא, גם להשתגר מהתחנה למשימות המאוישות הראשונות למאדים.

2-51989954220_d70bbb03da_k.jpg

ראשית, בתכנון נכון ייתכן שיהיה קל וזול יותר לשגר משימות למאדים דווקא מהירח ולא מכדור הארץ, שכן כוח הכבידה של הירח הוא רק שישית מזה של כדור הארץ. אבל לא פחות חשוב מכך, בסיס קבע ירחי יהיה אמת מידה ליכולתה של האנושות להתיישב על הכוכב האדום.

בנקודה הקרובה ביותר של מאדים לכדור הארץ, הוא מרוחק מאיתנו כ-55 מיליון ק"מ (לעומת 400 מיליון ק"מ בנקודה הרחוקה). מסע למאדים יארך אם כן כ-21 חודשים: תשעה חודשים הלוך, שלושה חודשים על מאדים בהמתנה להתקרבות של שני כוכבי הלכת, ועוד תשעה חודשים במסע חזרה. זהו פרק זמן ארוך יותר משיא השהייה בחלל, שנכון ל-2022 עומד על 14 חודשים, ושייך לקוסמונאוט ולרי פוליאקוב.

לאנושות אין עדיין לא הניסיון ולא הכלים לנחיתה מאוישת על מאדים. איננו יודעים מה תהיה ההשפעה של 18 חודשי מיקרו-כבידה על גוף האדם, או מה תהיה השפעת הכבידה של מאדים, שהיא רק שליש מזו שבכדור הארץ. ההתיישבות האנושית על הירח היא הזדמנות לפתח טכנולוגיות להתמודדות עם תנאי החלל הקשוחים. האפוד אסטרוראד של חברת סטמראד הישראלית, למשל, לאחר שייבחן בירח, עשוי להגן על האסטרונאוטים מפני הקרינה הקטלנית במסע הארוך בחלל או על אדמת מאדים.

אתגר משמעותי יותר הוא הדלק. לאנושות אין היום אפשרות לשגר חללית שיש בה די דלק גם להמראה מכדור הארץ, גם לבלימת החללית באטמוספירה הדלילה של מאדים וגם להמראה בחזרה מאדמת מאדים – שכוח הכבידה שלו הוא כאמור כשליש מזה של כדור הארץ, אבל פי שניים מזה של הירח. אף משגר כבד לא יצליח לשאת את כל המשקל הזה.

אחד הפתרונות שמהנדסי תוכנית ארטמיס תולים בו תקוות הוא להפיק את הדלק לשיגור בחזרה במאדים עצמו, או לפחות לייצר שם את החמצן הנדרש לשרפת הדלק. ניקח לדוגמה את הסטארשיפ שספייס אקס מפתחת. החללית צפויה לשקול 1,200 טונות – כאשר 850 טונות מסך המשקל הזה יהיה חמצן. עם זאת, אנחנו יודעים שיש המון חמצן באדמה, באטמוספירה ובמרבצי הקרח במאדים. אם נדע להפיק אותו בַּמקום, למשל באמצעות הפרדה אלקטרוליטית של אטומי החמצן מהצורן (סיליקון) הדו-חמצני באדמה, נוכל לשגר חללית אחת למאדים במקום שתיים – ופירושו של דבר חיסכון אדיר גם בכסף וגם בתמרונים הנדסיים מורכבים כמו תדלוק בחלל.

כמובן, לפני שאנחנו שולחים למאדים אסטרונאוטים בלי חמצן ומבקשים מהם להסתדר לבד, צריך לבדוק את הטכנולוגיה הזאת במקום קרוב יותר לבית – הירח. סוכנות החלל האירופית מתכוונת להדגים את הטכנולוגיה הזאת על אדמת הירח, והיא לא לבד: הסטארט-אפ הישראלי הליוס מתכוון לערוך שני ניסויים להפקת חמצן מהרֵגוֹלִית הירחי, שכבה עבה של שברי אבנים ואבק: ניסוי אחד בסוף 2022 ושני באמצע 2023, הן לשימוש במשימות ארטמיס והן כהכנה למשימה המאוישת למאדים.

אבל מה יהיה דגלו של האדם הראשון שינחת על מאדים – דגל ארצות הברית או דגל סין? או אולי בכלל הלוגו של ספייס אקס?

3-egk9pie5b-rtrmadp-3-space-exploration-china-moon.jpg

במאה ה-20 ניצחה ארצות הברית את ברית המועצות במרוץ לחלל, בעקבות הנחיתה על הירח. אבל מי יחזור לשם ראשון במאה ה-21? ארצות הברית, סין או אולי בכלל חברה פרטית כמו ספייס אקס?

סין היא מעצמת חלל, ובשנים האחרונות היא משקיעה הון עתק בתוכנית הקרויה צ'אנגה, על שם אלת הירח הסינית. כך, ב-2020 שיגרה סין את משימת איסוף הדוגמיות צ'אנגה 5. הנחתת נחתה על אדמת הירח, חפרה בה ואספה ממנה דוגמיות. בשלב השני רכב המראה קטן שמכיל את דוגמיות האדמה המריא מפני הירח וחבר בהצלחה למקפת שחיכתה במסלול. אחרי החבירה עבר מֵכל הדוגמיות מרכב ההמראה לתוך קפסולה מיוחדת, נכנס כך לאטמוספירה של כדור הארץ, ומיד לאחר מכן ניתק מהקפסולה, פתח מצנח ונחת בשלום בלב מונגוליה.

נשמע מוכר? זה בדיוק רצף הפעולות שנדרש כדי להנחית אדם על הירח, והסינים כבר עובדים במרץ על המשגר הכבד במיוחד לונג מארץ' 9, שייקח אותם לשם. במקביל, בכירים במִנהל החלל הסיני (CNSA) אומרים כי ביכולתם להנחית את הטייקונאוט (אסטרונאוט סיני) הראשון על אדמת הירח עד 2029, ולאחר מכן להקים בסיס סיני בקוטב הדרומי של הירח – בדומה לתוכנית ארטמיס. יצוין כי לפי לוח הזמנים הנוכחי, ארצות הברית תנחית את האסטרונאוטית הראשונה והאסטרונאוט הבא כבר ב-2025, אבל היעד הזה תמיד יכול להידחות, וסין תמיד יכולה להפתיע.

אין ספק שאם תוכנית ארטמיס תתעכב וסין תניף את הדגל האדום על אדמת הירח כ-70 שנה אחרי שארצות הברית קיפלה את הדגל שלה – התמונה הזאת תפגע ביוקרה האמריקנית. אלא שהרבה מאוד השתנה בעולם מאז המלחמה הקרה, ותוכנית ארטמיס היא לא תוכנית לאומית כפי שהייתה תוכנית אפולו.

ראשית, בארטמיס חברות 18 מדינות מלבד ארצות הברית (ובכללן ישראל), ואסטרונאוטים מלאומים שונים – אירופאים, קנדים, יפנים ועוד – צפויים לשהות בלונר גייטוויי, ובהמשך גם לנחות על הירח ממש. ושנית, במסגרת תוכנית אפולו נאס"א בנתה או קנתה מקבלני משנה את כל רכיבי המשימות (המשגר, החללית, רכב הנדידה הירחי ועוד), ואילו ארטמיס היא מאמץ משותף של המגזר הציבורי והעסקי. ברוח מהפכת החלל החדש חברות פרטיות ימלאו תפקיד מכריע בהצלחה המשימה. 

אולי הדוגמה הטובה ביותר לכך היא העובדה שהאסטרונאוטים של נאס"א ינחתו על הירח בסטארשיפ של ספייס אקס – חללית שלא תהיה בבעלות נאס"א; נאס"א רק תשכור אותה מספייס אקס. ובקרוב מתכוונים בסוכנות החלל לפרסם מכרז לבניית רכב נחיתה ירחי שני, והמועמדות המובילות לזכייה בו הן בלו אוריג'ין או דיינטיקס. ואם כך, עד סוף העשור כבר יהיו כמה חברות פרטיות שיטיסו אסטרונאוטים לירח ובחזרה.

אך האם פירושו של דבר שספייס אקס תקדים גם את סין וגם את נאס"א – ותהיה הראשונה שתנחת על הירח מאז אפולו 17? לא בדיוק. ספייס אקס לא מתחרה בנאס"א. להפך: נאס"א היא הלקוחה הגדולה ביותר של ספייס אקס.

אם אסטרונאוט קנדי יטוס לירח בחללית של ספייס אקס, האם זה אומר ש"קנדה נחתה על הירח"? ואם מיליונר פקיסטני יחליט לצאת לירח דבש מסביב לירח בחללית של בלו אוריג'ין, האם זה אומר שפקיסטן הצליחה להכניס אסטרונאוט למסלול סביב הירח? נראה שלא. מהפכת החלל החדש שינתה את האופן שבו אנחנו מודדים הצלחה: במקום מפעל לאומי ריכוזי, היום מעצמת חלל נמדדת לפי אקוסיסטם שלם של יזמות, תעשייה ומחקר אקדמי.

אוקיי, אז נראה שהאדם הבא שינחת על הירח יהיה אסטרונאוטית של נאס"א (בחללית של ספייס אקס). ועכשיו לשאלה הכי מעניינת: האם האסטרונאוטית הזאת תוכל להשתמש בכלי הרכב שנאס"א השאירה על אדמת הירח?

4-51348620550_a16297f6cd_c.jpg

רכב הנדידה הירחי (שמכונה גם "באגי ירח") הוא כלי רכב שיוצר על ידי בואינג וג'נרל מוטורס כדי לאפשר לאסטרונאוטים בתוכנית אפולו לחקור שטחים גדולים מאלה שמאפשרת הליכה. הפרויקט יצא לדרך ימים אחדים לפני הנחיתה הראשונה על הירח, והיה בשימוש בשלוש משימות אפולו האחרונות: 15, 16 ו-17. וזהו. האסטרונאוטים חזרו הביתה והשאירו את הרכבים על אדמת הירח. לא חבל? אולי האסטרונאוטים של תוכנית ארטמיס יוכלו להשתמש בהם? אולי אסטרונאוט אפולו 17 האריסון שמיט שמר אצלו את המפתחות?

ובכן, רכבי הנדידה הירחיים פעלו על סוללות, ואלו מן הסתם כבר התרוקנו והן אינן ניתנות להטענה. אבל אפילו אם האסטרונאוטים של ארטמיס יביאו איתם סוללות חדשות – הרכבים הללו עומדים על אדמת הירח כבר 50 שנה. כאן בכדור הארץ לא היינו נכנסים לאוטו שלא נסע 50 שנה, ושם על הירח התנאים קשים בהרבה. בהיעדר אטמוספירה, רכבי הנדידה ספגו חום קיצוני של עד 127 מעלות צלסיוס וקור קיצוני של עד 173 מעלות מתחת לאפס. בתנאים כאלה, ובעוצמת הקרינה העל-סגולה מהשמש, כל הרכיבים האלקטרוניים בכלים כבר נשרפו מזמן, וכנראה גם המצלמות, צלחת הרדיו ורוב הציוד שהורכב על הרכב.

אבל אפילו אם היה אפשר להחליף את הסוללות, לחווט מחדש את הרכב ולתקן את הציוד (באיזה מוסך?), מה הטעם לנחות בקוטב הדרומי ולהצפין מאות קילומטרים רק כדי לנסוע בגרוטאה חבוטה שנבנתה בטכנולוגיה של שנות ה-60? ועוד דבר: להבדיל מהאסטרונאוטים של אפולו, שבעיקר ניתחו ואספו סלעים – צוותי ארטמיס יהיו עסוקים בשנים הראשונות של התוכנית בבניית הבסיס והתשתית הנדרשת. לא יהיה להם זמן להסתובב כל היום ברוברים. 

האסטרונואטים של תוכנית ארטמיס, אם כן, יזדקקו לסוג אחר לגמרי של כלי רכב.

5LM_GM_Lunar_Vehicles_teaser_2.0.jpg

לוקהיד מרטין כבר הודיעה כי תשתף פעולה עם ג'נרל מוטרוס בניסיון לייצר רכב נדידה ירחי שיהיה חשמלי ואוטונומי, ויוכל לנסוע למרחקים ארוכים בהרבה מהרכב ששימש את האסטרונאוטים במשימות אפולו.

לשני החידושים האלה – חשמלי ואוטונומי – יתרונות חשובים על פני הירח. להבדיל מרכבי הנדידה באפולו, שפעלו על סוללות בלתי ניתנות להטענה, את רכב הנדידה החשמלי ניתן יהיה להטעין מחדש בבסיס הירחי, או בנסיעה – באמצעות לוחות סולאריים שיותקנו על גבי הרכב עצמו. אחרי הכול, לפחות במהלך השבועיים בחודש שבו חציו פונה לשמש, הירח שלנו טובל באור חזק מאוד, שאינו מסונן על ידי אטמוספירה.

אבל זאת רק ההתחלה. החידוש הגדול הוא האוטונומיות של הרכב. רק כ-5% מפני הירח נחקרו באופן ישיר, ומכיוון שצוותי ארטמיס יהיו עסוקים בשנים הראשונות בבניית הבסיס והתשתיות, הרכבים האוטונומיים, בדומה לרוברים על הירח ועל מאדים, יוכלו לעשות את עבודת החקר הזאת עבור האסטרונאוטים: למפות את פני השטח, לנתח תצורות גאולוגיות – ועל הדרך לאסוף חומרי בנייה לבסיס. למעשה, רכב הנדידה הירחי החדש ישמש גם כרובר עצמאי, שאינו זקוק לאסטרונאוטים כלל, וגם ככלי רכב לשימוש האסטרונאוטים.

כמובן, במקרה של תקלה במערכת האוטונומית יוכלו האסטרונאוטים לעבור להפעלה ידנית. הסכנה החמורה יותר היא שהתקלה במערכת תתרחש בזמן שרכב הנדידה הירחי פועל אוטונומית – כי אז האסטרונאוטים יצטרכו ללכת לאסוף אותו.

לוקהיד מרטין אינה היחידה כמובן. כמה חברות מתחרות על הזכות לייצר את הדור הבא של רכבי חלל. הסטרט-אפ אסטרולאב אפילו בנה אב טיפוס עובד של רכב ירחי, FLEX שמו, והזמין את האסטרונאוט הקנדי כריס הדפילד לקחת אותו לנסיעת מבחן בעמק המוות בקליפורניה. אבל תהיה אשר תהיה החברה שתזכה בסוף במכרז, אין ספק שהרכב שייבנה יהיה הרבה, אבל הרבה יותר שווה מרכבי הנדידה של אפולו.

כריס הדפילד חורש את עמק המוות עם אבטיפוס של ה-FLEX

720px-Quadruple_Saturn_moon_transit.jpg

באוקטובר התחוללה רעידת אדמה בחקר השמיים: קבוצת חוקרים, בהובלת האסטרונום האמריקאי המפורסם סקוט שפרד ממכון קרנגי למדעים, גילתה 20 ירחים חדשים סביב שבתאי.

זאת לא הפעם הראשונה ששפרד מגלה ירחים חדשים. צייד הירחים המיומן מצא בעבר עשרות ירחים חדשים סביב צדק, ואפילו סביב אורנוס ונפטון. אלא שאותם 20 ירחים סביב שבתאי הפכו את היוצרות, וחוץ מהתואר המכובד "שר הטבעות", שבתאי נעשה גם מלך הירחים החדש של מערכת השמש: 82 לו, 79 "בלבד" לצדק.

קוטרם של כל אחד מהירחים החדשים שהתגלו ב-2019 הוא כ-5 קילומטרים, וכולם "חיצוניים" – כלומר נמצאים מחוץ לטבעת E, הטבעת האחרונה והעבה של כוכב הלכת. 

מסלולי הירחים הלא-סדירים של שבתאי. המסלולים הכחולים מסמנים ירחים שמסתובבים בכיוון הסיבוב של שבתאי על צירו (פרוגרייד), והאדומים – ירחים שמסתובבים הפוך (רטרוגרייד). קרדיט: Celestia

640px-Saturn_irregular_moon_orbits_Jan_2021_cropped.png

כוכב הלכת עם הכי הרבה ירחים

עשרות הירחים החיצוניים של שבתאי נחלקים לשלוש קבוצות: הקבוצה האינואיטית (ירחיה נקראים על שם דמויות מהמיתולוגיה האינואיטית), שמקיפה את כוכב הלכת בזווית של 46 מעלות ביחס למישור שבתאי; הקבוצה הגאלית (על שם דמויות מהמיתולוגיה הגאלית), שמקיפה את כוכב הלכת בזווית נטייה של 36 מעלות; והקבוצה הנורדית (מהמיתולוגיה הנורדית), שמקיפה את כוכב הלכת בכיוון ההפוך לסיבוב שבתאי על צירו. כל זה מעיד על היסטוריה אלימה של התנגשויות, שפירקה ירחים גדולים לכל הירחים הקטנים שאנו רואים היום: הירחים הקטנים ממשיכים לנוע במסלול הירח הגדול שהורכב מהם פעם – או נזרקו להקיף את שבתאי בכיוון ההפוך, מעוצמת ההתנגשות.

לכן רבים מירחי שבתאי הם ירחונים זעירים – בין 40 מטר לחצי קילומטר קוטרם – שנמצאים בתוך הטבעות הפנימיות. ירחים אלה, שנקראים "ירחים רועי הטבעת", מפלסים את דרכם בטבעות האבק והגז ואחראים לחלק מהמרווחים שאנו רואים בין הטבעות השונות.

640px-PIA08319_Daphnis_in_Keeler_Gap.jpg

אך שבתאי הוא לא רק כוכב הלכת בעל מספר הירחים הגדול ביותר; כמה מירחיו הם גם מהמעניינים ביותר במערכת השמש. 

fly-me-to-the-moon.jpg

זמן הטיסה מתל אביב ללונדון עומד על 5 שעות ו-20 דקות, וזמן הטיסה מתל אביב לרומא – 3 שעות ו-35 דקות. אבל מה זמן הטיסה מתל אביב לירח? כמה זמן לוקח להגיע לירח?

בניגוד למרחק בין תל אביב לרומא, המרחק בין כדור הארץ לירח משתנה כל הזמן, שכן מסלול הירח סביב הארץ הוא אליפטי. בנקודה הקרובה ביותר שלו אלינו, הפֵּריגיאה, הירח נמצא במרחק של כ-365 אלף ק"מ מאיתנו. ואילו בנקודה הרחוקה ביותר שלו מאיתנו, האַפּוֹגיאה, הירח נמצא במרחק של כ-405 אלף ק"מ מאיתנו. במילים אחרות, המרחק הממוצע בין הארץ לירח הוא 384,400 ק"מ. כמה רחוק זה? ובכן, קוטר כדור הארץ הוא 12,742 ק"מ, ופירושו של דבר שהיינו יכולים לדחוס כ-30 כדורי ארץ במרחק הזה, או לחלופין – לדחוס בו את כל כוכבי הלכת במערכת השמש.

אילו יכולנו להיכנס למכונית ופשוט לנסוע לירח, כמה זמן היה אורך המסע הזה? ובכן, אם היינו נוסעים במהירות ממוצעת של 100 קמ"ש, בתוך שעה מההתנעה היינו בחלל (אחרי קו קרמן). ומאחר שהמרחק הממוצע לירח הוא כאמור 384,400 ק"מ, היינו נדרשים להמשיך לנסוע במשך קצת פחות משישה חודשים כדי להגיע ליעדנו. נמאס לכם מהפקקים בדרך לירח? נסו ללכת ברגל. בקצב הליכה רגיל – כ-5 קמ"ש – טיול לירח היה אורך קרוב לעשר שנים (לא כולל עצירות לתמונות סלפי).

כמובן, לירח לא נוסעים ולא הולכים, אלא טסים בחלליות. זמן ההגעה תלוי באיזון הרצוי בין זמן הטיסה לעלות השיגור. המשימה הארוכה ביותר לירח הייתה הגשושית SMART-1 של סוכנות החלל האירופית. היה לה מנוע יונים חדשני, והוא הניע אותה בספירלה ארוכה ואיטית מכדור הארץ לירח. היא שוגרה ב-27 בספטמבר 2003 והגיעה ליעדה רק ב-11 בנובמבר 2004! גם החללית הישראלית בראשית חסכה בדלק: היא שוגרה ב-22 בפברואר 2019 ונכנסה למסלול סביב הירח רק ב-4 באפריל. 

New_Horizons_(15771242233).jpg

 

כמובן, מסלולים חסכוניים אינם רצויים כשמדובר במשימות מאוישות – שכן האסטרונאוטים נחשפים לקרינת החלל המסוכנת ובכל מקרה הסכום שייחסך בדלק יתקזז בעלות האספקה לצוות. עד היום הגיעו לירח 24 בני אדם, ו-12 מהם גם הלכו על פניו, כולם במסגרת תוכנית אפולו של נאס"א – וכולם הגיעו לירח בתוך פחות משלושה ימים. המשימה המאוישת המהירה ביותר לירח הייתה גם המשימה המאוישת הראשונה לירח: אפולו 11 שוגרה ב-16 ביולי 1969 ונכנסה למסלול סביב הירח ב-19 ביולי. זמן הטיסה היה 51 שעות ו-49 דקות.

 

המשימה הלא-מאוישת שהגיעה לירח בזמן הקצר ביותר הייתה הגשושית ניו הורייזונס, שנשלחה בכלל לחקור את כוכב הלכת הננסי פלוטו. ניו הורייזונס לא האטה כדי להיכנס למסלול סביב הירח, אלא רק ביצעה יעף, והיא עשתה זאת כעבור 8 שעות ו-35 דקות מרגע השיגור. 

 

אוקיי, אז בטכנולוגיה הנוכחית אפשר להגיע לירח תוך שלושה ימים בערך. אבל איך הגיע אלינו הירח מלכתחילה?

rock.jpg

כשנוסעים לחו"ל, נהוג להביא משם מתנה קטנה לחברים ולבני המשפחה – שוקולד או בגד יפה. האסטרונאוטים של נאס"א שהלכו על הירח חזרו לכדור הארץ עם המתנה הגדולה ביותר שאפשר לתת למדענים פלנטריים: דוגמיות קרקע. כמעט 400 ק"ג מאדמת הירח הובאו לכדור הארץ בתוכנית אפולו (ועוד כ-300 גרם בשלוש משימות לונה הרובוטיות של ברית המועצות) – והם נותחו מאז מכל היבט ובעזרת כל מכשיר במטרה לקבוע אחת ולתמיד: מאיפה הגיע הירח שלנו?

עד לתוכנית אפולו הוצעו כמה תיאוריות שונות ומשונות כדי להסביר את קיומו של הירח. היו שסברו כי הירח נוצר במקום אחר במערכת השמש (המועמדים המובילים: כוכב חמה ונוגה), נפלט ממסלולו ונלכד אחר כך בכוח המשיכה של כדור הארץ. אחרים טענו כי הירח נוצר כאשר כדור הארץ הקדום הסתובב בפראות, עד כדי כך שעף ממנו חומר לחלל, והחומר הזה התעצב מחדש ונהיה לירח. ולבסוף, היו שטענו שכדור הארץ והירח פשוט נוצרו יחד, מאותו ענן קדמוני של גז ואבק.

יש בדיוק דרך אחת לגלות מהו מקורו של הירח: לבדוק ממה הוא עשוי. אם הירח קורץ מאותו חומר כמו כדור הארץ (בין ששני הגופים נוצרו יחד מאותו ענן ובין שכדור הארץ נוצר ראשון ואז העיף חלק מעצמו לחלל), אנו נצפה למצוא באדמת הירח בדיוק את אותם היסודות שיש בכדור הארץ, באותם המינונים ובאותה הצפיפות. ואם הירח אינו אלא אסטרואיד ענק שנלכד – נצפה למצוא הרכב כימי שונה לגמרי.

ובכן, מניתוח דוגמיות אפולו עולה כי אף אחת מהתאוריות הללו אינה נכונה. מתברר שההרכב הכימי של הירח דומה מאוד לזה של כדור הארץ – אבל אינו זהה לו. כך למשל, המינרלים מהירח מכילים הרבה פחות מים מהמינרלים בכדור הארץ. רמז עבה יותר לפתרון התעלומה הוא שהירח שלנו מלא במינרלים שנוצרים מהר בטמפרטורה גבוהה. מדענים התווכחו על פרשנות הממצאים לאורך שנות ה-80 וה-90 של המאה שעברה, והיום רוב מוחלט בקהילה המדעית מאמין כי הדרך היחידה להסביר את הרכב הירח היא "השערת ההתנגשות הענקית".

900px-Artist's_concept_of_collision_at_HD_172555.jpg

לפני 4.5 מיליארד שנה, כלומר כמה עשרות מיליוני שנים אחרי שנוצרה מערכת השמש, היא הייתה מקום סוער מאוד, ומספר בלתי ידוע של גופים שהחלו להיווצר משאריות ענן הגז והאבק שיצר את השמש לא הבשילו לכדי כוכבי לכת של ממש. אחד מאותם גופים, פלנֵטֵסימָל (כוכב לכת קדום) בגודל מאדים (קצת יותר מחצי גודלו של כדור הארץ), שזכה לשם "תיאה", פגע בכדור הארץ הצעיר והעיף חלק נכבד מקרום כוכב הלכת לחלל. כוח הכבידה קשר את החלקיקים הללו יחד, וכך יצר את הירח הגדול ביותר במערכת השמש ביחס לכוכב הלכת שלו.

 

השערה זו יכולה להסביר הן את הדמיון בין כדור הארץ לירח והן את השוני. כך למשל, הצפיפות הממוצעת של הירח היא 3.34 גרם לסמ"ק, לעומת 5.51 גרם לסמ"ק בכדור הארץ, ופירוש הדבר שהוא מורכב ברובו מיסודות קלים יותר. זה מתיישב עם ההשערה אם מניחים שהיסודות הכבדים ביותר בכדור הארץ נמצאים בעיקר בליבת כוכב הלכת, וזו לא נפגעה בהתנגשות – והירח אם כך מורכב מהקרום הקל היותר. 

 

Moon_-_Giant_Impact_Hypothesis_-_Simple_model.png

 

השערת ההתנגשות הענקית אינה חפה מבעיות. אם תיאה פגעה בכדור הארץ וחומר משני הגופים יצר את הירח, היינו מצפים למצוא הרבה מאוד מתיאה בירח – כ-60% לפי הערכות מסוימות. בפועל, השוני בין הארץ לירח נמדד בכמה חלקיקים למיליון. אפשרות אחת היא שגם תיאה נוצרה במסלול סמוך מאוד לזה של כדור הארץ הקדום, ומלכתחילה הרכבה לא היה שונה במיוחד מהרכב עולם הבית שלנו. ואפשרות אחרת היא שמעולם לא הייתה תיאה, אלא מספר רב של גופים קטנים יותר שהתנגשו בכדור הארץ לאורך מיליוני שנים. כך או כך, הירח שלנו נולד בקטסטרופה. וגם היום הוא לא בדיוק מקום נעים.

 

אז מה מזג האוויר בירח?