השבוע בחלל:
אישור המראה לארטמיס

אישור המראה אל הירח

אם לא יהיו דחיות של הרגע האחרון, תוכנית "ארטמיס" של נאס"א, המיועדת להנחית שוב בני אדם על הירח בשנים הקרובות, תצא לדרך ביום שני הקרוב, 29 באוגוסט. הצעד הראשון יהיה ניסוי של טיל השיגור הענקי החדש, SLS, ושל חללית "אוריון", בטיסה לא מאויישת. מנהלי הפרויקטים בתוכנית התכנסו ביום שני השבוע לבחינת המוכנות של המערכת לטיסה, ובסיומה של ישיבה ממשוכת אישרו לבצע את הניסוי כמתוכנן.

השיגור של משימת ארטמיס 1 ממרכז החלל קנדי בפלורידה מתוכנן לשעה 15:33 שעון ישראל, עם אפשרות לדחייה של עד שעתיים באותו יום. קצת יותר משתי דקות לאחר השיגור יסיימו טילי ההאצה (בוסטרים) את תפקידם ויפלו לאוקיינוס האטלנטי. השלב העיקרי של הטיל ימשיך לשאת את החללית בכוח ארבעת מנועי ה-RS-25 שלו עד לגובה של כמעט 170 קילומטר. שם הוא ייפרד מהחללית ויתרסק לאוקיינוס השקט. השלב האחרון של הטיל, המכונה ICPS, יאיץ את החללית למסלול אליפטי סביב כדור הארץ, ולאחר כשעה וחצי יפעיל שוב את המנוע ויעלה את החללית על מסלול טיסה לעבר הירח. לאחר מכן הוא ייפרד מהחללית ויציב בחלל עוד עשרה לוויינים זעירים, חלקם ילוו אותה בדרכה אל הירח.

חללית "אוריון" המונעת בעזרת יחידת שירות של סוכנות החלל האירופית תגיע לירח לאחר כמה ימי טיסה, תחלוף כמאה קילומטרים מפניו ותיכנס למסלול אליפטי מאוד סביבו, שבו תגיע עד למרחק של כ-70 אלף קילומטרים ממנו בנקודה הרחוקה ביותר. מספר ההקפות ומשך המשימה הכולל ייקבעו לפי תאריך השיגור. משך המשימה הסופי יהיה בין 25 ל-42 יום. בהקפה האחרונה החללית תחלוף שוב קרוב מאוד אל הירח, תשתמש בכבידה שלו כדי להאיץ ובעזרת המנוע של יחידת השירות תעלה על מסלול לכיוון הארץ. לקראת החזרה לאטמוספרה תיפרד החללית עצמה מיחידת השירות, ותיכנס לאטמוספרה במהירות שיא, כ-40 אלף קמ"ש. הליך הנחיתה יבחן בין השאר את מגן החום שלה, שאמור להתמודד עם טמפרטורה של כ-2,800 מעלות צלזיוס עקב החיכוך עם האוויר. אם הכל יעבור בשלום תצנח החללית באוקיינוס השקט מול חופי סן דייגו, שם תאסוף אותה אנייה ייעודית.

במהלך המשימה אנשי נאס"א יבצעו מרחוק ניסויים רבים של מערכות החללית, בהן הניווט, הקשר, ההנעה, תמיכת החיים ועוד. לצד אלה יהיו ניסויים נוספים לבחינת היבטים של טיסה מאוישת, בהם בחינת רמות הקרינה שהאסטרונאוטים צפויים להיחשף אליהן, ואת ההגנה שעשוי לספק האפוד של חברת StemRad הישראלית. אם הכל יתנהל כמתוכנן, אמורה נאס"א לשגר בעוד כשנתיים את משימת "ארטמיס 2" – טיסה מאוישת ראשונה של חללית אוריון סביב הירח, ובשנה שלאחר מכן את משימת "ארטמיס 3" שתנחית בני אדם על הירח בפעם הראשונה מאז שנת 1972.

יש אישור המראה. ועדת המוכנות לטיסה של נאס"א בדיון המכריע לקראת משימת ארטמיס 1, השבוע | צילום: NASA

אנרגיית שמש על הירח

אחת המטרות ארוכות הטווח של תוכנית ארטמיס, מעבר להנחתת בני אדם על הירח שוב, היא הקמת בסיס קבע מאויש על הגוף השמיימי הקרוב אלינו ביותר. הבסיס יוקם כנראה סמוך לקוטב הדרומי של הירח, שם על פי ההערכות אפשר למצוא מים קפואים. מים כאלה ישמשו לשתייה, להפקת חמצן לנשימה וכן להפקת חמצן ומימן שיכולים לשמש דלק לטילים ולמערכות אחרות.

אתגר חשוב בהקמת מושבה כזו הוא אספקת אנרגיה, והשבוע הכריזה נאס"א על שלוש חברות שזכו במענקי מחקר בסכום כולל של כמעט 20 מיליון דולר לפיתוח קולטי שמש לייצור אנרגיה על הירח. האתגר הגדול כאן אינו הקולטים עצמם – מערכות לניצול אנרגיית השמש בחלל קיימות בחלליות רבות – אלא הצבתם בקוטב הדרומי של הירח. כמו בקטבים אצלנו, השמש שם נראית בזווית נמוכה מעל האופק, ולכן צריך להציב את הקולטים בצורה אנכית, על עמודים הנפתחים עד לגובה של כעשרה מטרים מעל פני השטח. המערכת צריכה לכלול את העמודים ואת הקולטים בתצורה שתאפשר לשנות בקלות את מיקומם על הירח במידת הצורך. היא צריכה להיות יציבה גם בשטח משופע, ופני השטח של הקולטים צריכים להיות דוחי אבק, כדי להבטיח את יעילותם לאורך זמן. כמו כן עליהם להיות בנויים מחומרים קלים ככל האפשר ולהיארז בנפח מינימלי לצורך הטסה לירח. חברת Honeybee מניו יורק זכתה במענק של שבעה מיליון דולר לפיתוח מהערכת שלה, ואילו חברות לוקהיד מרטין (Lockheed Martin) ואסטרובוטיק (Astrobotic) יקבלו 6.2 מיליון דולר כל אחת. נאס"א אמורה לבחור בסופו של דבר הצעה אחת לפיתוח ולהנחתה לניסוי על הירח עד סוף העשור.

"הפיתוחים האלה יספקו פתרונות מבטיחים לאספקת אנרגיה על פני הירח, וזה המפתח להצלחה של כמעט כל פעילות שם", אמרה ניקי ורקהייזר (Werkheiser) מנהלת תחום פיתוח טכנולוגיות בנאס"א. "המאמץ המרגש הזה ימלא תפקיד חשוב בהנעת הפעילות של ארטמיס בסביבה המאתגרת של הקוטב הדרומי של הירח".

לייצר אנרגיה סולרית גם כשהשמש קרובה לאופק. הדמיה של קולטי שמש על עמודים על הירח, לצד נחתת ורכב שטח | איור: NASA

משמר הלילה הירחי

חברת אסטרובוטיק זכתה השבוע במכרז נוסף של נאס"א, לפיתוח רכב שטח קטן שיהיה מסוגל לתפקד גם בלילה הירחי, הנמשך כשבועיים שלנו. במהלך הלילה הירחי הטמפרטורה צונחת לכ-200 מעלות צלזיוס מתחת לאפס, ועלולה להיות הרסנית למערכות אלקטרוניות. המכרז, בשווי 1.8 מיליון דולר, מיועד לפיתוח מערכת חימום פנימית שתאפשר לשמור על תפקוד הרכב הרובוטי גם בתנאים הקשים האלה. אמנם כלי רכב כאלה פותחו בעבר, כמו רכב השטח הירחי של סין, אבל בחברה טוענים כי הפיתוח שלהם עשוי להאפיל על קודמיו. "'קיוברובר (CubeRover) ישרוד יותר זמן וייסע רחוק יותר בכל רכב שטח ירחי מסדר הגודל שלו", אמר מנהל פעילות השטח הירחית באסטרובוטיק, מייק פרובנזנו (Provenzano). "למשימה הזו יש פוטנציאל לקדם עידן חדש של פעילות רובוטית על הירח, שבו מכשירים ומטענים אחרים יכולים לשרוד חודשים ואף שנים על פני הירח".

אטסרובוטיק עוסקת גם בפיתוח נחתות ירח במסגרת התוכנית של נאס"א להנחתת מטענים פרטיים על הירח (CLPS), והנחתת הראשונה שלה, Peregrine, צפויה לנחות על הירח לקראת סוף השנה.

עידן חדש בפעילות שטח רובוטית על הירח? רכב השטח CubeRover בפעילות | הדמיה: Astrobotic

טיסת חימום קצרצרה

אחרי השבתה של יותר מחודשיים המריא רחפן המאדים אינג'ניואיטי (Ingenuity) לטיסה קצרה מאוד, שנועדה בעיקר לבדוק את תקינות מערכותיו לאחר שבועות ארוכים של חורף מאדימי מאתגר. מאז הטיסה האחרונה ב-11 ביוני, אור השמש המועט שהגיע אל הלוח הסולרי שלו לא הספיק לטעינה מלאה של הסוללות. בנוסף, הצטברות של אבק על הלוח הסולרי הפחיתה עוד את יעילותו. בתקופה זו הרחפן המקורקע גם צריך להתמודד עם טמפרטורות נמוכות מאוד, המגיעות בלילה כמעט ל-90 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. בתחילת השבוע האחרון ביצע המסוק טיסה קצרצרה, שהייתה השלושים במספר מאז נחת על מאדים לפני כשנה וחצי, שנועדה לבחון את תפקוד המערכות שלו, וגם להעיף את האבק שהצטבר על קולט השמש. הטיסה נמשכה כחצי דקה בלבד, ובמהלכה טיפס הרחפן לגובה צנוע של חמישה מטרים וטס אופקית למרחק צנוע עוד יותר – שני מטרים בלבד.

כעת, כשהחורף על מאדים מתקרב לסיומו, שעות האור מתארכות ובסוכנות החלל האמריקאית, נאס"א, מקווים להגיע לטעינה מלאה של הרחפן ולחזור לבצע טיסות קצת יותר ארוכות. אחת המשימות הראשונות של הרחפן תהיה לחבור שוב אל רכב השטח פרסבירנס, שהתקדם בינתיים בלעדיו. הרכב עצמו מצויד בגנרטור מבוסס פלוטוניום, כך שהוא אינו תלוי באנרגיית השמש. "אנו נמשיך בשבועות הקרובים בטיסות נוספות וארוכות יותר", כתב טדי צנטוס (Tzanetos), ראש הצוות של הרחפן במעבדת ההנעה הסילונית של נאס"א (JPL) בעדכון לקראת הטיסה. "במהלך ספטמבר מתוכנן גם עדכון של תוכנת הטיסה, שתשפר את יכולות הניווט של אינג'ניואיטי, ותאפשר לו לטוס טוב יותר מעל תוואי הקרקע המאתגר בהמשך הדרך".

הרחפן אינג'ניואיטי (תושייה או כושר המצאה) נחת על מאדים לפני כשנה וחצי עם רכב השטח "פרסבירנס" (התמדה). על פי התכנון המקורי הוא היה אמור לבצע חמש טיסות, כדי להדגים את האפשרות של טיסת ריחוף באטמוספרה הדלילה של מאדים. עם זאת, הביצועים היו כה טובים, שהוא המשיך לטוס עוד ועוד, וצילם את הקרקע לפני רכב השטח כדי לסייע בתכנון מסלולו. לאחר ששרד את החורף על מאדים, בנאס"א מקווים להמשיך לרתום אותו לפעילות הזו. סביר להניח שבזכותו רוב המשימות הבאות למאדים יסתייעו ברחפנים ובמסוקים, גם המשימות המאוישות שוודאי יגיעו לשם ביום מן הימים.

יצא מתרדמת החורף. הרחפן Ingenuity על מאדים בתחילת פעילותו שם | צילום: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

אספסת על מאדים

כמו בכל תכנון של טיול משפחתי, גם בתכנון משימות חלל מאוישות המתכננים מתחבטים בשאלה הגדולה "מה נאכל?". כשמדובר על טיסות למאדים, הכוללות שהות ממושכת שם, נראה שלא יהיה לאסטרונאוטים מנוס מגידול חלק מהאוכל בעצמם. אלא שניסויים מקדימים, עם אדמה שאמורה לדמות את הרכב הקרקע של כוכב הלכת האדום, מראים שמדובר באתגר לא פשוט. הקרקע המאדימית, לפחות לפי מה שאנו יודעים על הרכבה באזורים שנבדקו, מכילה ריכוזים גבוהים של מינרלים ומלחים שיקשו על הצמחים, ומצד שני אינה מכילה נוטריינטים וחומר אורגני הדרושים להם. פתרון אפשר לבעיה עשוי להגיע ממחקר של מדענים מאוניברסיטת איווה (Iowa State University) בארצות הברית.

החוקרים, בראשות ויג'יאפלני פרמסיבן (Paramasivan) גידלו כמה סוגי צמחים באדמה המדמה קרקע על מאדים, והשקו אותם במים המכילים ריכוז מלח גבוה, בדומה למים שעשויים להימצא במאגרים תת-קרקעיים במאדים. הם גילו כי נבטי אספסת (אלפלפה) צומחים בתנאים האלה כמעט כמו בתנאים רגילים, בלי צורך בדישון נוסף. בשלב הבא קצרו החוקרים את הנבטים, דישנו בהם את מצע הגידול והצליחו לגדל בקרקע המועשרת הזו צמחי לפת. צנון וחסה. עם זאת, ההצלחה בגידול הירקות הושגה עם מים בריכוז מלח נמוך הרבה יותר ממה שעשוי להיות זמין על מאדים. החוקרים הראו כי אפשר יהיה להתגבר על מליחות המים באמצעות מערכת התפלה ביולוגית המבוססת על חיידק ימי מהסוג Synechococcus. החוקרים הזרימו את המים המלוחים דרך מצע של גרגירי בזלת עם חיידקים, ומדדו ירידה ניכרת בריכוז המלח.

"בפעם הראשונה אנו מדווחים על שימוש משולב בדשן ממקור ביולוגי ובחיידק לטיפול יעיל בקרקע בזלתית המדמה אדמת מאדים ובמים מלוחים, בהתאמה, לקבלת משאבים המסוגלים לתמוך בגדילת צמחים", כתבו החוקרים במאמר שהתפרסם בכתב העת PLoS One. "המחקר הזה ממחיש שעבור מטרות ארוכות טווח, אפשר לטפל באדמה המקומית ובמים המקומיים על מאדים כדי לקיים שם חקלאות ולתמוך במשימות מאוישות ובמושבות קבע".

צמחי האספסת נבטו יפה באדמה המדמה קרקע מאדימית ובמים שעברו התפלה ביולוגית | צילומים מתוך מאמר המחקר

זוהר הקוטב של צדק

טלסקופ החלל ג'יימס וב ממשיך לעבוד קשה ולשלוח תמונות מרהיבות, והשבוע פרסמה סוכנות החלל האמריקאית, נאס"א, תמונה מרשימה של כוכב הלכת צדק. בתמונה רואים היטב את הזוהר הצפוני ואת הזוהר הדרומי של כוכב הלכת הענקי, הנוצרים במפגש בין חגורות השדה המגנטי לאטמוספרה של צדק, וכן את הטבעות החיוורות שלו, ואפילו שניים מירחיו הקטנים. התמונות שצילם הטלסקופ בתת-אדום כמובן אינן נראות כך במקור, ומדענים צריכים לעבד אותן ולצבוע אותן בצבעים שעין האדם יכולה לראות. מכיוון שהמידע הגולמי זמין לציבור, לעיתים מי שעושים זאת הם אזרחים פרטיים, ואחת מהם היא ג'ודי שמידט (Schmidt), מומחית לעיבוד תמונה שאחד מתחביביה הוא עיבוד תמונות אסטרונומיות. הפעם, העיבוד המרשים שעשתה עם האסטרונום ריקרדו אואסו (Hueso) אומץ רשמית והופץ בבלוג של טלסקופ ג'יימס וב באתר הרשמי של נאס"א.

צדק כמו שלא נראה עד כה, בתת-אדום | מקור: NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; image processing by Ricardo Hueso (UPV/EHU) and Judy Schmidt