יום חמישי, 29 בדצמבר 2011

מחול הלבנה

זוג החלליות גְרֵייל מגיע לירח לאחר מסע ארוך של כמעט ארבעה חודשים בחלל.
ביום שבת וביום ראשון תכנסנה השתיים בזו אחר זו למסלול סביב הירח, ולאחר שלושה חודשים של התארגנות, ניסויים וכיולים יתחילו את משימתן - מיפוי שדה הכבידה של הירח. המידע שיופק יאפשר להסיק על המבנה הפנימי של הירח וכך על תהליכי היווצרותו.

Lehman-1
החלליות לפני ההתקנה על המשגר
Credit: NASA/JPL-Caltech/LMSS

אחת התעלומות הקשורות למבנה הירח היא השוני בין הצד הקרוב לכדור הארץ לבין הצד הרחוק. אם נביט במפה הטופוגרפית הבאה, המראה בצבעים את הבדלי הגובה של פני השטח יחסית לגובה הממוצע (אדום/לבן=גבוה, כחול/סגול=נמוך), נראה בקלות שכל האתרים הגבוהים נמצאים בצד הרחוק, והסיבה לכך איננה ידועה לנו.

zuber 4
מפה טופוגרפית של הירח: מימין הצד הרחוק, משמאל הצד הקרובCredit: NASA/GSFC/MIT/LOLA

החלליות ינועו במבנה, זו אחר זו באותו מסלול, וישדרו אות אחת לשניה כדי למדוד את המרחק בינהן. רזולוציית המדידה היא עשירית מיקרון, כלומר עשירית-מיליונית המטר! כשהן באותו מסלול, המרחק בינהן אמור להיות ידוע מראש, אבל הבדלים בין כוח הכבידה הממוצע של הירח לבין הכוח שיופעל על החלליות כתוצאה מהאזור שהן חולפות מעליו יגרום לכך שהמהירות שלהן תשתנה, ובעקבות זאת המרחק, ואת זה הן תמדודנה.
כך נוכל ללמוד על שדה הכבידה שסביב הירח ובמיוחד בצידו הרחוק, שם מעולם לא נערכו מדידות מסוג זה.


הטיסה של שתי החלליות תהיה בגובה של 25 עד 50 קילומטרים בלבד מעל פני הקרקע, מרחק שיביא למיפוי מפורט מאד, ובמסלול קוטבי (מעל הקטבים) כך שכל פני הירח ימופו עד תחילת חודש יוני. בתקופה זו יחלוף מסלול הטיסה בתוך צל הירח לשעות ממושכות שבהן השתיים תלויות באנרגיית המצברים שלהן [המשפט האחרון שגוי, ראו תיקון למטה]. לכן יפעילו את מנועי החלליות כדי להגביה את המסלול לגובה של מעל 300 קילומטרים, שם משך השהייה בצל יהיה קצר יותר.
אם המיפוי יסתיים בהצלחה עד תחילת יוני, והמצברים יחזיקו מעמד, תיתכן הארכה של המשימה למיפוי נוסף שיימשך עד סוף דצמבר.
בכל מקרה, לאחר שתסתיים המשימה, צפויות השתיים להתרסק במכוון על אדמת הירח. פשוט כדי לא להשאיר גופים ללא שליטה במסלול.
הכניסה 
של גרייל-A למסלול סביב הירח תהיה בליל שבת 31/12 בשעה 23:21 (שעון ישראל, UTC+2), ושל גרייל-B בלילה שבין ראשון ושני בשעה 00:05 (שעון ישראל). כל אחת מהחלליות תפעיל את המנוע הראשי שלה למשך 40 דקות לצורך התמרון. אם בגלל תקלה כלשהי אחת מהן לא תצליח לבצע את התמרון, היא תצטרך להמתין עד אפריל להזדמנות הבאה.
אחרי ששתיהן תהיינה במסלול סביב הירח, יוכרזו שמותיהן החדשים, שנקווה שיהיו מקוריים יותר מאשר A ו- B.

אני אשתדל לעדכן בזמן אמת בטוויטר ובעמוד הפייסבוק, ואשמח מאד אם תצטרפו אלי.


[עדכון 29/12: מסתבר שפירשתי את הדברים באופן שגוי. ביוני יתרחש ליקוי לבנה - כל הירח וסביבתו ייכנסו לצל כדור הארץ. מצברי החלליות הללו לא תוכננו לעמוד בקור ובאי היכולת להפיק חשמל מאור השמש לזמן ממושך, ולכן המשימה תוכננה להסתיים לפני כן. היום, לאחר ומערכות החלליות נבדקו בחלל, נראה שהן תהיינה מסוגלות לעמוד במצב זה. בכל מקרה הארכת המשימה היא תלויית תקציב, אז נחכה ונראה.]

[עדכון 1/1/2012: גרייל A נכנסה למסלול אליפטי סביב הירח בדיוק על פי התכנית]
[עדכון 2/1/2012: גרייל B במסלול סביב הירח!]

________________________________________
פוסטים קשורים:
משחקי כבידה
התשובה לשאלה כבדת משקל

5 תגובות:

  1. אני תוהה האם המשימה נמצאת בטווח ההשפעה של MOND. נראה לי שמכיוון שהן נעות במסלול מעגלי התאוצה שלהן גדולה מכדי להיות בטווח, אבל אם כן, יכול להוות מבחן טוב.

    השבמחק
  2. אם אני זוכר נכון, MOND היא שיטה להסביר אנומליות בדינמיקה הפנימית של גלקסיות בלי תוספת חומר אפל.
    אני לא מכיר טוב את הנושא, ואודה לך אם תרחיב, במיוחד כדי להראות את הקשר לעצמים במרחב הקרוב כמו הירח. כלומר ברור שחוקי הכבידה משפיעים בכל מקום, אבל נעשות מדידות מדוייקות מאד של שדה הכבידה של כדוה"א כבר הרבה מאד שנים. במה זה יהיה שונה סביב הירח?

    השבמחק
  3. זה נכון שהרעיון לMOND נולד כדי להפטר מחומר אפל, אבל כפי שציינת, חוקי הכבידה משפיעים בכל מקום.
    הרעיון הבסיסי בMOND הוא שבתאוצות נמוכות התלות הלינארית בין תאוצה וכוח כבידה נשברת. הטענה הרווחת היא שבתוך מערכת השמש התאוצות הן לרוב הרבה מעל לתאוצה הקריטית, אבל יש מספר מאמרים שטוענים שישנם אפקטים משניים שייתכן וניתנים למדידה אפילו בתוך מערכת השמש, על ידי סטיות מהתנועה המצופה של פלנטות וחלליות (למעשה, נדמה לי שמצאו איזו סטייה של פיוניר מהמסלול המחושב, והיו אנשים שהעלו את MOND כאופציה לפתרון).
    אני לא מכיר מספיק טוב את הניסויים למדידת שדה הכבידה של כדה"א בכדי להגיד מה יהיה ההבדל, אבל כשכתבת את הדיוק של מכשירי המדידה על גרייל, זה קפץ לי לראש. בכל מקרה, נראה שאני לחלוטין לא בכיוון, שכן אם הבנתי נכון הנקודות שבהן מצפים למצוא השפעה ברת מדידה הן נקודות דמויות נקודות לגרנג'.

    השבמחק
  4. נשמע הגיוני למדוד את זה בנקודות שיווי משקל, כי שם המשיכה של השמש מתקזזת עם המשיכה של גוף אחר, ונשאר למדוד את הכוחות שנותרים. מצד שני, כדוה"א הוא לא גורם משיכה גדול במערכת השמש. עם כבר אז צריך למדוד בנקודות ש"מ של השמש וצדק.
    נושא מעניין מאד.

    השבמחק
  5. לכן כתבתי נקודות דמויות לגרנג', כי מדובר על נקודות שבהן ההשפעה מכל הגופים במערכת השמש מתקזזת, ואלה נקודות שבעייתי מאוד לחשב ולמצוא - כי אנחנו לא מכירים מספיק טוב את כל המסות במערכת השמש, כי הן קטנות, וכי הן זזות כל הזמן...

    השבמחק