יום שני, 10 בספטמבר 2012

האסטה לה-וֶסטה

בעוד שמשימות החלל היוקרתיות עוסקות בכוכבי הלכת, כי הם גדולים ומעניינים, וחשובים להבנת היווצרות כדור הארץ והתהליכים שעוברים עליו, ישנן גם משימות לחקר הגופים הקטנים במערכת השמש, קרי שביטים, אסטרואידים וכוכבי לכת ננסיים.
הגופים הקטנים לא הוזנחו. החל משנות השמונים היו גשושות רבות שטסו לאסטרואידים ולשביטים, אבל רובן ככולן ביצעו מעבר קרוב אחד מעל יעדן תוך כדי צילום, מדידות או איסוף חלקיקים, והמשיכו בדרכן. עבור חלק מהחלליות, האסטרואיד או השביט כלל לא היו המטרה הראשית, אלא רק הזדמנות לעבור ליד גוף מסיבי כדי שישנה להן את המסלול בדרכן ליעד הראשי, וכך לחסוך בדלק.
יוצאי הדופן היחידים הם החללית NEAR שהקיפה זמן מה את האסטרואיד אֵרוֹס ולבסוף נחתה עליו (החללית שתפסה טרמפ על אסטרואיד), והחללית למודת התלאות היאבוסה (Hayabusa) שנחתה על האסטרואיד אִיטוֹקַאווָּה, אספה ממנו דגימות והחזירה אותן חזרה לארץ (הבז ששב מהחלל: סאגה בשלושה חלקים).
Dawn מעל וסטה
Credit: NASA/JPL-Caltech
ממש עכשיו ישנן שתי משימות חלל שמטרתן הראשית היא שהות ממושכת ליד אחד הגופים הקטנים הללו. הראשונה היא החללית רוֹזֶטָה, השייכת לסוכנות החלל של האיחוד האירופאי (ESA). היעד שלה הוא השביט צ'וּרִיוּמוֹב-גֶרַסִימֶנְקוֹ (זה לא יהיה במבחן), שאותו היא תתחיל להקיף, במקביל להורדת נחתת עם יכולת קידוח לפני השטח שלו. כל זה יקרה בעוד שנתיים בערך. השניה היא החללית Dawn של נאס"א, שנמצאת כבר שנה במסלול קרוב סביב האסטרואיד הגדול ביותר - וֶסטה, ועליה אני רוצה להרחיב.

Dawn (שחר) היא גשושית שמשימתה לחקור לראשונה את שני הגופים הגדולים ביותר בחגורת האסטרואידים הראשית. החגורה היא מצבור אסטרואידים בגדלים שונים ובהרכבים שונים הפרושה סביב השמש בין מסלולי מאדים וצדק.
הגוף הגדול בחגורה הוא קרס, שעד 2006 נחשב לאסטרואיד הגדול ביותר. היום הוא נחשב באופן רשמי לכוכב לכת ננסי, וזאת מפני שהוא מספיק מסיבי כדי שיקבל צורת כדור. למרות שמבחינת מסה, קרס מכיל כמעט שליש מכל החומר שנמצא בחגורת האסטרואידים כולה, ידוע עליו מעט מאד, והצילומים הכי טובים שלו בוצעו באמצעות טלסקופ החלל האבל, שנמצא סביב כדור הארץ. מעולם לא התקרבה אליו חללית. בינתיים.
וסטה (Vesta) היא האסטרואיד השני במסתו אחרי קרס. בגודל היא פחות או יותר בתיקו עם פּאלאס, אבל באופן משמעותי יותר צפופה ולכן מקבלת את המקום השני. הממדים של וסטה הם באופן גס קוטר של 500 קילומטרים, אבל היא ממש לא כדורית.
Dawn שוגרה ב- 2007, ולפני שנה החלה להקיף את וסטה, וביצעה מיפוי מלא של מאפייני הקרקע שלה. בנוסף בוצעו מדידות של הקרינה המוחזרת מהשמש והמוקרנת מתוך הקרקע, מדידות של שדה הכבידה ועוד, שבאמצעותן ניתן לקבוע את ההרכב הפנימי של האסטרואיד.
האסטרואיד וסטה, כפי שצולם בשבוע האחרון
Credit: NASA / JPL-Caltech / UCLA/MPS / DLR / IDA / PSI

אחד המאפיינים המיוחדים של הגשושה Dawn, היא מערכת ההנעה שלה, שמבוססת על מנועים יוניים, ולא על מנועים רקטיים טיפוסיים, הפועלים באמצעות שריפת דלק. 
אופן הפעולה של מנוע יוני הוא האצה של גז קסנון מיונן. גז מיונן נושא מטען חשמלי, ולכן שדה חשמלי יכול להפעיל עליו כוח ולגרום לו להאיץ בכיוון מסויים. כך מאיצים את הגז דרך נחיר המנוע אל החלל, ובתגובה לכך נוצר דחף על החללית בכיוון ההפוך.
מנועים יוניים יוצרים דחף חלש ביותר. הרבה פחות מהלחץ שיוצר דף נייר שמונח על כף היד.
היתרון של מנועים אלו הוא היכולת לפעול במשך שעות ארוכות, כך שלמרות ההאצה האיטית, המהירות מצטברת ויכולה להגיע לממדים רצויים, וזאת בפחות משקל של קסנון לעומת משקל הדלק הדרוש לאותה האצה עם מנועים סטנדרטיים.
בנוסף, דחף נמוך מאפשר תיקוני מסלול מדוייקים הרבה יותר ולכן ניתן, למשל, להעז ולרדת לגובה של 200 קילומטר בלבד מעל פני השטח של וסטה.

להלן סרט מרהיב שהופק מתמונות אמיתיות שצולמו מהמסלול סביב וסטה:


Dawn עזבה את וסטה אתמול, ויצאה למסע הארוך לעבר קרס, אליו תגיע רק בתחילת 2015. בזאת קבעה הגשושה תקדים, של החללית הראשונה שעוזבת מסלול סביב גוף אחד במערכת השמש ויוצאת להקיף גוף אחר (מלבד כדור הארץ, כמובן).

לנו נותר לאחל לגשושה ולצוות ההפעלה שלה דרך צלחה. היעד החשוב עוד לפניהם.


__________________________________
לקריאה נוספת: רשומה שלי על ההיסטוריה של קרס

6 תגובות:

  1. רשומה מעניינת מאוד. אני רק סקרן - מדוע וסטה הופך אצלך לנקבה?

    השבמחק
    תשובות
    1. כי השם הוא של אלה רומאית. וכי השפה העברית מכריחה אותי לבחור הטיות גוף לחתיכות סלע קפואות בחלל.

      מחק
  2. בלוג יפה יואב - תמיד כיף לקרוא טקסט ברמה גבוהה על אסטרואידים.
    בקשר לשמות נקביים, שים לב שגם קרס (שאתה מכנה בהטייה זכרית) קרויה גם כן על שם נקבה - אלת החקלאות הרומאית (מקבילה של דמטר היוונית), והפטרונית של סיציליה (משם גילה אותה ג'וזפה פיאזי ב-1801).

    אגב, על-אף המאמרים הרבים שמפרסמים אנשי Dawn במגזין סיינס היוקרתי, נראה שרוב הפרטים והנתונים שנמדדו על וסטה היו ידועים כבר מתצפיות קרקעיות. ייתכן וזה מבאס את אנשי המשימה, אבל בינתיים נראה שהחשיבות הגדולה של Dawn היא האישור ש-Dawn מספקת לשיטות העבודה של האסטרונומים ומבחינתנו זה נפלא.

    השבמחק
    תשובות
    1. היי דוד,
      לגבי Dawn, הממצאים הקרקעיים אולי לא חידשו, במיוחד כשיש בידינו מטאורים שהגיעו מוסטה, אבל האם מיפוי שדה הכבידה לא חידש דבר?
      בכל מקרה זהו גוף גדול במערכת השמש, ולכן ראוי היה להקדיש לו זמן גם אם בסוף לא יהיו תגליות פורצות דרך. נקווה שקרס יביא (תביא?) לנו ממצאים יותר מעניינים ומפתיעים.

      מחק
  3. היי, בקשר לתמונה
    איך מצולמת הגששית מבחוץ, האם זאת עריכה?

    תודה
    איציק

    השבמחק
    תשובות
    1. היי איציק, התמונה העליונה היא גרפיקה ולא צילום. כפי שהבנת אין אפשרות לצלם את הגשושה מבחוץ.

      מחק