ג'וּנוֹ יוצאת לדרך!

זוכרים את החללית ג'וּנוֹ (Juno), שתישלח לאסוף מדידות מכוכב הלכת צדק? פתאום קפצה לי הודעה שהשיגור ממש עוד מעט, אז צריך להספיק לכתוב פוסט לכבוד העניין (מה שדוחה את שלל הדברים המעניינים שקורים ממש בימים אלה בחלל, אבל תאלצו להמתין).

איפה היינו? אה, אוקיי, אז נתחיל בכמה שאלות ותשובות:

בשביל מה לשגר עוד חללית אל צדק? הרי הגשושה גלילאו בילתה שם קרוב לשמונה שנים!
ובכן, גלילאו היתה גשושה שפותחה בתחילת שנות השמונים, והמכשור שקיים היום איכותי הרבה יותר. להמחשה, זכרון ה- RAM שלה היה על סרט מגנטי. באמת. מכשירי המדידה של ג'ונו יוכלו, למשל, לצפות לעומק האטמוספירה של צדק ולגלות אילו חומרים נמצאים מתחת למעטה העננים שלו, וזאת באמצעות מיכשור חישה-מרחוק שלא היה קיים בזמן הפיתוח של גלילאו.
בנוסף, המסלול של ג'ונו יביא אותה מעל הקטבים של צדק, כדי שזו תוכל לחקור את השדה המגנטי המורכב להפליא שלו. המבנה של השדה המגנטי התברר לראשונה באמצעות גלילאו, ונדרש עדיין איסוף מידע רב כדי למפות ולהבין את מה שהולך שם.
אגב, צדק הוא כנראה הגוף השמיימי שזכה להכי הרבה ביקורים של חלליות מלבד הירח (למרות שרק גלילאו נשארה במסלול סביבו): פיוניר 11 (1974 בדרך החוצה ממערכת השמש), וויאג'ר 1 (1979 גם כן בדרך החוצה), וויאג'ר 2 (1979, כנ"ל), יוליסס (1992, בדרך להקיף את השמש!), קאסיני (2000, בדרך לשבתאי), וניו-הורייזנס (2007, בדרך לפלוטו ולחגורת קויפר).

מה עוד היא הולכת לגלות שם?
מה יתגלה אף פעם אי אפשר לצפות מראש, אבל היעדים העיקריים הם:
- לאמת אחת מתיאוריות ההיווצרות של צדק באמצעות חיפוש נוכחות של מים באטמוספירה של צדק, ועדות למסת הליבה המוצקה שעשויה להיות לו.
- מיפוי השדה המגנטי ושדה הכבידה של צדק כדי להבין את המבנה הפנימי שלו ואת תנועת החומר בעומק האטמוספירה.
- מיפוי שינויים בהרכב, בטמפרטורה, בשקיפות ובדינמיקה של האטמוספירה סביב כל כוכב הלכת ולעומק של יותר מ- 500 קילומטרים.
- מיפוי תלת-ממדי של השדה המגנטי בעיקר באזורי הקטבים, מידע שממנו אפשר להפיק תובנות רבות על תהליכים במערכת השמש וביקום כולו.

מדהים! אז, מתי כל זה הולך לקרות?
אז זהו, שבכל זאת נדרשת סבלנות. המרחק לצדק הוא עדיין גדול מאד, בין 700 ל- 900 מיליון קילומטרים (תלוי מתי מודדים), וג'ונו תגיע לשם רק ביולי 2016. זאת לאחר שתשוגר למסלול שיביא אותה אל מעבר למסלול מאדים, שם היא תעצר ותתחיל ליפול חזרה לכיוון כדור הארץ, תחלוף לידו תוך כדי צבירת מהירות ושינוי כיוון טיסה (תמרון קלע שחוסך המון דלק), ומשם הישר לצדק. רק חמש שנים. שזה 250 פוסטים בערך. המפף...
הנה מה שכתבתי באנימציה:

ולסיכום - 5 עובדות מגניבות על ג'ונו:
1. אחד ממכשירי המדידה נקרא "מכשיר לגילוי חלקיקים אנרגטיים בצדק", ובקיצור JEDI. מה הסיכוי שיש חנונים בצוות המדעי של הפרויקט הזה?
2. הכנפיים הסולריות הענקיות ייפרשו כחמש דקות לאחר ההפרדות של ג'ונו מרקטת השיגור. התאים הסולריים יפיקו כ- 14 קילו-וואט, הספק שיכול לכלכל בניין דירות. כשתגיע החללית לצדק, המרחק מהשמש יצמצם את ההספק המיוצר לבערך 400 וואט. פחות מ- 3% מההספק המקורי, ואפשר להדליק איתו מספר קטן של נורות ליבון. למשימה של ג'ונו זה כמובן יותר ממספיק.
3. כדי להגן על הרכיבים האלקטרוניים המרכזיים של החללית מפני הקרינה החזקה שמשתוללת סביב צדק (כתוצאה מהשדה המגנטי העצום שלו), התקינו אותם בתוך קופסת טיטאניום בעלת דפנות עבות. המארז הזה הוא בגודל תא מטען של מיניוואן, ושוקל כ- 200 קילוגרם.

4. המשגר הוא מסוג אטלס 5, עם שלב שני מסוג סנטאור. בתצורה דומה שוגרה גם ניו-הורייזנס ב- 2006.
5. אני לא בטוח מה בדיוק הסיבה לכך, אבל על גבי החללית ישנן כמה דמויות לגו:

מזהים את הדמויות?

השיגור מתוכנן ליום שישי 5/8 בשעה 18:34 שעון ישראל, ואני אעדכן לגבי מצב החללית לאחר השיגור.

קישורים מעניינים: 
פוסט קודם במסה קריטית אודות משימת ג'ונו
ערוץ למשימת ג'ונו ביוטיוב
ערכת עיתונות (Press Kit) על המשימה ועל השיגור (שימו לב - PDF)

___________________________________________
קרדיט לתמונות ולסרטים: NASA/JPL

ג'וּנוֹ פורשת כנפיים

בתמונות הבאות מופיעות החלליות גלילאו, קאסיני, וווֹיאג'ר, כולן משימות לכוכבי הלכת החיצוניים של מערכת השמש:

Credits: NASA/JPL

ובתמונות האלה מופיעים לווין התקשורת ארטמיס, החלליות מרינר-10, וחללית המחקר Mars Global Surveyor, כולם משימות במערכת השמש הפנימית.

Credit: NASA/ESA-J.Huart 

שמים לב להבדל המשמעותי בין שני הסוגים?
אני מתכוון, כמובן, לכנפיים הסולריות, ולהיעדרן במשימות הרחוקות מהשמש.
כל מכשיר צריך חשמל כדי לפעול, והדרך הזולה להפיק אותו היא באמצעות תאים סולריים, שצריך רק לדאוג שיפנו לכיוון השמש כל הזמן (כמובן שתמיד קיים גם מצבר לגיבוי).
במשימות שבהן צריך להתרחק מהשמש יש בעיה. לא רק ששטף האור שמגיע מהשמש יורד לאחוזים בודדים לעומת הכמות שמגיעה לכדור הארץ, אלא שתאים סולריים הם מלכתחילה דרך גרועה מאד לייצר חשמל - הנצילות שלהם היא רק 28% לכל היותר וגם זה בתנאי מעבדה בלבד. כשנחשפים לחלל הם מתחילים להדרדר בביצועים. כל שאר האנרגיה, למען הסר ספק, הופכת לחום.

אז מדוע למרות הכל, נאס"א מתכוננת לשגר משימה חדשה לכוכב הלכת צדק, ג'וּנוֹ שמה (Juno), שנושאת שלוש כנפיים סולריות בשטח כולל של כ- 60 מטרים רבועים, אשר במרחק 780 מיליון קילומטרים מהשמש (המרחק הממוצע של מסלול צדק מהשמש) יפיקו כ- 400 וואט בלבד? חצי מההספק הזה, אגב, הולך לחימום...

החלליות שהרחיקו לכת בעבר (גלילאו, קאסיני, וויאג'ר, פיוניר, ניו-הורייזנס) הפיקו חשמל באמצעות מכשיר שנקרא RTG, המייצר חשמל מחום שנוצר מהתפרקות חומר רדיואקטיבי. האם טכנולוגיית התאים הסולריים הפכה לזולה או אפקטיבית מספיק כדי להצדיק תקדים שכזה, או שמא החשש ממחאה ציבורית כנגד שימוש בטכנולוגיה גרעינית כפי שקרה לפני שיגור גלילאו ב- 1989, הביאה לבחירה בפתרון הסולרי?
מסתבר שהמציאות בדרך כלל פשוטה הרבה יותר. לפי גיליון מרץ של Aviation Week, חברת לוקהיד-מרטין המייצרת את החללית, בחרה בכנפיים סולריות משיקולים של חוסר זמינות של יחידות RTG. פשוט נגמר המלאי.
כנראה שלפעמים נוצרים תקדימים מרשימים גם כתוצאה משיקולים יומיומיים. כך מופיעה החללית ג'ונו על גבי הפוסטרים של נאס"א. תודו שחללית עם כנפיים יפה הרבה יותר. 

Credit: NASA/JPL

השיגור, למקרה שאתם תוהים, מתוכנן ל- 5 באוגוסט השנה.