מהי משימה מוצלחת?

אם אתם עוקבים אחרי ברשתות החברתיות ובהרצאות, סביר שאתם כבר יודעים על תפקידי כמהנדס המערכות של החללית הישראלית הראשונה לירח בעמותת SpaceIL. השבוע עסקנו בנושא הסיכונים הטכניים של המשימה שלנו, שאמנם ברור לכל מהי מטרתה, אבל מה יקרה אם המטרה תושג באופן חלקי בלבד? היכן עובר הגבול בין משימה מוצלחת (גם אם ההישגים חלקיים בלבד), לבין כשלון?

שאלה זו הזכירה לי את מה שקרה בנחיתה הראשונה על מאדים.

למה אני מאושר מכך שנחתו על מאדים?

קיוריוסיטי נחתה על מאדים. ואיזו נחיתה זאת היתה! מבצע הנדסי חסר תקדים, שהתנהל בדיוק לפי התכנית, והסתיים בשיא מרגש של הקלה ואושר של כל צוות המשימה, עם צופים רבים שעקבו בשידור חי אחר המתרחש מכל קצוות העולם.
אם פספסתם את תגובת צוות הנחיתה, הקדישו שתי דקות וחצי לצפייה בשבע דקות האימה הופכות לפורקן של אושר צרוף:

בנוסף תוכלו לקרוא את הדיווחים והתגובות שנכתבו בזמן אמת בדף "מסה קריטית" בפייסבוק, ולקחת חלק בהתרגשות שניכרת שם.

למרות שאני מאד רוצה לכתוב על מה שנעשה עד כה על ידי קיוריוסיטי על אדמת מאדים, ועל מה שהולכים לעשות בשבוע הקרוב, החלטתי לענות על שאלות שצצות בצורה זו או אחרת אחרי כל הצלחה (ובמיוחד אחרי כשלונות) של משימות חלל אזרחיות.

הדבר הגדול הבא

האיכות של טלסקופ מחזיר אור (להבדיל משובר אור) מתאפיינת בקוטר המראה הראשית שלו ובטיב הייצור שלה. בשבוע שעבר הסתיים בהצלחה סבב הבדיקות הקריוגניות של מראות טלסקופ החלל ג'יימס וּוב (James Webb). הבדיקות הללו הן אחד השלבים החשובים ביותר להוכחה לקראת השלמת ההרכבה של הטלסקופ.

שליש מהמראות המרכיבות את המראה הראשית של הטלסקופ בתוך התא הקריוגני
Credit: NASA/MSFC/David Higginbotham

המראות עשויות בריליום, מתכת קלה מאד וחזקה, ומצופות זהב לגימור וטיב פני-שטח ברמה המירבית שאליה ניתן להגיע בטכנולוגיה הקיימת כיום. את המראות בודקים בתא קריוגני המדמה את תנאי החלל, כלומר בקור עז - בסביבות 248- מעלות צלזיוס, בערך 25 מעלות מעל האפס המוחלט! בתנאים אלה מוודאים שהגיאומטריה שלהן נשמרת, כך שהמאפיינים האופטיים לא יישתנו כתוצאה מהקור.
אלו אינם תנאים רגילים אפילו בחלל. הטלסקופ נועד להשקיף על היקום בתחום התת-אדום. מכיוון שכל גוף פולט חום בתחום זה של הקרינה האלקטרומגנטית, יש לשמור את האופטיקה של הטלסקופ בתנאים הצוננים ביותר, כך שהקרינה התת-אדומה הנפלטת מהמראות עצמן תהיה חלשה מאד.

טלסקופ החלל ג'יימס ווב
Credit: NASA

גופים בחלל קולטים חום גם מהשמש ומכוכבי לכת קרובים, ולכן ג'יימס ווב מצוייד בשכבות של מגן חום ובידוד שיפרידו בינו לבין השמש, והוא יוצב במרחק של מיליון קילומטרים וחצי מכדור הארץ במסלול סביב השמש, אבל כך שכדור הארץ תמיד יהיה בינו לבין השמש.
טלסקופ החלל ג'יימס ווב אמור להיות היורש של טלסקופ החלל האבל. אבל הוא לא רק יחליף אותו, אלא יהיה הרבה יותר ממה שהאבל אי פעם היה. טלסקופ החלל האבל צופה בעיקר בתחום האור הנראה, בעוד שבתחום זה אפילו אבק מסתיר את האור ומונע מאיתנו לצפות הלאה.
ג'יימס ווב, באמצעות מראה בקוטר 6.5 מטרים יוכל לצפות אל העצמים המרוחקים ביותר ביקום, לראות עצמים בלתי-נראים בתחום האור הנראה.

המראה הראשית של טלסקופ ג'יימס ווב ביחס למראה הראשית של האבל
Credit: NASA

מועד הסיום המתוכנן לפרוייקט הזה הוא שנת 2018, וזאת בהנחה שלא יבטלו אותו בגלל הוצאות עודפות כמו שניסו לפני מספר חודשים. הטלסקופ הזה הוא אחד הפרוייקטים השאפתניים והיקרים ביותר הקיימים, והציפיות ממנו גדולות מאד. זה הופך אותו גם לאחד הפרוייקטים המגניבים ביותר שאפשר לדמיין.

______________________________________________

לקריאה נוספת:

http://www.jwst.nasa.gov/index.html

אבן בשחקים (אבל הפעם לא בחלל)

קצת אחרי שבני אדם החלו לבנות חומות הגנה סביב עריהם, החלו בני אדם אחרים לבנות מכונות מצור. בין מכונות אלו אפשר למצוא את איל הניגוח שמטרתו לבקע את שערי העיר, מגדלים ניידים שמאפשרים לקרב את הצבא התוקף למרומי החומות ולהילחם פנים-אל-פנים עם הצבא המגן, וגם אמצעים שונים שמסוגלים להסב נזקים כבדים למבנים ולאוכלוסייה הנצורה, לעיתים מבלי לפגוע כלל בחומות.

מכונות הארטילריה הקדומות היו מלאכת מחשבת של תכנון הנדסי. הרי לא פשוט להניף מטען כבד ולהשליך אותו אל עבר האויב כך שיוכל לרסק חומת לבנים, להצית מבני עץ, ובאופן כללי לגרום הרס ובהלה. בנוסף רצוי היה שהמכונה עצמה וצוות המפעילים שלה יימצאו מחוץ לטווח הירי של הקשתים ומכונות הארטילריה שבתוך העיר ועל חומותיה.

מכונות משליכות אבנים קיימות באירופה מאז התקופה הרומית, אולי מפני שבצבא הרומי היו לראשונה יחידות הנדסה. אבל קיים תיעוד מוקדם יותר של מכונות כאלו בסין כבר במאה הששית לפנה"ס, וכאן אצלנו במאה ה- 7 לפנה"ס, כפי שנרמז בתנ"ך: ויעש [עזיהו מלך יהודה] בירושלם חשבנות מחשבת חושב, להיות על-המגדלים ועל-הפנות, לירוא בחצים, ובאבנים גדלות; ויצא שמו עד-למרחוק, כי-הפליא להעזר עד כי-חזק. (דברי הימים ב' פרק כ"ו פסוק ט"ו)

מבין המכונות הללו המוכרת ביותר היא הקטפולטה, מכונה הזורקת אבנים מכח המתיחה של חבלים הכרוכים בכוח סביב הקצה של קורת ההנפה. בקצה השני שלה ישנה כף אשר בה מניחים את האבן. הקורה מתרוממת ותנועתה נבלמת על ידי קורה אופקית. הסלע, שאינו מחובר לקורה, ממשיך בתנועתו במסלול בליסטי.

מכונה מעט פחות מוכרת היא הטרבושה, ועליה ברצוני להרחיב גם בגלל שהיא פחות מוכרת, גם בגלל שאופן ההשלכה שלה הרבה יותר אלגנטי, וגם מעוד סיבה שאחשוף רק בסוף.

הטרבושה היא מכונה שעיקרון הפעולה שלה הוא שימוש בכוח המשיכה בלבד. למעשה מדובר בנדנדה. למרות זאת לא תמצאו כזאת במגרש המשחקים מפני ששני צידיה אינם מאוזנים ומפני שאנחנו לא מעודדים את הילדים שלנו ללמוד לעוף. זרוע אחת של הנדנדה היא קצרה מאד ועליה תלויה משקולת כבדה. הזרוע השניה ארוכה מאד ובקצה שלה מחובר קלע. הזרוע עם המשקולת נופלת עקב המשקל העצמי שלה, והזרוע הארוכה מתרוממת במהירות כפי שמצופה מנדנדה. בזוית קבועה מראש משתחרר אחד ממיתרי הקלע, והמטען שבתוכו נזרק לאוויר.

היחס בין המשקולת לבין האבן הנזרקת הוא 10 ל- 1 עד 100 ל- 1 כדי שהטווח יהיה אפקטיבי, ולכן כדי לזרוק סלעים ממש כבדים היה צורך במכונה כל כך מסיבית, שנדרש צוות גדול מאד כדי לדרוך אותה. טרבושה איכותית היתה יכולה להשליך סלע במשקל 100 ק"ג לטווח של עד 300 מטר.

הטרבושה היתה בשימוש עד המאה ש- 16, אז החלו להופיע תותחים ומרגמות, שהיו כמובן פשוטים יותר לתפעול גם אם לא בהכרח יותר יעילים. הטרבושה מתוארת כנשק בידי המוסלמים כבר במאה ה- 6 לספירה, ושוב בספרות צבאית שנכתבה עבור צלאח א-דין במאה ה- 12. במאה ה- 14 השתמשו חילות מונגולים בטרבושה כדי להשליך גופות נגועות בדֶבֶר אל מעבר לחומות עיר הנמל קאפה בחצי-האי קרים (היום נקראת פיאודוסיה). הסוחרים הגנואנים שברחו מהעיר המותקפת הביאו איתם את המגיפה לאירופה וההמשך ידוע.

היום כמובן שאין שימוש פרקטי לטרבושה, אבל מאחר והמכונה כל כך מרשימה בפעולתה, ומאתגרת מאד לבנייה, ישנן קבוצות שבונות אותן לשימושים שונים, מלימוד פיסיקה ושיחזור קרבות עתיקים ועד להשלכת דלעות.

כתוצאה מהאתגרים הללו, השתכללו השיטות להנפת הקלע עוד יותר, והיום ניתן לראות בנוסף לטרבושה המשקולת הנגדית הקלאסית (Counterweight Trebuchet), גם מכונות מודרניות כגון טרבושה בעלת זרוע צפה (Floating Arm Trebuchet) שבה הציר של הזרוע נע על גבי מסילה וכך הזרוע כולה נעה במסלול שמוסיף לעוצמת ההשלכה, וגם סוגים מעניינים נוספים:

לסיכום, למה החלטתי פתאום לכתוב על טרבושה, ולמה אני מספר לכם את כל זה? ובכן, זה מפני שאני הולך לבנות אחת כזאת. פרטים (ותמונות) בהמשך.

עדכון: ההמשך בקישור הזה.