מפגש היסטורי

לפעמים קל לשכוח שחלק מהדברים שאנחנו יודעים היום התגלו רק לאחרונה.
למשל לפני 100 שנה עוד לא השתמשו במושג "גלקסיה" מכיוון שעוד לא היו אמצעי תצפית ומדידה טובים מספיק כדי לזהות שיש "שבילי חלב" נוספים, ותהליך ההיתוך הגרעיני שמפעיל את השמש מוכר לנו רק מסוף שנות ה- 30 במאה הקודמת.
אבל בשביל להבין את מערכת השמש היה צריך להמתין לתחילתו של עידן החלל.
כך למדנו שלכדור הארץ יש מעטפת בלתי נראית של חלקיקים טעונים שכלואים בשדה המגנטי שלו. למדנו איך נראה הצד הרחוק של הירח. גילינו שכוכב חמה אינו 'נעול' כשצד אחד שלו פונה בקביעות לשמש, וגילינו שגם לצדק יש מערכת טבעות משלו.

אתמול מצאתי בבית הוריי את החוברת "כוכבים במסילותם" מאת נתן אריה (הוצאת החברה להגנת הטבע בשיתוף האגודה הישראלית לאסטרונומיה, תשל"ח, הוצאה ששית תשמ"ב). חוברת זו הכירה לילד שהייתי בתחילת שנות ה- 80 את עולם האסטרונומיה לראשונה.

כוכבים במסילותם - מדריך לתצפיות בשמים
צילום: יואב לנדסמן

במיוחד זכרתי את טבלת כוכבי הלכת, כפי שמופיעה להלן.

נתוני כוכבי הלכת מתוך החוברת
צילום: יואב לנדסמן

למרות המהדורה הששית (1982), המידע עדיין מעודכן לשנת ההוצאה המקורית (1978), כשחלליות וויאג'ר רק יצאו לדרכן לכוכבי הלכת החיצוניים.

הפרט הבולט במיוחד הוא שכמות הירחים שהתגלו מאז הוא עצום; 67 לצדק, 62 לשבתאי (עם עוד המון ירחונים זעירים), 27 לאורנוס, 14 לנפטון ו- 5 לפלוטו.
הפרט הבולט השני הוא סימני השאלה בעמודה של פלוטו. למעשה חוסר הידיעה של המסה, הצפיפות וכוח המשיכה נובעת מכך שטרם התגלה הירח הגדול של פלוטו, כארון. הוא התגלה באותה השנה בה יצאה החוברת לראשונה, אבל פרט לכך רוב השאלות לגבי פלוטו נותרו ללא מענה.

מנקודת מבטי, לגדול בתקופה שבה מדי כמה חודשים או שנים פורסמו תגליות חדשות של ירחים או ממצאים אחרים מפני השטח של כוכבי לכת, היה מרגש ומלהיב מאד. היום המצב עוד יותר מעניין לחובבי אסטרונומיה. ראשית, יש יותר משימות חלל, והן מודרניות ומשוכללות לאין שיעור. שנית, האינטרנט מאפשר למידע להגיע אלינו תוך זמן קצר מאד מהרגע שבו הוא נקלט על ידי אנטנות הענק של רשת החלל העמוק. לפעמים תוך דקות בלבד.

בעוד יומיים (14/7/2015) תחלוף לראשונה חללית סמוך לפלוטו, שהיום מוגדר ככוכב לכת ננסי. כדי לקבל תשובות לחלק מהשאלות נשלחה החללית ניו-הורייזנס (אופקים חדשים), החללית המהירה ביותר אי פעם, למסע של קרוב ל- 10 שנים במהלכו צלחה כמעט 6 מיליארד קילומטרים, ושבשיאו תחלוף במרחק זעום של כ- 13,000 קילומטרים מפני השטח של פלוטו.

המון מידע חדש מתקבל בזכות חללית אחת. צילומים אפשר לצלם ממסלול סביב כדור הארץ, אבל הם לעולם לא ישתוו לאלו שמצולמים מטווח קרוב. מלבד הירח, שקרוב אלינו מאד, לא ניתן לזהות מאפיינים גיאולוגיים של עצמים אחרים. מאפיינים אלו הם המפתח להבנת התהליכים שיצרו את מערכת השמש ושהביאו אותה לצורתה הנוכחית. תהליכים אלו עדיין מניעים שינויים בסביבה שלנו, בכדור הארץ. וכדאי לנו מאד להבין אותם היטב אם ברצוננו להשאר בסביבה בעתיד.

תמונות מעובדות של פלוטו מטלסקופ החלל האבל (2010)

פלוטו בצבעים אמיתיים מניו הורייזנס ממרחק 8 מיליון קילומטר
Image Credit: NASA-JHUAPL-SWRI

פרט לצילומים, רק חללית שחולפת בקירבת מקום יכולה למדוד שדות מגנטיים, קרינה, חלקיקים, אבק ועוד.

חלליות עמוסות מכשור מדעי מספקות את סקרנותנו ומאפשרות לענות על שאלות רבות, אבל עם זאת הן חושפות מידע רב נוסף שגורם לנו לשאול שאלות חדשות. בעוד כמה ימים נקבל המון מידע חדש, שיעצים את הידע הקיים מצד אחד, ויהיה בסיס לשאלות שכרגע אנחנו אפילו עוד לא יודעים לשאול. זוהי התקדמות מדעית שמתרחשת מול עיננו.

הערה לסיום שאני מקווה שלא תנמיך את הציפיות יתר על המידה: לוקח ממש הרבה זמן להעביר נתונים מהחללית המרוחקת חזרה לכדור הארץ. אל תצפו שכל המידע המעניין יגיע ביום המעבר. פרטים מסויימים יגיעו לפני, פרטים נוספים כמה ימים אחרי, והמידע האיכותי ביותר יגיע בהמשך השנה והשנה הבאה.
זה יקח זמן, אבל אם חיכינו עד עכשיו, אז לא יהיה נורא להמתין עוד קצת. זה עולם חדש, וכמו כל עולם חדש שפגשנו לראשונה מקרוב, גם כאן תהיינה הפתעות לרוב.

עוּרי, רוזטה!

בחודש דצמבר 2002, עיקר עבודתי התמקד בהכנות לשיגור לווין התקשורת עמוס-2, שהיה אמור לטוס לחלל כחצי שנה מאוחר יותר, על גבי המשגר אריאן-5 מהדגם החדש ECA.
באותו חודש התרחש שיגור ראשון של דגם זה. במהלך השיגור חלה תקלה במערכת הקירור של המנועים והמשגר הושמד עם שני הלווינים שהיו ארוזים בתוכו. מאחר ותור השיגורים החל להידחות, נדחה גם השיגור שלנו, והדחייה אפילו הביאה להחלפת חברת השיגור.
במקביל התחלתי לבקר בחוג לגיאופיזיקה ומדעים פלנטריים באוניברסיטת תל אביב כדי להתחיל שם את התואר השני, ושם שמעתי לראשונה על החללית רוזטה, שהיתה אמורה לעלות על שיגור אריאן-5 בינואר 2003, והשיגור נדחה למרץ 2004. דחיית השיגור עבור רוזטה היתה בעייתית אפילו יותר, כי היא הביאה לאיבוד חלון ההזדמנויות למפגש עם השביט ווירטנן (46P/Wirtanen), שאליו היא תוכננה, ולהחלפתו בשביט אחר.
לאחר כמעט עשור בחלל, מגיעה השנה משימת רוזטה לשיאה, וזו משימה שכדאי מאד להכיר.

גרייל: אחרית דבר

משימת גרייל הגיעה אל סופה.
זוג החלליות הקטנות אֶבּ ופלוֹוּ (Ebb and Flow) סיימו את מיפוי שדה הכבידה של הירח בדיוק וברזולוציה חסרות תקדים, וסיפקו נתונים שישמשו לשנים של מחקר על מבנהו ותהליכי היווצרותו.

מתוך Eyes on the Solar System

בעוד פחות מיומיים, הן תתרסקנה על אדמת הירח.

מרחבים מעוותים - מאמר מאת עפר מתוקי

[בכנס אייקון האחרון שנערך בסוכות, השתתפתי בפאנל שיזם ידידי עפר מתוקי בנושא תגליות מדעיות בסדרי גודל שונים. בעוד שאני דיברתי על הנחיתה של קיוריוסיטי על מאדים, על חשיבותה ועל הציפיות ממנה, בחר עפר לספר לחברי הפאנל ולקהל על רעיון, שעשוי לאפשר הגעה מהירה לכוכבים מרוחקים למרות מגבלת מהירות האור.

חובבי מדע בדיוני, וכל מי שצפה בסדרות "מסע בין כוכבים" מכיר את הרעיון בשם Warp Drive, או בעברית מנוע עיוות או פיתול.

כשעפר סיפר לי שהוא מכין מההרצאה שלו מאמר לבקשת שמוליק לוטטי מהאתר סטארבייס972, ביקשתי את רשותו לקבל גירסה עבור "מסה קריטית", כלומר בשבילכם, והתוצאה לפניכם. 
עפר הוא דוקטורנט לקוסמולוגיה ומנהל תא החובבים "הרחפת הקלה" בירושלים.]

כאשר אנו חושבים על מסע בין כוכבי, האפשרות לנוע במהירות גדולה ממהירות האור לרוב מובלעת בתוך אותה מחשבה. ללא האפשרות הזו, החלומות על מסע למערכות שמש וגלקסיות אחרות ישארו בגדר זה - חלומות. אפילו בתנועה במהירות שקטנה רק בשבריר אחוז ממהירות האור, הגעה לכוכב הקרוב אלינו ביותר תיקח מעל ארבע שנים, ובזמן הזה על כדור הארץ יעברו אלפי שנים (אפקט שנובע מתורת היחסות הנקרא התארכות הזמן). כל זאת אפילו מבלי להביא בחשבון את העובדה שהאצת חללית (אפילו קטנה) למהירות שכזו דורשת כמויות אנרגיה פנטסטיות.

"שלב להילוך שני, מיסטר קראשר"

לכאורה, תורת היחסות של איינשטיין מציבה בפנינו חסם שלא ניתן לעברו - גוף בעל מסה לעולם לא יוכל לנוע במהירות האור או למעלה ממנה. אולם מסתבר שאת החבר'ה מנאס"א זה לא בהכרח מרתיע, והם הודיעו שהם שוקדים כעת על הקמת מעבדה שתבדוק היתכנות של טכנולוגיה שתאפשר לנו להגיע לכוכבים בזמנים שקצרים בהרבה מהזמן שהיה לוקח לו היינו נעים במהירות האור, ומבלי לחזור לעולם שבו אנחנו יכולים להיות הסבא רבא רבא רבא רבא רבא רבא של כל מי שחי.

  

איזה ציוד לוקחים למאדים?

לתשומת לבכם, רשומה זו היא החמישית מתוך סדרת כתבות על קיוריוסיטי, שתנחת על מאדים ביום שני בבוקר.
קישורים לרשומות הקודמות תוכלו למצוא בתחתית רשומה זו.

הרובר קיוריוסיטי שוקל 900 קילוגרם. זה הרבה מאד יחסית לרובר הקודם, אופורטיוניטי, שמטייל על מאדים מאז 2004, ומשקלו 170 קילוגרמים בלבד.

תצוגת דגמים בגודל טבעי (מימין לשמאל):
קיוריוסיטי, סוג'ורנר, ואופורטיוניטי (או ספיריט, הם תאומים זהים)

אבל ההבדל החשוב הוא לא המשקל היחסי בינהם, אלא משקל המטען הייעודי שעבורו יצרו את המשימה זו, יחסית למשקל הכולל של הרובר. המטען הייעודי במשימות מדעיות הוא מכשירי המחקר. באופורטיוניטי היו 5 מכשירי חישה מדעיים במשקל כולל של 5 קילוגרם. יחסית למשקלו מדובר בכמעט 3%.

בקיוריוסיטי ישנם 10 מכשירי מדידה מדעיים במשקל כולל של 75 קילוגרם, המהווים 8.3% ממשקל הרובר. זו קפיצת המדרגה: טכנולוגיה שמאפשרת מכונה יעילה יותר עם יכולת טובה יותר, שתפעל למשך יותר זמן.

איזה ציוד מותקן על קיוריוסיטי?

בקדמת הרובר מותקן עמוד תצפית עם ראש המסוגל לשתי דרגות חופש (צידוד והגבהה/הנמכה), שגובהו מהקרקע 2 מטרים. בראש העמוד מותקנות 7 מצלמות לתפקידים שונים.

ראש עמוד התצפית של קיוריוסיטי

Mastcam - שתי מצלמות של 2 מגהפיקסל שיצלמו תמונות צבע ווידאו לטובת סריקת השטח לקראת נסיעה, ולסיוע הנדסי של פעולות כמו הפעלת הזרוע הארוכה של הרובר. מכלולי העדשות של המצלמות אינם זהים - העדשה של המצלמה הימנית היא בעלת אורך מוקד ארוך ושדה ראייה צר, והשמאלית בעלת אורך מוקד קצר ושדה ראייה רחב. כל אחת מהמצלמות שומרת את הצילומים בכרטיס זכרון פלאש משלה, כדי לא להעמיס על זכרון המחשב המרכזי. זו השיטה גם בכל שאר המצלמות של קיוריוסיטי.

למצלמות אלו יש סט מסנני צבע שמאפשר צילומים של הקרקע והאטמוספירה לשימוש מדעי. אחד המסננים נועד כדי לאפשר למצלמות להתבונן היישר בשמש, וכך למדוד את כמות האבק באטמוספירה.

ChemCam - זו מצלמה שמטרתה זיהוי סוגי חומרים מרחוק, כדי לקבל החלטות לאיזה סלע כדאי להתקרב והיכן להשקיע זמן באיסוף דגימות. לשם כך מצויידת המצלמה בלייזר, שמסוגל ליינן את השכבה החיצונית של סלעים במרחק של עד 7 מטרים, וטלסקופ כדי לצפות בהבזק שיווצר בנקודת הפגיעה ולאפיין את סוג המינרלים לפי האור שהם פולטים.

הדגמה מצויירת של אופן הפעולה של ChemCam.
את קרן הלייזר כמובן שלא רואים.

המצלמה עצמה היא מונוכרומטית ברזולוציה של 1 מגהפיקסל, ויכולה לשמש גם לתצפית ללא הפעלת הלייזר.

הלייזר מופעל לפולסים קצרצרים, כ- 5 מיליארדיות השניה, ובזמן זה הוא מעביר למטרה שלו מעל מיליון וואט.

מכשיר הספקטרומטר שמנתח את הבזק הפלזמה שנוצר, מכיר 6144 אורכי גל שונים, בתחום התת-אדום ועד על-סגול, וזיהוי הצירופים שלהם מאפשר זיהוי של סוגי החומר שמצפים את הסלע שנצרב בלייזר.

מכשיר זה הוא גם מהיר יחסית למכשירי ניתוח החומרים המוצקים שמותקנים על קיוריוסיטי, שמשך פעולתם על דגימה בודדת יכול להמשך ימים שלמים.

NavCam - שני זוגות של מצלמות שנועדו להכוונת הרובר בנסיעתו. המצלמות פועלות יחד לראייה סטריאוסקופית.

על עמוד התצפית מותקנים גם שני חיישני סביבה הנקראים REMS, שיאספו מידע באופן כמעט רציף לכל משך המשימה. החיישנים ימדדו את מהירות וכיוון הרוח, לחץ האוויר, לחות, טמפרטורת האוויר, טמפרטורת הקרקע, ואת קרינת העל-סגול המגיעה מהשמש.

בחלקו התחתון של הרובר, בחזית ובירכתיים, מותקנים שני זוגות של מצלמות HazCam, שתפקידן לסייע בניווט באמצעות תצפית לטווח קרוב - סמוך לגחון של הרובר. התפקיד הנוסף שלהן הוא לעזור לכוון את הזרוע של קיוריוסיטי כאשר היא קרובה לקרקע.

RAD - חיישן להערכת קרינה. זהו למעשה טלסקופ בעל שדה ראייה רחב, שנועד לזהות קרינה קוסמית וחלקיקים עתירי אנרגיה המגיעים מהחלל ועלולים להזיק לרקמות חיות, וכך יאסוף מידע שיהיה חיוני לתכנון משלחת אנושית למאדים בעתיד. מכשיר זה כבר עובד ומתעד את הקרינה שמגיעה לקיוריוסיטי במהלך מסעה בחלל בדרך למאדים.

DAN - מכשיר לזיהוי מינרלים מתחת לפני השטח. מכשיר זה נמצא בתחתית הרובר, ומשתמש בשיטה של שחרור ניוטרונים אל הקרקע, וניטור הניוטרונים החוזרים. לפי התנע של החלקיקים החוזרים ניתן לקבוע את מסת האטומים שנפגעו וכך את הסוג של החומר המסתתר מתחת לקרקע.

הצריח שבקצה הזרוע של קיוריוסיטי

לקיוריוסיטי יש זרוע בקדמתה, שנועדה לבחינה מקרוב ולאיסוף של דגימות קרקע. הזרוע היא מפרקית באורך שני מטרים, ובעלת חמש דרגות חופש. הצריח שבקצה מכיל מכשירים לאיסוף דגימות גיאולוגיות.

MAHLI - "הזכוכית המגדלת" של הזרוע. זו מצלמת צבע בעלת מרחק מוקד ניתן לשליטה. כאשר היא תשמש לבחינת סלעים מקרוב, היא תוכל להגיע לרזולוציה של פחות מ- 14 מיקרון (!), פרמטר שיאפשר לזהות מינרלים לפי המבנים הגבישיים. באמצעות הזזת המוקד, היא תוכל לזהות ממרחק של מטר פרטים בגודל חצי מילימטר.

כשמביטים מקרוב על הקרקע עלולה להיות בעיה של הצללה, ולכן המצלמה מצויידת בשתי נוריות LED שיאפשרו צילום אפילו בתנאי לילה. שתי נוריות LED נוספות ישמשו לתאורה בתדר על-סגול, שיאפשרו בדיקת חומרים פלואורסצנטיים.

APXS - ספקטרומטר שיורה חלקיקי אלפא (גרעיני הליום שנפלטים בהתפרקות טבעית של חומר רדיואקטיבי) אל מטרה קרובה, והמטרה "משיבה" בפליטת קרינת X שהמכשיר מודד וכך מסוגל לזהות את החומר שממנו עשויה המטרה. מכשיר זה מסוגל לזהות כמויות זעירות ביותר של חומר, וישמש למציאת מטרות לאיסוף דגימות. מכשיר APXS היה קיים בכל הרוברים הקודמים שנחתו על מאדים, אבל הפעם שדרגו אותו עם מתקן קירור כדי שיוכל לפעול גם בשעות היום, ועם יכולת להשתמש בקרן החלקיקים עצמה על מנת למדוד ולהגיע למרחק אידיאלי מהמטרה.

PADS - זוהי המקדחה וכלי איסוף החומר המוצק של קיוריוסיטי. היא מסוגלת לקדוח עד 5 סנטימטרים לתוך סלע, ולאסוף דרך המקדח את האבקה שלו. כל מי שעבד עם מקדחה בעבר יודע שלא מספיק רק מקדח מסתובב, ולכן גם מקדחה זו היא פטישון, שמכה בסלע תוך כדי יצירת הקדח. כל מי שעבד עם מקדחה יודע שלפעמים המקדח נתקע בכוח בתוך הקיר וקשה להוציא אותו. הפתרון של קיוריוסיטי הוא לנתק את הביט (ראש המקדח) ולהשאיר אותו בסלע. יש שני ביטים חלופיים בחזית של הרובר, ותרגיל ההחלפה הוא פשוט ומהיר למדי.

DRT - זו בעצם מברשת לניקוי משטחי סלע שרוצים לבחון מקרוב או לקדוח בהם. המברשת עשויה שערות פלדה שמסתובבות בכוח מנוע חשמלי, וכך מנקות מאבק עיגול בקוטר כארבעה סנטימטרים.

CHIMRA - קופסת מכשירים בצריח הזרוע של קיוריוסיטי, שתפקידה לאסוף, לסנן ולהגיש דגימות קרקע למכשירי הניתוח הנמצאים בתוך הרובר. ל- CHIMRA יש כף איסוף קטנה שאיתה ניתן לאסוף חול מהקרקע. גם האבקה שנאספה בקידוח מצטרפת לקופסה זו. לאחר האיסוף, מתחילים הזרוע והצריח בסדרת תנועות שמעבירות בכוח הכבידה את החומר שנאסף דרך מבוך שממיין, מסנן ואוסף למנות מדודות את הדגימות. מכשירי הניתוח מסוגלים לעבוד עם גרגרים שקוטרם אינו עולה על גודל מסויים, ולכן נדרש סינון. ישנן שתי מסננות - לגודל גרגרים של מילימטר אחד, ולגודל של 150 מיקרון.
כדי לסייע לגרגרים לעבור בין התאים והמעברים הזעירים שבמכשיר, ישנו מתקן שמרעיד את כל קופסת האיסוף כדי שהגרגרים לא יוכלו להישאר במקום אחד.
גרגרים גדולים יותר ניתן להניח על מגש תצפית קטן שבולט מחזית הרובר, שם ניתן לבחון אותם באמצעות APXS ו- MAHLI. את המגש אפשר לנקות לפני השימוש בעזרת DRT.

לאחר איסוף וטיפול ראשוני בחומר המוצק שנאסף, ניתן להכניס אותו לאחד משני מתקני ניתוח כימי של האבקות.
CheMin - ניסוי לחקירה וניתוח של דגימות מוצקות באמצעות תבנית עקיפה של קרני X. המכשיר מסוגל לזהות את סוג המינרלים ואת הכמויות שלהם בדגימת הקרקע שמוצגת בפניו. תבנית העקיפה נוצרת כאשר מאירים באור בעל אורך גל יחיד דרך שכבה דקה מאד של חומר. הגבישים של החומר יוצרים תבנית של אור וצל שמאפיינת את סוג הגביש, וכך אפשר לזהות אותו. האבקה המסוננת נשפכת מהזרוע אל תוך המשפך של CheMin שעל גבו של הרובר, ואל תוך אחד מ- 32 תאי דגימה. כל זוג תאים נמצא על זרוע בצורת מקול, שרוטט כדי לארגן את הגרגרים בצורה מסודרת. הזרועות נמצאות על גלגל שבאמצעות סיבוב שלו ניתן להביא כל אחד מהתאים מול מקור קרני ה- X כדי לבחון אותו.
בחינת תא אחד של CheMin נמשכת הרבה זמן, עד כדי 10 שעות, ויתכן שיבצעו אותה רק בלילות של מאדים מכיוון שהאלקטרוניקה של המכשיר דורשת טמפרטורות נמוכות מאד.

SAM - זה המכשיר המדעי המתוחכם ביותר שהוטס למאדים עד כה, והגדול ביותר שמותקן בקיוריוסיטי. זוהי בעיקרון מעבדה לניתוח כימי של חומרים גזיים, הן מהאטמוספירה, והן מדגימות הקרקע. הגזים מהאטמוספירה נכנסים מפתחים עם מסננים בחזית הרובר, והמוצקים, אותה אבקה שנאספה באמצעות הזרוע, מוכנסים דרך אחד משני משפכים שעל הגב של קיוריוסיטי.
בתוך SAM ישנם שני תנורים המסוגלים לחמם את דגימת הקרקע שבתוכם לטמפרטורה של 1000 מעלות צלזיוס. מהגזים שנפלטים מהם בעת החימום ניתן לזהות את החומרים המרכיבים אותם, עם דגש על זיהוי חומרים אורגניים.
לצורך זיהוי הגזים ישנם שלושה מכשירים שמבצעים עבודה משותפת: ספקטרומטר מסות, שמזהה גזים לפי משקל המולקולות שלהם, ובנוסף גם ספקטרומטר לייזר וכרומטוגרף.
זה לא הכל. החומר שמוכנס ל- SAM מוכנס לאחת מ- 74 כוסיות שמתניידות בין המתקנים השונים. רובן עשויות קווארץ, שעמיד בחום, וכך הן נכנסות לאפייה בתנור. כאשר דוגמת קרקע סיימה את הניתוח שלה, היא יכולה לעבור חימום כדי לנקות אותה משאריות ולהכין אותה לשימוש חוזר. הכוסיות האחרות מכילות חומר ממס, ואטומות ביריעת מתכת. כשמגיע הזמן להשתמש בהן, מנקבים את הכיסוי ושופכים את הדגימה לתוך הנוזל שבכוסית. לאחר מכן מכניסים את הכוסית לתנור לחום שמתאים לזירוז התגובה הכימית וליצירת גזים.


לסיכום, אמליץ לצפות בשני הסרטונים הקצרים שבהם מסבירה Emily Lakdawalla, כתבת הטכנולוגיה והמדע של האגודה הפלנטרית, על המצלמות ועל הציוד המדעי של קיוריוסיטי: קישור.

תזכורת: עוד יממה וקצת לנחיתה. ביום שני, משעה 08:00 בבוקר לכל המאוחר, אתחיל לנטר את ערוצי המדיה שעוסקים בנחיתה, ואעדכן בדיווחים שוטפים את דף הפייסבוק "מסה קריטית".
אם אתם מעוניינים להתעדכן בזמן אמת, להשתתף בשיחה ולשאול אותי שאלות, הרשמו בדף הפייסבוק כבר עכשיו.

סדרת רשומות קיוריוסיטי לקראת ארוע הנחיתה:
רשומה ראשונה בסדרת קיוריוסיטי: כמה קשה לנחות על מאדים?
רשומה שניה בסדרת קיוריוסיטי: צלילה לאטמוספירה של מאדים
רשומה שלישית בסדרת קיוריוסיטי: סיום שלב הנחיתה של קיוריוסיטי
רשומה רביעית בסדרה: מה מחפשים במכתש גייל שבמאדים?

__________________________________________
קרדיט לכל התמונות: NASA/JPL

סוסים מעופפים וחורים שחורים

הערב ימריא מטוס סטארגייזר (טריסטאר מוסב) מבסיס הטילים הבליסטיים של חיל האוויר האמריקאי בקוואג'אליין שבאיי מרשל באוקיינוס השקט. המטוס יטפס לגובה שיוט של כמעט 12 קילומטרים, ובתזמון מדוייק ישליך את המטען הכבד שמחובר לבטנו - משגר הלווינים פגאסוס XL.

הפגאסוס מזכיר במראהו טיל שיוט גדול, אבל למעשה הוא רקטה תלת שלבית שמסוגלת לשאת מטענים קטנים יחסית (מאות קילוגרמים בלבד) למסלול נמוך. שיגור מהאוויר מאפשר גמישות בבחירת נקודת השיגור ומועד השיגור, אבל עקב מגבלות המשקל שהמטוס מסוגל להרים, מתאימה שיטה זו ללווינים קטנים בלבד. הפגאסוס הוא המשגר המוטס היחידי שקיים היום.
חמש שניות לאחר הניתוק ממטוס הסטארגייזר, יפעיל הפגאסוס את מנועו הראשי ויאיץ למשך 76 שניות, אז יאזל הדלק של השלב הראשון.

לפני הפעלת השלב השני, יתנתק כל המקטע המכונף של המשגר, ויישאר רק חלקו הקדמי. מנוע השלב השני יוצת, והפגאסוס ינסוק אל מחוץ לאטמוספירה, ישליך את החופה שלו ויחשוף את המטען שבתוכו לחלל.
בגובה 180 קילומטר ינותק גם השלב השני הריק מדלק, והשלב השלישי יסיים את מלאכת הכנסת המטען למסלול בגובה 630 קילומטרים.
המטען הוא לווין בשם NuSTAR. טלסקופ חלל חדש שמיועד לחקור חורים שחורים באמצעות מדידת קרינת ה- X הנפלטת מהחומר שנבלע בהם.
NuSTAR הוא לווין קטן יחסית, באורך של 2.2 מטרים כשהוא מקופל, אבל כשהוא יפרוש את הטלסקופ שלו הוא יגיע לאורך של 10 מטרים.

תצפיות של קרינה עתירת אנרגיה כגון על-סגול, X וגמא, ניתן לבצע אך ורק מהחלל, כי האטמוספירה של כדור הארץ חוסמת אותן. טוב שכך כי זוהי קרינה מייננת המסוכנת לרקמות חיות.
זו גם טכנולוגיה חדשה יחסית, כי טלסקופים זקוקים למראות, וקרינה אנרגטית כל כך לא נשברת במראות רגילות אלא נוטה להיבלע בחומר של המראה, אלא אם זוית הפגיעה במראה היא שטוחה ביותר.
מטרת משימה זו היא לאתר חורים שחורים, שמסתמנים כעצמים הרבה יותר נפוצים מכפי שתארנו לעצמנו בעבר, וללמוד עליהם כדי לנסות להבין טוב יותר את התהליכים שמתרחשים בהם וסביבם.
זו אינה המשימה הראשונה מסוג זה, אבל בפירוש המדוייקת ביותר, אז צפו לתגליות חדשות בקרוב!
לקריאה נוספת:
דיווחים בזמן אמת על המשימה: Spaceflightnow
מידע לעיתונות (PDF)

___________________________
קרדיט לכל התמונות: NASA

לימודי תעופה לתסריטאים - על הסרט "הנוקמים"

בשבוע שעבר הלכנו לראות את האוונג'רס, או "הנוקמים" בלשון הקודש.
אני לא חובב מושבע של סרטי קומיקס, או של גיבורי-על, אבל זה היה בילוי מצוין עם חברים, וגם - סרט אקשן מגניב וגיקי בבימויו של ג'וס ווידון! ווהו! אהמ...כן.

אזהרה: משקפי תלת-ממד אינן מוסיפות בהכרח עומק לעלילה

ובכן, סרט מגניב בהחלט, אבל לא יכולתי שלא לרטון על עניין מסויים אחד. החברים שלי, ומי שהיה בהרצאות מסויימות שלי יודע שמרגיז אותי שיוצרי סרטים מתעלמים לעיתים קרובות מחוקי הטבע או נותנים להם ביטוי חופשי מדי ללא שום סיבה. כן, אני יודע שזה סרט קומיקס ויש שם בהגדרה דברים שאינם מציאותיים וכל זה בסדר מבחינתי. אני מסוגל להתעלם ממד המציאות שלי... עד למקומות שבהם הסרט עובר כל גבול.

לתשומת לבכם - מעבר לקיפול ישנם ספויילרים, אז אם זה מפריע לכם, שמרו מרחק.

Here be Spoilers!

שמש בקופסה

האנושות שרויה במשבר אנרגיה, זה לא דבר חדש. הצריכה גואה בקצב מעריכי, וקצב הייצור מתקשה לספק יתרות מעבר לתצרוכת הנדרשת. בין הניסיונות להורדת קצב עליית הצריכה והניסיונות למציאת מקורות אנרגיה יעילים וזולים, קשה לזכור שאנחנו גרים בסמיכות יחסית למנוע היתוך גרעיני שמספק אנרגיה טבעית ונקייה בכמות הרבה יותר גדולה מזו שאנחנו צריכים, והכי חשוב - בחינם.

אני מתכוון כמובן לשמש. הכוכב החביב שלנו מייצר כמות אנרגיה עצומה באופן קבוע, והאנרגיה הזו מוקרנת לכל עבר. חלק זעיר ממנה מגיע לכדור הארץ, בערך 1400 וואט לכל מטר רבוע.
כאן מגיע החלק החשוב: אפילו אם נצַפה את כל כדור הארץ בתאים סולאריים, נוכל לקלוט רק כ- 45 מיליארדיות האחוז מהקרינה של השמש! כל השאר "מתבזבז" על פני החלל שבו לא נמצא כדור הארץ.
כיום, גם שבריר האחוז הזה הוא מעל ומעבר לכל מה שאנחנו צריכים, אבל מה יהיה בעתיד אם קצב העלייה בצריכת האנרגיה?

אין מספיק תאים סולאריים, או שאין מספיק שמש?
Credit: NASA

בשנת 1960 פירסם המגזין Science מכתב מאת הפיסיקאי פרימן דייסון, שנקרא בתרגום חופשי "חיפוש אחרי מקורות מלאכותיים של קרינת כוכבים תת-אדומה". המכתב עוסק בצורך להשתמש בטלסקופים הצופים בתחום התת-אדום לצורך חיפוש סימנים לציוויליזציה טכנולוגית ביקום. זה היה המקום שבו הוזכר לראשונה הרעיון שלימים קיבל את השם כדור דייסון.

נתקלתי ברעיון זה לראשונה בספר "טבעת כארון", שאותו קראתי באיזשהו חדר כוננות במהלך שנות השירות הצבאי שלי, והרעיון נשמע לי מבריק ואלגנטי. ברמה התיאורטית כמובן. ברמה המעשית הוא בעליל בלתי סביר עם הטכנולוגיה שיש בידינו. 

כדור דייסון נועד לניצול מקסימלי של האנרגיה הזמינה, שהיא השמש. דמיינו מבנה עצום בצורת כדור חלול או קליפה כדורית, בממדים של פעמיים מסלול כדור הארץ, שנבנה סביב השמש וכוכבי הלכת הפנימיים של מערכת השמש. אם הדופן הפנימית של הקליפה מכוסה בתאי שמש, אז כל האנרגיה של השמש מנוצלת ליצירת חשמל, ואין כלל ביזבוז.
כמות החומר הדרושה לבניית מבנה כזה היא כל כך גדולה, שיהיה צורך בפירוק כוכבי לכת (אולי כל כוכבי הלכת) הקיימים בסביבה, אפילו אם הדופן של הקליפה תהיה בעובי של מטרים בודדים.עבור ציוויליזציה שגילה רב הרבה יותר משלנו, למשל אלף או יותר שנות תרבות טכנולוגית, נשמע סביר ואולי אף מתבקש ליצור כדור דייסון. עבור השלב בו אנחנו נמצאים כיום, תרבות טכנולוגית בת 200 שנה בלבד (אם נהיה נדיבים), ברור לכל שזה בלתי אפשרי בעליל.

למעשה, יש לא מעט בעיות ברעיון עצמו, הקשורות ליציבות, לחוזק המעטפת ועוד, ואכן בתגובה לפרסום המכתב כתב דייסון שיותר סביר בעיניו מערך רב חלקים של מתקנים קולטי אור-שמש, שנעים במסלולים משלהם סביב השמש ומהווים יחד כדור שמחולק לחתיכות קטנות. הנקודה שלו היתה שתרבות טכנולוגית עשויה לסגור את השמש שלה במבנה מסוג זה כך שיהיה כמעט בלתי אפשרי לזהות אותה מבחוץ, אולם ניתן לזהות את הקרינה התת-אדומה, שהיא סוג הקרינה היחיד שחייב להשתחרר מהצד החיצוני.

כדור דייסון (או בוואריאציות שלו נחיל דייסון, בועת דייסון) מופיע בעיקר בהקשר של מדע בדיוני, וחבל, כי זה רעיון מרתק ומעורר השראה. אנחנו חיים בתקופה שבה הגבול בין מדע ומדע בדיוני הולך ומטשטש, וכפי שהמדע הבדיוני דן בעבר במשבר הארגיה ההולך ומתעצם ואף הציע פתרונות, אני סבור שראוי שרעיונות יצירתיים ומקוריים, אולי אפילו מטורפים, יגיעו גם לשיחות סלון של אנשים שאינם חובבי מדע בדיוני. פשוט בגלל שיום אחד זה עלול להיות רלוונטי.

"מספר 1, אתה צעיר מדי ולכן אינך יודע כדור דייסון מהו. אני אסביר לצופים ואתה תקשיב."
לבקשת הקהל: מס"ב TNG עונה 6 פרק 4

לקריאה נוספת:
המכתב שפרסם פרימן דייסון: Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation
איך לבנות כדור דייסון בחמישה שלבים פשוטים
למה לא כדאי לבנות כדור דייסון בחמישה שלבים פשוטים

גם חלליות רובוטיות מצייתות לשלושת החוקים

אנחנו יודעים לא רע לצפות התנהגות של חפצים בסביבה מוכרת. כוס מים שנדחוף מהשולחן תיפול הישר מטה, תפגע ברצפה ותתנפץ. המים ישפריצו על כל הסביבה, ואנחנו נאלץ לנקות את השברים. בנהיגה אנחנו יודעים שלחיצה על דוושת הגז תאיץ את המכונית בעוד שדוושת הבלם תאט אותה. שחקן כדורסל מיומן מסוגל לקלוע מקו השלוש אפילו בלי להכיר את חוקי הפיסיקה. אבל כל היכולת שלנו לצפות את ההתרחשויות הללו נובעת מהניסיון שצברנו בחיינו. ניסיון בסביבה שהחוקים בה ברורים וידועים, בה כוח המשיכה פועל בכיוון ברור מאד, אור השמש לא יכול לדחוף ולהפיל אותך וקשה עד בלתי אפשרי להשיג דירה בתל-אביב.
הבעיה היא שלגבי החלל אין לנו שום ניסיון אישי, ושום אינטואיציה, ולכן יש הרבה תפישות שגויות לגבי האופן שבו דברים מתרחשים שם.

אחת הדרכים לצבור ניסיון

להלן שלושה דברים שרוב האנשים תופשים באופן שגוי לגבי התנהגות עצמים בחלל:

תחזית ל- 2012

קשה שלא להתייחס לנבואות סוף העולם בפתיחת שנת 2012, אז הנה ההתייחסות שלי - סוף העולם יתרחש בשנת 2012 באותה סבירות כמו בכל שנה ובכל תאריך אחר. 
נבואות מכל סוג הן פרשנות קלוקלת במקרה הטוב, ותרמית מרושעת במקרה הגרוע. אני לא קורא לכם להתעלם ממנבאי שחורות, אלא להיפך - הקשיבו להם וזכרו היטב מיהם ומה המסר שלהם, כדי שכאשר ייפקע המועד בו נקבו תוכלו להצביע עליהם ולצחוק במקרה הטוב, או לתבוע אותם על הונאה במקרה הטוב יותר.

בהקשר הזה אני רוצה לספר על תכנית הרדיו המשובחת "דוקטור למה - הלמה היחידה שהיא גם דוקטור" (המשודרת ברדיו 1מ', רדיו הטכניון, יש דבר כזה). את התכנית מגיש ידידי רועי צזנה שעשוי להיות מוכר לכם מהבלוג "מדע אחר", והיא עוסקת במדע, היסטוריה ופילוסופיה מנקודות מבט שונות ומשונות.
בתכנית הספקתי להתראיין בשני פרקים שונים - על ערים בחלל, ועל כוכב הלכת הדמיוני ניבירו שמקושר לתחזיות סוף העולם.

ב- 6 בפברואר, באירוע לכבוד סיום עונת השידורים הראשונה של "דוקטור למה", יתכנסו כמה מהמרואיינים שהשתתפו בתכנית, ובינהם גם אנכי, להרצאות קצרות הקשורות לצפוי לנו (או לא צפוי לנו) בשנת 2012.
ההרצאה שלי מתוארת כך: נבואות חורבן לשנת 2012: התפרצויות שמש, היפוך קטבים, סופרנובה קרובה, חורים שחורים ונייטרינו מוטנטים. כן. נייטרינו מוטנטים. 
האירוע יתקיים בחמד"ע בתל-אביב, ואתם כמובן מוזמנים. הכניסה חופשית אך רצוי להרשם מראש.

ובונוס למי שקרא עד הסוף: תחזיות מדוייקות מעבר לכל ספק לשנת 2012.

______________________________
קרדיט ללוגו של "דוקטור למה": אביב אור

קיוריוסיטי בדרך למאדים!

הפוסט הזה תוכנן לשבוע שלפני השיגור, אבל <הכנס תירוץ כאן>. אשרי הדחיינות.

קיוּריוֹסיטי (סקרנות בעברית) הוא שמה של המעבדה הקרקעית הניידת המשוכללת ביותר שנבנתה אי פעם למשימת חלל, ובפרט לשיטוט על פני מאדים. המשימה שלה היא לברר האם בקרקע של מאדים יש או היו פעם תנאים המאפשרים קיום של חיים. להשגת היעד הזה, קיוריוסיטי עמוסה במכשירים מדעיים, שיאפשרו לה לנתח מבנים והרכבים של עשרות דגימות, אותן תוכל לאסוף מאזורים שונים על מאדים.

 קיוריוסיטי תוכננה למשימה של כמעט שנתיים, במהלכן היא תוכל לנוע על פני קילומטרים רבים, וכך להגיע לסוגי קרקע שונים שאותם מעניין לבחון. הרובוטים המשוטטים הקודמים, ספיריט ואופורטיוניטי, תוכננו ל- 90 יום בלבד, החזיקו מעמד פי- 20 מהמתוכנן, ואופורטיוניטי אפילו סוגר עוד חודש את שנת הפעילות השמינית שלו! עם זאת, אופורטיוניטי נסע קרוב ל- 40 ק"מ עד כה (יותר מפי- 50 מהתכנון המקורי שלו!), בעוד קיוריוסיטי תוכל לצלוח את המרחק הזה תוך פחות משנה (תיאורטית כמובן, נחכה ונראה).

קיוריוסיטי שוגרה ב- 26 בנובמבר, ותגיע למאדים באוגוסט הקרוב. הנחיתה שלה, המוצגת בסרטון זה, היא מהמבצעים המורכבים ביותר שבוצעו בחלל, לפחות במשימות רובוטיות; לאחר הכניסה לאטמוספירה והאטת קצב הירידה באמצעות מצנח, יופעל רכב בעל מנועים רקטיים, שיוריד עם כבלים את הרכב הקרקעי לקרקע בצורה מבוקרת, כמו מין עגורן מעופף. את ספיריט ואופורטיוניטי הנחיתו באמצעות הטלתם לקרקע כשהם עטופים בבלוני אוויר דחוס. השיטה החדשה מתאימה יותר למטענים כבדים (קיוריוסיטי כבד פי- 5 מקודמיו), ומאפשר הנחתה מדוייקת לאתר המבוקש.

שלב הנחיתה

אתר הנחיתה הוא מכתש גֵייל, מכתש עתיק מאד (נוצר לפני לפחות שני מיליארד שנים) שצורתו עגולה ובקוטר של כ- 154 קילומטרים, מוקף בצוקים בגובה חמישה קילומטרים (!) ובמרכזו הר שמתנשא גם הוא לגובה של חמישה קילומטרים מעל קרקעית המכתש. המכתש נבחר כאתר הנחיתה מכמה סיבות, שהראשונה מבינהן היא שצפוי להיות בו מגוון גדול של סוגי קרקע, כך שאפשר יהיה להגיע בקלות יחסית מאזור עניין אחד לאחר. שנית, המכתש הוא האתר העמוק ביותר בסביבתו, יותר מארבעה קילומטרים עומקו, ולכן זה מקום טוב לחפש בו ראיות להימצאות מים נוזלים, שכידוע זורמים למקומות הכי נמוכים.

טופוגרפיה של מכתש גייל (הצבעים מסמנים גובה לפי המקרא),
האליפסה מסמנת את אתר הנחיתה.
Credit: Anderson and Bell

הרכב עצמו שוקל כ- 900 קילוגרם ואורכו כשלושה מטרים. הוא מתנייע באמצעות שישה גלגלים בעלי מנועים חשמליים נפרדים, המחוברים לזרועות שמאפשרות תנועה בשיפועים ומעבר מעל מכשולים כמו סלעים גדולים. את החשמל הנדרש להפעלת מערכות הרכב מייצר מחולל רדיואיזוטופי-תרמואלקטרי (RTG), כלומר מיכל של חומר רדיואקטיבי, שהדעיכה הטבעית שלו מייצרת חום המומר לחשמל. בנוסף משתמשים בחום העודף לחימום אזורים ברכב שצריכים להיות חמים. החומר הרדיואקטיבי הוא תחמוצת של פלוטוניום-238, חומר שאיננו בקיע (אינו יכול לשמש לפצצה גרעינית). בתחקיר לפוסט זה למדתי נתון מעניין: מסתבר שארה"ב הפסיקה לייצר פלוטוניום-238 בסוף שנות ה- 80, ומאז שהסתיימו המאגרים, כל מכשירי ה- RTG האמריקאים מכילים רדיואיזוטופים מתוצרת רוסיה. לי זה נשמע מפתיע, אבל אולי זה רק כי גדלתי בתקופה שעדיין הייתה מתיחות רבה בין שתי המעצמות על רקע העליונות הגרעינית.

ה- RTG של קיוריוסיטי (המתקן הלבן במרכז)
אגב, החליפות של הצוות הן כדי לשמור על נקיון, ולא להגנה מקרינה.

לקיוריוסיטי יש מבחר גדול של מכשירים מדעיים. יש לה מצלמות משוכללות לצילום בהפרדה גבוהה שנמצאות בראש תורן שגובהו שני מטרים, ומאפשר תצפית לטווח בינוני. יש מצלמה נוספת בקצה זרוע בעלת מספר מפרקים שמאפשרת בחינה מיקרוסקופית של עצמים בטווח הזרוע.
על ראש התורן מוצב גם מכשיר המפיק פולסים של לייזר, המסוגל לאדות את השכבה החיצונית של סלע ממרחק מספר מטרים, ומצלמה ספקטרוסקופית שתנתח את ההרכב הכימי של האדים מרחוק.
הזרוע שהזכרתי קודם יכולה להגיע לטווח של 190 סנטימטרים. בקצהּ מותקן צריח מסתובב עם כלי עבודה שכל גיאולוג אנושי היה יכול להיעזר בהם: מקדח, מברשת, מסננת, כף חפירה וקופסאות לאיסוף דוגמיות. את דוגמיות הקרקע שייאספו, תכניס הזרוע לתוך מתקן ניתוח כימי שנמצא בגוף הרכב. שם יעברו הדגימות מספר בחינות לזיהוי ההרכב הכימי, ולאיתור תרכובות אורגניות.
בנוסף למכשירים אלו לבחינת הקרקע, מכילה קיוריוסיטי גם מערכות למדידת תנאי מזג האוויר והסביבה, כגון לחץ, טמפרטורה, קרינה אלקטרומגנטית, הרכב אטמוספירה (בדגש על זיהוי אדי מים) וכדומה.

מהנדסים בוחנים את הזרוע של קיוריוסיטי

לסיכום, אין ספק שזו משימה שאפתנית שלא היתה כדוגמתה במשימות רובוטיות קודמות. אני מאד מקווה שהיא תצליח, כי אם כן, היא תהווה דוגמה מופתית לאופן שבו יש לחקור את מערכת השמש - במקום לחזור על שיטות קיימות ולהתקדם בצעדים קטנים, צריך להעז ולפרוץ את המעטפת המוכרת, לחדש ולאלץ את המדע והטכנולוגיה להתקדם הלאה.
אני אמשיך, כמובן, לעקוב ולעדכן.


_________________________________
קרדיט לכל התמונות (אלא אם מצויין אחרת): NASA/JPL

הצד האפל ואני

עוד רשומת אייקון, בעיקר כדי להשוויץ עם הקדימון החדש להרצאה שלי:

בואו. יהיה פיצוץ!

משחקי כבידה

אני מתנצל מראש על הפוסט הקצר, נגמר לי הזמן להיום...

מחר (למעשה זה כבר היום), יום חמישי ה- 8 בספטמבר, תשוגר משימת גרייל (GRAIL) לירח. הנה פוסט שכבר כתבתי על כך.

השיגור יתרחש בשעה 15:37 שעון ישראל, או (אם תהיה סיבה להתעכב) בשעה 16:16. [עדכון: בגלל רוחות חזקות בפלורידה, נדחה השיגור למחר 9/9/2011 בשעה 15:33 ליום שבת 10/9/2011 בשעה 15:29.]

Credit: NASA

גרייל היא משימה לשתי חלליות זהות (למעשה תמונת-ראי אחת לשניה), שבאמצעות תקשורת הדדית תוכלנה למפות את שדה הכבידה של הירח.

הכניסה למסלול סביב הירח צפוי בינואר 2012 ותחילת המיפוי מתוכנן למרץ 2012.

אתם עשויים לתהות מדוע נדרשים כמעט שלושה חודשים להגיע לירח, בזמן שבתכנית אפולו, למשל, הגיעו לירח תוך שלושה ימים. ההסבר הוא פשוט - בתכנית אפולו היו אנשים שהיה צריך לשמור בחיים, ולכן הזמן היה גורם חשוב מאד. במשימות רובוטיות יותר חשוב להוזיל את מחיר הפרוייקט, ואחד העקרונות החשובים בעולם התעופה כולו הוא להקטין את המשקל כמה שרק ניתן, כי זה מאמץ יקר מאד להעלות דברים למעלה.

לכן, כדי לחסוך בדלק שהחללית צריכה לקחת עימה, שולחים אותה במסלול "חסכוני בדלק", שהמשמעות שלו היא תמיד משך זמן ארוך. במשימת גרייל שולחים את החלליות לכיוון השמש. במרחק של כמעט 1.5 מיליון קילומטר מכדור הארץ מבצעים תמרון קטן שיגרום להן לחזור לכיווננו, ובתזמון מתאים כדי שכבידת הירח תלכוד אותן.

לקריאה נוספת (קבצי PDF):

ערכה לתקשורת של NASA

ערכה לתקשורת על השיגור ומשגר הדלתא-2

לצפיה בשידור חי של השיגור:

אתר חדשות החלל Spaceflight Now

ערוץ JPL

ועוד משהו חשוב - זוהי אחת המשימות הבודדות, אולי השניה בלבד, שבה מכהנת אשה בתפקיד החוקר הראשי שמנהל את כל הצוות המדעי של התכנית. שמה ד"ר מריה זובר מ- MIT.
אני מקווה שאספיק לראות את היום שבו פרט מידע כזה יהיה טריוויאלי וחסר ייחודיות.

[עדכון 10/9 21:25 - השיגור התקיים בסופו של דבר בשעה 16:08, לאחר דחייה קצרה בגלל רוח חזקה. החלליות הופרדו מהמשגר בצורה תקינה ופרשו את הכנפיים הסולריות שלהן. כעת הן בדרך לירח: GRAIL-A תגיע למסלול הירח ב- 31/12/2011, ואחותה GRAIL-B ב- 1/1/2012]

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

מדע ויראלי

בסופ"ש האחרון השתתפתי בסדנה שמטרתה להפיק (וללמד תוך עשייה) סרטוני מדע קצרים לקהל הרחב. הסרטונים עלו ליוטיוב והכוונה היא לנסות להפוך אותם לויראליים. חמישה סרטונים בלבד צלחו את הסדנה, שהיתה מתישה ואינטנסיבית ביותר, והתחרות מתחילה.

הנושאים שהוגרלו עבור הסרטון שלי ושל ידידי אמיר ברנט היו "יופי" ו"נעורים" (כל אחד שלף נושא, ומותר היה לבחור אחד מהשניים), ובחרנו להתמקד ביופי של המדע. כשראיתי את הסרטים האחרים הבנתי שהסגנון הייחודי של כל אחד מהמשתתפים התבטא בטכניקות שכל צמד בחר לעצמו, וכך יצאו חמישה סרטונים שונים מאד זה מזה. את הסדנה ליוו זיו קיטרו וליאור צורף, שלשניהם ידע וניסיון רב בתחום הפקת סרטונים והפצתם במדיה החברתית.

להלן הדגמה של הטכניקה שבה בחרנו:


הסרטון עצמו:

המסקנות הן כאלה: הכנת סרטונים היא מלאכה מייגעת, אבל ההשקעה וההקפדה על פרטים משתלמת. בנוסף, את העריכה רצוי לעשות על מחשב חזק. זה היה סרט של 3 דקות בלבד וללפטופ היה קשה איתו.
אני תוהה אם אוכל להפיק סרטונים נוספים בעתיד. אתם יודעים - למען המדע. וגם כי זה כיף.

השלב הבא הוא להביא לחשיפה מקסימלית של הסרטונים. הזכרתי בהתחלה שמדובר גם בתחרות, ואתם יכולים לעזור לי.
במהלך חודש מאי יוכרזו הזוכים על סמך שני פרמטרים; דעת חבר שופטים, וכמות צפיות. אם הסרטון שלי מצא חן בעינכם, ואתם רוצים לעודד אותי להפיק סרטונים נוספים, צפו בסרטון והפיצו אותו לחבריכם בפייסבוק או בכל אמצעי אחר.

נושא אחר באותו נושא: הוכרזה תחרות פיימלאב 2011, הרצאות בנושאים מדעיים ב- 3 דקות בלבד וללא אמצעי עזר. השתתפתי בתחרות של 2010, וזכיתי בסדנה ייחודית שנותנת כלים להתמודדות עם התקשורת ועם קהל, כלים שבהם אני משתמש בכל הרצאה שלי. החוויה של התחרות עצמה, ההתמודדות עם השופטים והקהל, שווה הרבה מאד. אם אתם אוהבים מדע, ואוהבים להסביר מדע, אז התחרות הזאת היא בשבילכם. שלב א' יתקיים בתחילת מאי בתל-אביב, חיפה וירושלים. פרטים נוספים כאן.

ומשהו אחרון לסיום: תודה ע-נ-ק-י-ת לרותם ברוכין שהקריבה לילה שלם כדי לעזור עם הטקסט של הסרטון ועם ההקלטה של הקריינות.

אם הגעתם עד כאן, אז אולי הספקתם לשכוח לצפות בסרטון שלי. אז אני מזכיר - הביעו את תמיכתכם וצפו בו.

זית מדולל בוודקה. מנוער, לא מעורבב

רשיון למזוג?

אני אפתח בהצגת תמצית דעתי בנושא:

הומאופתיה לא עובדת.

ראשית, הניסיון להסביר את שיטת הפעולה באופן פסאודו-מדעי מנוגד לעקרונות שעליהם מבוססים המדע והרפואה. עקרונות שבלעדיהם זיקנה היתה מראה נדיר כי רובנו לא היה מגיע אפילו לגיל 45, וכל הטכנולוגיה שמעצבת את חיינו לא היתה קיימת כי לא היו לנו חשמל, תחבורה המונית, תקשורת, או אפילו את רוב המזון שאנחנו רגילים לקבל כמובן מאליו.

שנית, ואת זה חשוב מאד להבין - השיטה המדעית מאפשרת לקבוע אם תופעה מסויימת תלויה בתופעה אחרת, למשל בקשר של סיבה ותוצאה, וזאת גם אם אופן הפעולה "שמאחורי" אותה תופעה כלל אינו ידוע.
לכן אפשר לקחת תופעה, למשל טיפול הומאופתי, ולבחון אותה מול קבוצת ביקורת שמקבלת טיפול זהה פרט לכך שהחומר שהם מקבלים הוא פלצבו (נטול ערך מבחינה טיפולית). את הניסוי עושים בשיטת הסמיות הכפולה (double blind), כלומר שהמטופל אינו יודע אם הטיפול אמיתי או לא, וגם המטפל אינו יודע האם החומרים שנתן הם אמיתיים.
בניסויים מסוג זה (והיו הרבה מאד כאלו על ידי גורמים מוסמכים רבים) התגלה שוב ושוב שאחוז המטופלים שהראו שיפור במצבם בקבוצה שקיבלה טיפול אמיתי ובקבוצת הפלצבו היה זהה.
באופן כזה מבודדים את מתן המרקחת ההומאופתית כפעולה שבאופן ברור ומובהק איננה משפיעה על תוצאות הטיפול.

כך בהחלט יתכן שאדם זה או אחר יחווה שיפור במצבו לאחר טיפול הומאופתי, אלא שלא הטיפול עצמו הוא שהואיל לו, אלא משהו אחר כמו עצם הביקור ותשומת הלב של המטפל, או שהגוף שלו היה מחלים מעצמו, או כל גורם אקראי אחר מלבד ה"תרופה" שקיבל.
מהסיבה הזאת אני לא יכול לקבל טענות כמו "זה הציל את החיים של אמא שלי" או "אחרי הטיפול הרגשתי הרבה יותר טוב". לא כי אני מטיל ספק בתוצאה, אלא כי הקרדיט אינו מוצדק! אין שום בושה בלהרגיש יותר טוב עקב אפקט פלצבו, זה אפקט מוכר למדע שקיים בטיפולים רפואיים מכל סוג, ויכול להשפיע גם על 30% מהמטופלים! זה סיכוי לא רע ואסור לזלזל בכך, אבל צריך לזכור שטיפולים "רגילים" כמו אנטיביוטיקה, חיסונים, וכל תרופה או טיפול שאושרו לשימוש על-ידי ארגוני הפיקוח כמו ה- FDA מוכיחים אחוזי יעילות גבוהים בהרבה.

לסיכום, אני מבין לגמרי אנשים שמבקשים טיפולים אלטרנטיביים מכל סוג שהוא כאשר הם נואשים וחרדים למצבם הבריאותי. אין לי שום טענה מולם כאשר המערכת הרפואית הרשמית מאכזבת אותם. הבעיה מבחינתי היא כאשר טיפולים שהוכחו כלא-יעילים, נמכרים לצד טיפולים מבוססי-מדע כשווים וחליפיים להם. זו פגיעה חמורה ביסודות שעליהם ניצבת הקידמה הטכנולוגית שלנו.

ביום שישי ה- 4 בפברואר בשעה 10:23 בבוקר בכיכר דיזינגוף בתל-אביב, יתקיים ארוע מחאה נגד הלגיטימיזציה של טיפולים ותרופות הומאופתיות על ידי גופים ממשלתיים ומסחריים כמו קופות החולים ובתי המרקחת. במהלך הארוע נבצע "התאבדות המונית" באמצעות בליעת מנת יתר של תרופות הומאופתיות, על פי המסורת שהחלה התנועה הספקנית הבריטית. ארוע דומה יתרחש באותה יממה בערים רבות ברחבי העולם.

אחרים כתבו על כך בכישרון, ביסודיות ובהרחבה. הכתוב ברשומה זו הוא נקודת המבט האישית והממוקדת שלי. פרטים ספציפיים תוכלו לקרוא כאן.

מה מפעיל את השמש?

אחד הדברים היפים ביותר באסטרופיסיקה הוא שהעצמים הגדולים ביותר שקיימים, כלומר הכוכבים, מתנהלים על פי החוקים שמכתיבים העצמים הזעירים ביותר, האטומים. אתם מוזמנים להכניס תובנה חברתית כראות עיניכם.

המשך מעבר לקיפול...

כמה חם היה? פוסט לכבוד חורף מבולבל

רבות אנו משתמשים בביטויים כמו "החום בחוץ בלתי נסבל" בזמן שבתחזית מזג האויר מבטאים את אותה המשמעות במילים "הטמפרטורות היום הן מעל הממוצע". כשאנחנו מרגישים חולים ומשתמשים במדחום, התצוגה מדווחת לנו מהי טמפרטורת הגוף שלנו, ולא כמה חום אנחנו מכילים. מהו בדיוק ההבדל בין חום וטמפרטורה?

חום הוא צורה של אנרגיה שמוכלת בגוף או בחומר מסויים. אנרגיית חום היא למעשה אנרגיה קינטית, כלומר אנרגיה בצורת תנועה, אבל בקנה מידה קטן מאד; כשגוף סופג אנרגיית חום (איך? על כך בפעם אחרת), האטומים שלו ינועו במהירות רבה יותר, והמולקולות שלו תתנועענה במהירות גבוהה יותר. אם מספיק חום נספג בחומר, תנועת פרודותיו עשויה להביא אפילו לניתוק הקשרים בין המולקולות, ובכך להפוך מוצק לנוזל או נוזל לגז.

טמפרטורה היא מאפיין של מצב מסויים של חומר, כמו משקל או מהירות. גובה הטמפרטורה מראה את מידת התנועה של פרודות החומר עקב החום שספוג בהן ברגע מסויים. לכן זהו ביטוי גם למצב הצבירה של החומר (למשל מים שהטמפרטורה שלהם נמוכה מ- 100 מעלות צלזיוס יהיו במצב נוזלי ומעל 100 מעלות צלזיוס יהיו במצב גזי*). אם נקשר זאת לנושאים שבהם אני עוסק בדרך-כלל, אז טעות נפוצה היא שבחלל קר. החלל הוא הרי ריק ברובו, וטמפרטורה היא סממן של חומר, לכן לחלל עצמו אין כלל טמפרטורה, אלא רק לגופים הנמצאים בו.

כעת נחבר בין חום וטמפרטורה: כדי לחמם גוף כלשהו, כלומר להעלות את הטמפרטורה שלו, צריך להוסיף לו אנרגיית חום. השינוי בטמפרטורה של הגוף תלויה בשלושה גורמים: בכמות החום שהוספנו (מובן מאליו, לא?), במסה של הגוף (כי כדי להרתיח שתי כוסות מים צריך להשקיע יותר אנרגיה מאשר כדי להרתיח כוס מים אחת), ובתכונה של החומר שנקראת קיבול חום סגולי. 

קיבול החום הסגולי קובע מה יהיה השינוי בטמפרטורה של הגוף כתוצאה מכמות חום מסויימת שנספגה בו. כאשר קיבול החום הסגולי גבוה, נדרש יותר חום על מנת להעלות את הטמפרטורה. לדוגמה, כמות חום מסויימת מעלה ב- 10 מעלות צלזיוס קילוגרם אחד של ברזל, ואותה כמות חום בדיוק תחמם קילוגרם אחד של מים נוזלים בקצת יותר ממעלה אחת בלבד. ההבדל נובע מכך שקיבול החום הסגולי של מים גבוה כמעט פי- 10 מזה של ברזל, ובמילים אחרות, מים יכולים לספוג פי- 10 יותר חום מאשר ברזל ולהתחמם באותה מידה.

זהו זה. פשוט? מובן? או שממש לא? שתפו אותי כדי שאדע, ואל תהססו לשאול כדי לדעת יותר.

________________________________________
*בלחץ של אטמוספירה אחת. שוב, לצורך הפשטה, לא אתייחס לתלות החזקה בין טמפרטורת מעבר מצבי הצבירה לבין הלחץ.