יוזמה ישראלית צעירה לניקוי החלל
בחודש שעבר התכנסה בפירנצה שבאיטליה הוועידה השנתית של COSPAR, הארגון הבינלאומי הוותיק לחקר החלל. בין מאות הדיונים וההרצאות באירוע היה גם נציג לא רשמי של ישראל: אוֹרי בן גור, בן 15 מהוד השרון, שהתחיל השבוע כתה י' בתיכון הדרים, במגמת סייבר. בן גור ושותפתו, ליסה ויג'יל בניטז (Vigil-Benitez) מארצות הברית, הציגו מול אולם מלא באנשי מקצוע את הרעיון שלהם, מפעל מיחזור לפסולת חלל במסלול סביב כדור הארץ. המפעל יאפשר להשתמש מחדש בחלל במתכות ובחומרים אחרים, וכך גם לפנות פסולת מסוכנת וגם לחסוך שיגורים. את הרעיון פיתחו השניים במסגרת Wolfpack, פרויקט שפיתח יזם החלל ואיש החינוך האמריקאי קווין סימונס (Simmons), שמלמד בני נוער מצטיינים מכל העולם את תחום החלל, ומעודד אותם לפתח יישומים ללוויינים זעירים ופתרונות חלל נוספים.
גלריה
עבדנו על הפרויקט במשך כשנה. אורי בן גור וליסה ויג'יל בניטז מציגים בכינוס COSPAR בפירנצה את התוכנית שלהם למיחזור פסולת חלל במסלול סביב כדור הארץ
(צילום: עמרית בן גור)
בן גור הצטרף למסגרת הזו כבר בגיל 13. "הוא התעניין בחלל ובאסטרונומיה מאז שהיה קטן. חיפשנו לו מסגרת מתאימה, אבל רוב המסגרות מותאמות לכתה שלמה, עם מורה מלווה. דרך חברים בארצות הברית הגענו ל-Wolfpack", סיפרה אמו, עמרית, לאתר מכון דוידסון. "זו מסגרת של כ-40 בני נוער, שרוב הפעילות שלה נעשית און-ליין, אם כי למשתתפים מפלורידה יש גם מפגשים לבנייה והרכבה של הלוויינים. במסגרת התוכנית כבר שוגרו לחלל שלושה לווייני Cube-Sat (לוויינים בצורת קובייה בגודל של 10*10*10 ס"מ – א"נ)", אמר בן גור. "לפעמים צוותים של כמה משתתפים מתחברים יחד לעבוד על פרויקט מסוים ולפתח אותו".
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
מה אנחנו יודעים על משבר התפלת המים, והאם הוא רק קדימון?
העתיד של ישראל נבנה בשיעורי מדעים
1 בספטמבר 1939: היום שבו אבדה היציבות
במסגרת הפעילות פיתח בן גור רעיון להאריך את זמן ההתרעה מפני ירי טילים על ישראל באמצעות להק של לווייני קובייה כאלה, שיזהו סימני שיגור בזמן אמת. "על פי החישוב המקורי היה צריך מאה לוויינים כאלה, בהמשך הראינו שאפשר לעשות זאת עם 42", הוא סיפר. "כתבתי נייר עמדה על זה, קווין (סימונס) הגיש אותו, והוזמנתי להרצות על הרעיון בכינוס של COSPAR בקפריסין בשנה שעברה".
השנה אחד הנושאים המרכזיים בכנס היה פסולת חלל. החלל סביב כדור הארץ, בעיקר במסלול נמוך, מנוקד ברבבות פיסות פסולת כאלה, שטסות בלי שליטה – חלקי טילים ישנים, לוויינים מתים, שברים שנוצרו מהתנגשויות. אפילו טיפות דלק קפוא או פיסות צבע שהתקלפו יכולות להיות סכנה ממשית ללוויינים, לתחנות חלל או למשימות מאוישות אחרות, בשל המהירות הגבוהה בה הן נעות.
לוויינים ופסולת חלל במסלול סביב כדור הארץ
(הדמיה: Vadim Sadovski/Shutterstock)
רוב הגישות לטיפול בפסולת חלל עוסקות בלכידת פיסות פסולת גדולות, ואז הכוונתן לשריפה בחזרה לאטמוספרה, או שליחתן למסלול גבוה, שאינו מסכן משימות חלל אחרות. הרעיון של בן גור ושותפתו הוא ללכוד את הפסולת ולהביא אותה לחללית שתהיה מפעל מיחזור אוטומטי. שם תתבצע הפרדה של הפסולת לחומרים שמרכיבים אותה: את המתכות אפשר להתיך ולצקת מחדש לשימושים אחרים בחלל, ומפלסטיק ממוחזר אפשר לייצר חומרים כמו שרפים להדבקה, דלק ואפילו תרופות. "הרעיון הוא שגופים כמו ממשלות יממנו את המיזם ויוכלו לרכוש את החומרים שייוצרו בו. בעתיד גם בני אדם יוכלו לעבוד שם, ולבצע את הייצור", הסביר בן גור. "עבדנו על פיתוח הרעיון במשך כשנה לפני הכנס, ועכשיו אנו חושבים לכתוב מאמר מדעי על הקונספט, או להמשיך לפתח את הרעיון, לבדוק לעומק את העלויות של הפרויקט ואולי להציג את זה שוב".
איך מתמודד נער בן 15 עם הצגת חומר בכינוס שרוב משתתפיו הם אנשי מקצוע בתחום? "זה מלחיץ ומרגש", מודה בן גור. "צריך לדבר בשפה גבוהה ומקצועית. יש ב-Wolfpack מורה שעוזרת לנו עם בניית המצגות, והמשפחה שכרה מורה פרטי מאנגליה כדי לשפר את האנגלית לצורך הכנסים הבינלאומיים".
מיחזור הפסולת בחלל יכול לנקות את הסביבה ולחסוך שיגורים בזכות הייצור במקום. תרשים של חללית לבליעת הפסולת לצורך המיחזור בחלל
(איור: מתוך המצגת של אורי בן גור וליסה ויג'יל-בניטז)
כישראלי יחיד ב-Wolfpack, בן גור לא נתקל בקשיים פוליטיים. "מדברים על זה שאני מישראל רק בהקשר של הפרשי שעות, כשאני משתתף בפעילות שם כשאצלנו אמצע הלילה", הוא צוחק. אבל בכנסים זה יכול להיות אחרת. "שם אני מרגיש יותר שאני מייצג את ישראל. בכנס בקפריסין, כשהצגתי את מערך הלוויינים, מישהו מהקהל שאל אותי איך זה ישפיע על עזה. אמרתי לו שזה לא המקום להגיב, ושישלח את השאלה במייל. עד היום הוא לא שולח אותה".
בגיל 15 רואה אורי בן גור את עתידו בתחום החלל. "הייתי שמח לעבוד בנאס"א, או בחברה כמו ספייס אקס. לעשות שינוי, משהו שיוכל לעזור לעולם, כמו טיפול בבעיה של פסולת חלל, או הגנה מפני טילים", הוא מסכם. לגבי השאלה אם היה רוצה לטוס לחלל בעצמו, הוא פחות בטוח. "זה דווקא מפחיד. אני רואה את עצמי יותר עוזר לאנשים לחזור משם בשלום. אבל אולי זה יכול להיות טיול אחרי הצבא".
עיכוב בהחלפה
סוכנות החלל של ארצות הברית, נאס"א, וחברת ספייס אקס הודיעו על דחייה בשיגור הצוות הבא לתחנת החלל הבינלאומית, עקב דליפה שהתגלתה בחללית דרגון שאמורה לקחת אותם לשם. שיגור הצוות יועד ל-12 בספטמבר, ובנאס"א אמרו כי תאריך חדש יפורסם כשייקבע.
יצטרכו לחכות עוד קצת עד השיגור לתחנת החלל. "צוות 13" המיועד לטיסה בחללית דרגון של ספייס אקס. משמאל: ווטקינס, דילייני, קוטריק וטטריאטניקוב
(צילום: NASA/Morgan Gridley)
סוכנות החלל לא מסרה פרטים לגבי התקלה, רק שמדובר בדליפה של מחמצן ממערכת ההנעה של חללית הדרגון "גרייס", שהתגלתה במסגרת הבדיקות השגרתיות לקראת ההכנה לשיגור. מערכת ההנעה של חלליות דרגון כוללת 16 מנועי דרקו (Draco), שנועדו לתיקוני מסלול, תמרונים והאטה לצורך חזרה לאטמוספרה. המנועים פועלים על דלק בשם MMH (מונומתילהידרזין, CH6N2), והמחמצן הוא דו-מימן ארבע-חמצני (N2O4). כששני החומרים באים במגע הם מתלקחים בלי צורך בהצתה, מה שמכונה דלק היפרגולי.
הצוות שממתין לשיגור הוא הצוות ה-13 שמשוגר מארצות הברית לתחנת החלל, מאז החלו צוותים לטוס לשם בחלליות דרגון של ספייס אקס, על גבי טילי פלקון 9. הוא כולל את המפקדת ג'סיקה ווטקינס (Watkins) והטייס לוק דלייני (Delaney), שניהם אסטרונאוטים של נאס"א, וכן את ג'ושואה קוטריק (Kutryk) מסוכנות החלל של קנדה ואת סרגיי טטריאטניקוב (Teteryatnikov) מרוסיה. בתחנת החלל הם ישתלבו בצוות המשימה מס. 75, ומשימתם אמורה להימשך עד סוף מרץ 2027.
טלסקופ בדרך למסלול
טלסקופ החלל ננסי גרייס רומן, ששוגר בהצלחה ביום ראשון, מתקדם כמתוכנן במשימתו. ביום שני הוא ביצע תיקון מסלול ראשון, בדרך למסלולו סביב נקודת לגראנז' L2, לשם הוא אמור להגיע לאחר כמאה ימי מסע. הטסלקופ הפעיל את מנועיו למשל כשלוש דקות, וייתכן שבימים הקרובים יבצע הפעלת מנועים נוספת, לדיוק המסלול. לאחר שייכנס למסלולו הסופי, יידרש הטלסקופ להפעלת מנועים קצרה בערך פעם בחודש, כדי לשמור על מסלול יציב.
לאחר תיקון המסלול פתח הטלסקופ את האנטנה הראשית, אנטנה פרבולית בצורת צלחת שקוטרה 1.65 מ'. היא אמורה לאפשר לטלסקופ תקשורת שוטפת עם מפעיליו, שבמהלכה ידווח על מצב המכשירים ויקבל הוראות ועדכוני תוכנה. אבל ייעודה העיקרי של האנטנה הוא להעביר כמות עצומה של נתונים, 500 מגה-ביט לשנייה, ממרחק של מיליון וחצי קילומטרים, כשהטלסקופ יתחיל לצלם באופן שוטף. נאס”א הקימה תחנות קרקע ייעודיות לטלסקופ רומן בניו מקסיקו שבארצות הברית, באוסטרליה וביפן, כדי לאפשר תקשורת רציפה עמו במשך כל שעות היממה.
טלסקופ ננסי גרייס רומן בחלל
(הדמיה: NASA)
יום לאחר מכן פרש הטלסקופ את ה"מצחיה", מעין סוכך מתקפל שאמור להגן על המצלמה מאור מיותר, ולאפשר תצפית יעילה בתדרים התת-אדומים. הסוכך נפרש בעזרת שלושה מוטות שהתיישרו בתגובה לאות חשמלי, ואחרי שמונה דקות של מתח התברר כי גם השלב הזה עבר בלי תקלות.
בשלב הבא הפעילו אנשי נאס"א לבדיקות ראשונות את מכשיר הקורונגרף, שמיועד לחפש כוכבי לכת במערכות שמש רחוקות, ומותאם בין השאר לאיתור כוכבי לכת קטנים יחסית, ורחוקים יחסית מהשמש שלהם – בדיוק אלו שבשיטות הקיימות קשה יותר לאתרם. בהמשך תופעל גם מצלמת השדה הרחב, שהיא המכשיר המדעי העיקרי של הטלסקופ, ומאפשרת לצלם חלקים גדולים מהשמיים בהפרדה גבוהה.
שמונה דקות של חרדה, שלושה מקלות שמתיישרים, ואפשר לסמן "וי" על פרישת סוכך השמש. הדמיה של NASA של תהליך הפרישה. בחלק האחורי של הטלסקופ אפשר לראות את אנטנת התקשורת שנפרשה קודם
(הדמיה: מתוך רשת X)
מרקורי, אנחנו באים
החללית האירופית-יפנית לחקר כוכב הלכת חמה, בפיקולומבו (BepiColombo) החלה השבוע את תמרוני הכניסה למסלול סביב כוכב הלכת, כשנפרדה ביום חמישי מהרכיב שסיפק לה הנעה חשמלית במסעה הארוך עד כה.
החללית מורכבת מחיבור של שני לוויינים, MPO האירופי ו-Mio היפני. נכון לעכשיו הם טסים יחד, ועד השבוע היו מחוברים ליחידה נוספת, MTM, שסיפקה להם את הדחף הדרוש, באמצעות אנרגיה סולרית שהפעילה הנעה חשמלית. החללית שוגרה לפני כשמונה שנים למסלול ייחודי, שהוביל אותה בדרך עקלקלה וארוכה, אך חסכונית בדלק, לכניסה חלקה למסלול סביב מרקורי, כוכב הלכת חמה. הדרך לשם כללה תשעה יעפים פלנטריים: אחד סביב כדור הארץ, שניים סביב נוגה ושישה סביב מרקורי עצמו, כדי להתאים את מסלולה ומהירותה לזו של כוכב הלכת, ובסופו של דבר להיכנס למסלול סביבו.
סרטון של סוכנות החלל האירופית מצילומים של מעבר החללית בפיקולומבו סמוך לכוכב הלכת חמה (מרקורי) ב-2022
(צילום: European Space Agency, מתוך יוטיוב)
בחודש יוני השנה כיבו צוותי הבקרה של סוכנות החלל האירופית ESA את המנוע החשמלי של החללית, והשבוע היא נפרדה כאמור מהרכיב שייצר את ההנעה. מכיוון ששני הלוויינים יפעלו מעתה בהנעה כימית, היפרדות מהמשקל העודף תאפשר להם חיסכון בדלק ויותר זמן פעילות. שני הלוויינים, בינתיים מחוברים, ימשיכו לנוע לכיוון כוכב הלכת, ואם הכל יילך כשורה בנובמבר הם ייכנסו למסלול סביבו. לאחר כמה הפעלת מנוע קצרות לשינוי המסלול, הם ייפרדו זה מזה בדצמבר, וייכנסו למסלולים שונים מעט סביב כוכב הלכת. המשימה המדעית של הלוויינים אמורה להתחיל בחודש מרץ 2027, והיא כוללת את חקר מבנה כוכב הלכת, את מיפוי פני השטח שלו והרכבו הפנימי, וכן את חקר השדה המגנטי שלו. המחקרים האלה נועדו גם לנסות לפענח את אחת השאלות הגדולות לגבי מרקורי – אם יש לו ליבה מוצקה בתוך הגרעין הנוזלי שלו. המשימה המדעית אמורה להימשך כשנה, עם אפשרות להארכה בשנה נוספת.
החללית קרויה על שם ג'וזפה (Bepi) קולומבו – מתמטיקאי ומהנדס איטלקי שהלך לעולמו ב-1984, והיה מחלוצי החישובים של תמרוני Gravity Assist, המאפשרים לחלליות לנצל את הכבידה של גרמי שמיים כדי לצבור תאוצה. תמרונים כאלה משמשים רבות במשימות חלל למרחקים ארוכים, וכמובן איפשרו גם לחללית שקרויה על שמו להגיע ליעדה.
רכב הירח האירופי
סוכנות החלל האירופית, ESA, חתמה עם חברת iSpace על הסכם לבנייה ושיגור של רכב השטח האירופי הראשון לחקר הירח, בשיתוף סוכנות החלל של יפן (JAXA). הרכב הלא מאויש מיועד לשיגור ב-2029, ואמור לחקור את אזור הקוטב הדרומי של הירח ולחפש שם סימנים להימצאות מים קפואים מתחת לפני השטח. שמו של הרכב יהיה MAGPIE (עקעק), ראשי תיבות של "משימה לגיאופיזיקה מתקדמת וחקר קרח בקוטב" (Mission for Advanced Geophysics and Polar Ice Exploration). הוא יצויד במקדחה, במכ"מ חודר קרקע, במכשיר לניתוח ההרכב של חומרים נדיפים ובגלאי נייטרונים. השלוחה האירופית של iSpace מקבלת 65 מיליון אירו עבור בניית הרכב ושיגורו לירח.
"הקוטב הדרומי של הירח הוא יעד מרכזי למחקר עתידי. החיפוש של MAGPIE אחר מים ומשאבים נדיפים אחרים צפוי לספק ידע קריטי לשלב הבא של מחקר בר-קיימא על הירח", אמר מנהל הפעילות המאוישת והרובוטית של הסוכנות האירופית, דניאל נויינשוונדר (Neuenschwander), בטקס החתימה על ההסכם השבוע. "פרויקט MAGPIE מקבץ כמה מהמומחים המובילים באירופה במדעים ובהנדסה, סביב שאיפות משותפות להגיע לירח", הוסיף מנכ"ל iSpace אירופה, ג'וליאן-אלכסנדר לממי (Lamamy). "הידע והניסיון שנצבור באמצעות MAGPIE ישפיעו הרבה מעבר למשימה הזאת, ויסייעו להניח יסודות למשימות בינלאומיות עתידיות לירח".
יחפש קרח מתחת לאדמה סמוך לקוטב הדרומי של הירח. הדמיה של הרובר MAGPAIE על הירח
(צילום: iSpace)
גם אם רכב השטח האירופי יגיע לירח ב-2029, הוא כנראה ממש לא יהיה לבד באזור הקוטב הדרומי שלו. סין מתכננת לשגר כבר בתחילת השנה הבאה משימת מחקר לא מאוישת לאזור הזה, ששיגורה תוכנן לשבוע שעבר אבל נדחה ברגע האחרון. ארצות הברית מתכננת לשגר לשם את רכב השטח VIPER בסוף 2027 – משימה שבוטלה והוקמה שוב לתחייה – לצד כמה משימות לא מאוישות נוספות של חברות פרטיות, וגם להודו יש תוכניות למשימה משותפת עם יפן לקוטב הדרומי של הירח. אזור הקוטב הדרומי מעורר עניין רב בשל ההערכות כי אכן יש מים קפואים מתחת לפני השטח שלו. מים חיוניים לפעילות אנושית, ובנוסף אפשר להפיק מהם גם חמצן לנשימה וגם חמצן ומימן לדלק רקטי. מציאת כמות משמעותית של קרח זמין תאפשר לקדם את התוכניות הגדולות של ארצות הברית ושל סין להקים בסיסים מאוישים על הירח.
לטוס למערכת השמש השכנה
ארגון ללא כוונת רווח שהוקם בארצות הברית הכריז השבוע על תוכנית שאפתנית – לשגר תוך שלוש שנים חללית ראשונה למערכת השמש הסמוכה אלינו, אלפא קנטאורי. היזמים מדברים על חללית במשקל מאה קילוגרם בערך, עם לפחות קילוגרם אחד של מטען מדעי, שתעשה את הדרך של כ-4.4 שנות אור בכ-80 אלף שנה, ובתקציב של כ-15 מיליון דולר בלבד.
היוזמה קיבלה את השם Fermi Explorer, על שם הפיזיקאי האיטלקי-אמריקאי אנריקו פרמי, שהעלה ב-1950 את השאלה "אם יש חיים תבוניים ביקום – היכן הם?", שזכתה לכינוי פרדוקס פרמי. "המשימה נועדה להפוך את הרעיון של מסע בין כוכבי למציאותי, ולעודד יותר אנשים להתמודד עם אחת השאלות הגדולות שלא ענינו עליהן, 'איפה כולם?'", כתבו המייסדים בציוץ ההשקה של היוזמה.
יוזמה שאפתנית. הסרטון של מייסדי Fermi Explorer
(הדמיה: מתוך רשת X)
החללית תופעל כנראה בהנעה חשמלית, שהוכיחה את אמינותה בטיסות חלל למרחקים ארוכים, אם כי בינתיים רק בתוך מערכת השמש שלנו. טיסה בין כוכבית היא אתגר אחר לחלוטין מבחינת המרחקים, ולכן גם מבחינת הזמן, והמסע לשם צפוי לקחת כאמור 80 אלף שנה, הרבה יותר מכל ההיסטוריה המתועדת של האנושות. זו גישה שונה מהתוכנית הקודמת לטיסה בין כוכבית, של יוזמת Starshot Breakthrough, שהוצגה לפני עשור ודיברה על האצת חלליות זעירות בעזרת לייזרים עצומים, עד ל-20 אחוז ממהירות האור. תיאורטית מהירות כזו מאפשר להגיע למערכת השמש השכנה בקצת יותר מעשרים שנות ארץ. מעשית, היוזמה ההיא תקועה במציאות הכלכלית הארצית, וכנראה לא תצא לפועל בשנים הקרובות, אם בכלל.
"אנו מקווים להיות החללית הראשונה שתצא לאלפא קנטאורי והאחרונה שתגיע לשם", אמר נשיא Fermi Explorer ואחד המייסדים שלה, פיליפ ג'ונסטון (Johnston). "איש מאיתנו כבר לא יהיה פה כשהמסע יגיע לקצו, וזו הנקודה. הרעיון הוא לבצע את הצעד האפשרי הראשון, ולהעניק השראה לדורות הבאים לדחוף את מעבר לגבולות שאנו ירשנו".
ג'ונסטון הוא המנכ"ל של חברת Starcloud שפועלת להקים מרכזי נתונים בחלל, והוא ייסד את Fermi Explorer עם שני עמיתיו להקמת החברה, עזרא פיילדן (Feilden) ואדי אולטאן (Oltean), ועם עוד כמה יועצים מתעשיית החלל. בסרטון שהם הפיצו לכבוד השקת היוזמה, נראית החללית הקטנה שלהם מגיעה למערכת השמש השכנה כשחלליות ענקיות מעשה ידי אדם כבר שם, וסוללת את הדרך להמשך ההתפשטות האנושית ברחבי הגלקסיה ואפילו מעבר לה. אבל עוד לפני שיגיעו לגלקסיות אחרות, או אפילו למערכת השמש הסמוכה, הם צריכים להתמודד עם האתגר הראשון: גיוס 15 מיליון דולר, בהנחה האופטימית שאכן יצליחו לפתח משימה כזו בתקציב הזה.
איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
