ידענים: חיפוש חיים בחלל | חלל ואסטרונומיה | משימות חלל | צדק

מאת 15 בפברואר 2017 3 תגובות

נאס"א שוקלת לשגר בעשור הבא נחתת לירח אירופה של כוכב הלכת צדק, שההערכה היא כי מתחת למעטה הקרח החיצוני שלו קיים אוקיינוס גלובלי שעשוי להיות מתאים לחיים. במידה והמשימה תאושר, זו תהייה הפעם הראשונה שנאס"א תשלח משימה לחיפוש ישיר אחר חיים במערכת השמש, מאז נחתות הויקינג למאדים בשנות ה-70. הנחתת המוצעת תפעל בנפרד למשימה אחרת של נאס"א שכבר אושרה ומפותחת בימים אלו, לשיגור גשושית שתחקור את הירח אירופה ממסלול סביב צדק.

הדמייה של הנחתת. לפי ההצעה, הנחתת תשוגר בין השנים 2024-2025 ותגיע מספר שנים לאחר הגעת הגשושית EMFM, שתבצע יעפים רבים בקרבת אירופה. היא תוכל לצלם אותו ברזולוציה גבוהה מאד כדי למצוא אתרי נחיתה בטוחים אך מעניינים מבחינה מדעית, ורולי אף כמו זו המתוארת בהדמייה - בסמוך לפלומות מים היוצאים כגייזרים מהירח אטל עבר החל, וההערכה היא, שאם הם אכן קיימים באירופה, מקורם באוקיינוס התת-קרחי שלו. מקור: NASA/JPL-Caltech.

הדמייה של הנחתת. לפי ההצעה, הנחתת תשוגר בין השנים 2024-2025 ותגיע מספר שנים לאחר הגעת הגשושית EMFM, שתבצע יעפים רבים בקרבת אירופה. היא תוכל לצלם את הירח ברזולוציה גבוהה מאד כדי למצוא אתרי נחיתה בטוחים עבור הנחתת, אך מעניינים מבחינה מדעית, ואולי אף כמו זו המתוארת בהדמייה – בסמוך לפלומות מים היוצאים כגייזרים מהירח אל עבר החלל. ההערכה היא שאם הם אכן קיימים גייזרים כאלו באירופה, מקורם באוקיינוס התת-קרחי שלו. מקור: NASA/JPL-Caltech.

נאס"א פרסמה בשבוע שעבר דוח על היעדים והמאפיינים של משימה שהסוכנות שוקלת לפתח, במסגרתה ישוגר רכב שינחת על הירח אירופה של צדק ויחפש אחר חיים או סימני חיים על הירח. אירופה הוא אחד המקומות המעניינים ביותר כיום במערכת השמש, מכיוון שהחוקרים מעריכים שמתחת למעטה הקרח החיצוני שלו מתקיים אוקיינוס עצום של מים נוזליים ומלוחים, שעשוי לאפשר לחיים להתקיים בו.

נאס"א מפתחת מזה מספר שנים משימה אחרת לאירופה – גשושית שתיכנס למסלול סביב צדק ותבצע מספר רב של יעפים בקרבת הירח. היא תנסה להוכיח מעבר לכל ספק שהאוקיינוס התת-קרחי אכן קיים ולבחון אם מתקיימים בו התנאים המתאימים לחיים. הגשושית תבצע יעפים קרובים לירח ולא תיכנס למסלול סביבו בגלל הקרינה העזה בקרבת צדק, שתהרוס במהירות רבה את הרכיבים האלקטרוניים שלה. לפי התכנון הנוכחי, הגשושית, שאין לה עדיין שם רשמי ומכונה Europa multiple flyby mission (בקיצור – EMFM), תשוגר בסביבות שנת 2022.

ההצעה הנוכחית לנחתת באה לאחר שהסוכנות קיבלה הוראה מפורשת מהקונגרס האמריקני, בחוק התקציב של נאס"א לשנת 2016, לפתח משימת נחתת לאירופה. אמנם לפי נוסח החוק הנחתת אמורה הייתה להיכלל במסגרת משימת הגשושית EMFM, אך לפי ההצעה המפורטת בדוח, הנחתת תפעל כמשימה נפרדת לחלוטין מהגשושית – היא תשוגר בנפרד ותכלול חללית משלה שתיכנס למסלול סביב אירופה ותשמש כתחנת ממסר בין הנחתת לכדור הארץ.

אירופה כפי שצולם על ידי גלילאו בסוף שנות התשעים. ניתן לראות כי פני שטחו אינם כוללים כמעט כלל מכתשים, דבר המעיד על גילם הצעיר יחסית מבחינה גאולוגית. לעומת זאת, הם מצולקים ברצועות וסדקים, המעידים על תנועה ותזוזה של שכבת הקרח. מקור: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute.

אירופה כפי שצולם על ידי הגשושית גלילאו בסוף שנות התשעים. ניתן לראות כי פני שטחו נקיים כמעט לגמרי ממכתשים, דבר המעיד על גילם הצעיר יחסית מבחינה גאולוגית. לעומת זאת, הם מצולקים ברצועות וסדקים רבים, המעידים על תנועה ותזוזה של שכבת הקרח. מקור: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute.

אחד היעד המרכזיים של הנחתת המוצעת יהיה לחפש באופן ישיר אחר חיים, או סימנים כימיים שמעידים על קיום חיים בירח. אם תאושר, זו תהייה הפעם הראשונה שנאס"א תשלח משימה עם יעד של חיפוש ישיר אחר חיים, מאז נחתות הויקינג למאדים בשנות ה-70. במקרה של מאדים, הנחתות לא הניבו תוצאות ברורות, ומאז הסוכנות נמנעה לבצע משימות עם יעד ישיר של חיפוש אחר חיים, אלא עם יעדים עקיפים יותר, כגון בחינת התנאים בעבר הקדום של מאדים והאם הם היו מתאימים לקיום חיים.

כדי לחפש אחר חיים, הנחתת תאסוף באמצעות זרוע רובוטית דגימות מעומק של עד 10 סנטימטר מתחת למעטה הקרח החיצוני של אירופה, ותכניס אותן אל תוך מעבדה שתנתח את הרכבם הכימי, ותכלול בנוסף מערכת מיקרוסקופית שתוכל לזהות חיידקים בגודל של עד 0.2 מיקרון. הנחתת תצויד גם במצלמות סטריאו, בסייסמוגרף ומכשור מדעי נוסף כדי לחקור את הירח.

גם אם הנחתת לא תשלח לנו את התמונה המיוחלת של חיידק חוצני, או סימנים אחרים פחות ישירים לקיום חיים על אירופה, המשימה תאפשר לבחון באופן ישיר, אין סיטו, אם מתקיימים התנאים הנכונים לחיים באירופה, ובמיוחד באוקיינוס התת-קרחי שלו, ותסלול את הדרך למחקר מפורט יותר של הירח בעתיד.

הגשושית הנפרדת EMFM ("משימה רבת יעפים לאירופה"), שפיתוחה אושר והיא נמצאת כעת בהליכי פיתוח לקראת שיגור בשנת 2022. הגשושית תיכנס למסלול סביב צדק ותבצע יעפים רבים בקרבת הירח אירופה, כדי להוכיח באופן חד-משמעי שיש לו אוקיינוס תת-קרחי, וכן לבדוק האם ייתכן כי קיימים בו תנאים המאפשרים חיים. כעת, נאס"א שוקלת אם לשגר בנוסף לגשושית זו גם נחתת שתחפש באופן ישיר אחר חיים על הירח. מקור: נאס"א.

הדמייה של הגשושית EMFM ("משימה רבת יעפים לאירופה"), שפיתוחה אושר והיא מתוכננת להיות משוגרת בסביבות שנת 2022. הגשושית תיכנס למסלול סביב צדק ותבצע יעפים רבים בקרבת הירח אירופה, כדי להוכיח באופן חד-משמעי שיש לו אוקיינוס תת-קרחי, וכן לבדוק האם ייתכן כי קיימים בו תנאים המאפשרים חיים. כעת, נאס"א שוקלת אם לשגר בנוסף לגשושית זו גם נחתת שתחפש באופן ישיר אחר חיים על הירח. מקור: NASA/JPL-Caltech.

אירופה היה ידוע כירח מעניין ויוצא דופן מזה עשרות שנים, מאז שצולם על ידי חלליות הוויאג'ר בסוף שנות ה-70. בפני השטח שלו לא נראים כמעט מכתשים, מה שמעיד על גילם הצעיר יחסית מבחינה גאולוגית. לעומת זאת, פני השטח שלו מצולקים בסדקים ורצועות רבות החותכות זו את זו, חלקן משתרעות על פני עשרות קילומטרים. הערכת החוקרים היא שהן נגרמות על ידי תזוזה של הקרח בשכבה החיצונית.

מתוואי שטח אלו ומנתונים אחרים, חוקרים הסיקו כי ייתכן שקיים אוקיינוס נוזלי מתחת לשכבת הקרח החיצונית. העדות החשובה ביותר לקיומו של האוקיינוס התת-קרחי באה מהחללית גלילאו, שחקרה את צדק וירחיו בין השנים 1995-2003. היא גילתה שלירח יש שדה מגנטי חלש שנוצר בהשפעת השדה המגנטי של צדק, וההסבר המתקבל ביותר על הדעת הוא ששדה מגנטי זה נוצר על ידי שכבה מוליכה חשמלית של מים נוזליים מלוחים בעומק של עד 100 ק"מ, הנמצאת מתחת לשכבת קרח חיצונית בגובה של בערך 10-30 ק"מ. במידה והוא אכן קיים, האוקיינוס הזה מכיל יותר מים מאשר בכל האוקיינוסים בכדור הארץ.

בשנים האחרונות תצפיות מטלסקופ החלל האבל הראו שייתכן כי סילונים של אדי מים יוצאים כמו גייזרים מפני השטח של אירופה. למרות שהתצפיות שהטלסקופ הניב אינן חד-משמעיות, ידוע שסילונים כאלו קיימים בירח אנסלדוס של שבתאי, והם נצפו על ידי החללית קאסיני שחוקרת את שבתאי וירחיו. ההערכה היא שסילוני מים אלו באנסלדוס נובעים מהאוקיינוס התת-קרחי שקיים גם אצלו. אם סילונים כאלו קיימים גם באירופה, הם יספקו הזדמנות פז לבחון את ההרכב הכימי של האוקיינוס התת-קרחי של אירופה, מבלי להידרש לקדוח דרך מעטה הקרח העבה שלו.

במידה ותאושר, תקוות החוקרים היא שהגשושית EMFM, שתגיע מספר שנים לפני הנחתת ותספק צילומים ברזולוציה גבוהה בהרבה מזו שסיפקה גלילאו, תאפשר למצוא אתרי נחיתה אידיאליים עבור הנחתת, הן מבחינת בטיחות הנחיתה והן מבחינת עניין מדעי.

התמונות בעלות הרזולוציה הגבוהה ביותר שקיימות כיום מהירח אירופה, וצולמו על ידי הגשושית גלילאו ב-1997. בחלק השמאלי נראית תמונה עם רזולוציה של 6 מטר לפיקסל, והיא מופיעה גם בהקטנה כריבוע העליון בפסיפס שבחלק הימני. שאר החלקים מתמונת הפסיפס הימנית בעלי רזולוציה של 12 מטר לפיקסל. ניתן לראות כי פני השטח של אירופה מלאים בסדקים ורצועות רבות, הנובעים, להערכת החוקרים, מתנועה ותזוזה של לוחות בשכבת הקרח החיצונית של אירופה. מקור: נאס"א.

התמונות בעלות הרזולוציה הגבוהה ביותר שקיימות כיום מהירח אירופה, וצולמו על ידי הגשושית גלילאו ב-1997. בחלק הימני נראית תמונה עם רזולוציה של 6 מטר לפיקסל, והיא מופיעה גם בהקטנה כריבוע העליון בפסיפס שבחלק השמאלי. שאר החלקים מתמונת הפסיפס השמאלית בעלי רזולוציה של 12 מטר לפיקסל. ניתן לראות כי פני השטח של אירופה מלאים בסדקים ורצועות רבות, הנובעים, להערכת החוקרים, מתנועה ותזוזה של לוחות בשכבת הקרח החיצונית של אירופה. מקור: NASA/JPL-Caltech.

לפי ההצעה, הנחתת תשוגר בין השנים 2024-2025 ביחד עם "חללית אם" משלה, שתנווט את המסע לצדק. היא תסתייע ביעף בקרבת כדור הארץ ותנצל את כוח המשיכה שלו כדי להגביר את מהירותה למהירות הנדרשת להגיע לצדק. עם ההגעה לצדק, אחרי מסע של כחמש שנים, היא תשתמש באותה שיטה של יעפים קרובים, הפעם בקרבת הירחים הגדולים של צדק, כדי להאט את מהירותה ולהיכנס למסלול סביב הירח אירופה.

עם הכניסה למסלול סביב הירח, הנחתת תשתחרר מחללית האם שלה ותחל בתהליך המסובך של הנחיתה. מכיוון שלירח אין אטמוספירה, הדרך היחידה לנחות עליו היא באמצעות מנועים רקטיים. פני השטח שלו מסובכים ולא חלקים, ונחיתה לא מדויקת עשויה להיגמר בכישלון. לכן הדוח מציע להשתמש בשיטת "מנוף השמיים", שבאמצעותו נחת בהצלחה הרובר קיוריוסיטי על מאדים ב-2012. בשיטה זו, המנועים הרקטיים של מערכת הנחיתה יעצרו את הנחתת בגובה מסוים מעל פני הקרקע והיא תנחת באמצעות כבל שישלשל אותה מטה בזהירות.

הירח אירופה הוא השני בקרבתו לצדק מבין הירחים הגדולים של כוכב הלכת, ונמצא עמוק בתוך אזור חגורות הקרינה העזה של צדק, שנוצרות על ידי השדה המגנטי העצום שלו. לכן, עם הכניסה למסלול סביב אירופה, לנחתת ולחללית האם שלה יהיה זמן קצוב מאד עד שהקרינה החזקה תהרוס את הרכיבים האלקטרוניים שלהן. מסיבה זו לנחתת לא יהיה מקור אנרגיה מתחדש, והיא תפעל על בטריות שיספיקו לה לפעילות של בין 20 ל-40 יום בלבד.

הדמייה המציגה אפשרויות שונות שבהן נוצרת אינטרקציה בין האוקיינוס התת-קרחי של אירופה ופני השטח שלו. מקור: נאס"א.

הדמייה המציגה אפשרויות שונות שבהן נוצרת אינטרקציה בין האוקיינוס התת-קרחי של אירופה ופני השטח שלו. מקור: NASA/JPL-Caltech.

ההצעה אולי מגשימה את חלומם הרטוב של חוקרי נאס"א ושל מדענים אסטרוביולוגיים התרים אחר חיים מחוץ לכדור הארץ, אך לא ברור עד כמה היא ריאלית מבחינה תקציבית. בדוח לא הוזכר כלל מה תהייה עלות המשימה. בנוסף לכך, הדוח מציע לשגר את הנחתת וחללית האם שלה על גבי משגר SLS, משגר כבד שנאס"א מפתחת בימים אלו כדי לשגר אסטרונאוטים למסלול סביב הירח ואולי למאדים בעתיד. העלות של משגר SLS אחד מוערכת בכמיליארד דולר, כך שאם נוסיף זאת לעלות של משימה חדשנית כמו הנחתת המוצעת, ברור שמשימה כזו תעלה הון תועפות.

בין אם ההצעה שבדוח תאושר במתווה הנוכחי או צנוע יותר, אין ספק שהירח אירופה עומד בקדמת התור של יעדי מחקר במערכת השמש עבור סוכנות החלל האמריקנית, ולמעשה לא רק עבורה. סוכנות החלל האירופית מתכננת לשגר ב-2022 את הגשושית JUICE, שתחקור את אירופה, ביחד עם שני הירחים הקרחיים הגדולים האחרים של צדק, קליסטו וגנימד.

להודעה של נאס"א

לדוח המלא

3 תגובות ל “נאס"א שוקלת לפתח נחתת שתחפש חיים על הירח אירופה של צדק”

הוספת תגובה

  • (will not be published)