בעקבות הכוכב האדום – סיכום ביניים

מעולם לא היה מאדים מוקד להסתערות מאסיבית כל-כך כמו בימים אלו. 3 חלליות מקיפות אותו, שני רכבי שטח משוטטים על פניו – וכל זה בניסיון לרתום את מופת ההיי-טק כדי להצליח במשימות שעד כה הסתיימו בכישלון

ד''ר נח ברוש ואלכס דורון

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/marsfollowup.html

מעולם לא היתה הסתערות כזאת, בפרק זמן נתון, של האדם על מאדים. עתה פעילים על כוכב הלכת האדום שני רכבי שטח זהים של נאס''א – ''ספיריט'' ו''אופורטיוניטי'' – ו-3 חלליות מקיפות אותו.
אחת לשנתיים לערך נוצר ''חלון הזדמנות'' בן כ-3 חודשים , במהלכו מתקרבים מאדים וכדור הארץ זה לזה – מה שהופך את הטיסה אל שכננו המסקרן קצרה יותר (רק חצי שנה במקום שנה), ומבטל איחורים שחלים בהעברת התקשורת של אותות הרדיו. או-אז מנסים מדענים להנחית על מאדים את הרובוטים הללו, בין אם הם מצוידים בגלגלים ובין אם הם מתקנים נייחים.

עד כה, במשך 33 שנה, נעשו 14 נסיונות נחיתה על מאדים – רק 5 הסתיימו בהצלחה. הנחיתה המוצלחת הראשונה לא היתה אמריקנית, אלא סובייטית דווקא – ב-1971 החללית ''מרס 3'' הספיקה לשדר אותות במשך 20 שניות בלבד, עד שסופת חול הפכה אותה. שתי אחיותיה הקודמות של החללית הזו התרסקו.

אחת מתוך 3 החלליות שמקיפות כרגע את מאדים היא ''מרס אקספרס'' האירופית, שהביאה קרוב למאדים את ''ביגל 2'', מתקן בריטי נייח שנחת על מאדים אך גורלו עדיין בגדר תעלומה. ''ביגל 2'' מצוידת במצלמה ובספקטרומטר (מד אינפרה-אדום), שסיפקו עתה אישרור להנחות של מדענים בדבר קיומם של מים קפואים בכיפת הקוטב הדרומי של מאדים. הספקטרומטר קלט חתימה של אדי המים – ועד כה זהו בלי ספק ההישג המדעי הגדול ביותר בתקופה האחרונה בחקר מאדים.
חללית נוספת, ''גלובל סרויר'' האמריקנית, מצלמת את נופי מאדים (אין הרבה חידושים, בינתיים) ומשמשת גם כתחנת ממסר לתקשורת בין שני רכבי השטח של נאס''א וכדור הארץ. החללית השלישית, ''אודיסיאה'', נמצאת באזור מזמן, והשלימה עתה הקפה של שנת מאדים מלאה אחת. אודיסיאה איננה מצוידת במצלמות, אלא במכשור דמוי מכ''ם, שתכליתו לספק נתונים על הקרינה סביב מאדים, ואילו חומרים יש מתחת לפני הקרח והקרקע של כוכב הלכת. בשבוע שעבר התברר כי התקלה שחלה בספיריט היא תקלת מחשב קטנה, בזכרון ההבזק. הסיבה איננה ברורה, אבל תוארה על-ידי מהנדסי נאס''א באופן מאוד ציורי: מישהו שכח למחוק קבצים ישנים במחשב הרכב, ולאחר שנחת נוצר בלגן אלקטרוני מביך. התקלה שיתקה את רכב החלל הזה ל-5 ימים , כשהוא תקוע באתר הנחיתה שלו, המכונה ''מכתש גוסב''. ספיריט אושש במאמץ גדול,ובנאס''א מעריכים שיחדש את פעילותו המלאה במהלך השבוע. במרחק 9,000 ק ''מ משם, ב''מישור המרידיאני'' בצדו האחר של כוכב הלכת, שם נחת הרכב אופורטוניטי, נערכים לתחילת העבודה הממשית של רכב השטח הזה: הרובוט הגיאולוגי. הרובוט אמור להתחיל לנוע הערב מבסיס הנחיתה שלו, לצלם את הנעשה סביבו ולדגום את סלעי מאדים.

מכונית עם גג מתקפל

אין ספק כי רכבי מאדים הללו, תאומים זהים בכל, הם שיאים מדהימים של הטכנולוגיה. המרכב שלהם עשוי כך שישמור על כל החלקים העדינים והחיוניים לתפעולם. הגוף עשוי ''קופסה אלקטרונית חמה'' שהדופן החיצוני שלה משמש מבודד מפני האבק וקור הלילה (מינוס 96 עד מינוס 113 מעלות). הקופסה סגורה במכסה בצורת משולש, באופן שמזכיר מכונית עם גג מתקפל. בתוך הקופסה היה כלוא במהלך הטיסה, ועד לפרישה שלאחר הנחיתה, תורן מתקפל ובו מצלמות וחיישנים.

התורן ש''צץ'' ממרכב הרכב הוא באורך 1.40 מטר , ומשמש גם כפריסקופ לצורך הכוונת התנועה, ולמניעת חבטה או התנגשות בסלע. בראש התורן, שיכול לעלות, לרדת ולהסתובב על ציר, מותקנות שתי מצלמות דיגיטליות, פנורמיות-סטריאוסקופיות, המצלמות ב-360 מעלות ברזולוציה גבוהה את פני שטח מאדים ואת שמיו. המצלמה שמספקת את התמונות הפנורמיות כה קטנה, עד שהיא נכנסת בכף יד, ומשקלה 270 גרם. רזולוציית התמונות נעה בין 4,000 ל-24,000 פיקסל . רכבי השטח, אגב, מסוגלים לצלם בצבע, בתלת-ממד, ברנטגן ובאינפרה-אדום.
בתורן מותקן גם ספקטרומטר,המשמש כמד-חום.הוא פועל באינפרהאדום ומזהה את סוג המינרלים ואת הרכב הסלעים שבהם נתקל הרכב. המדידה נעשית על-ידי קליטת קרינת החום שהסלע פולט לסביבתו. באמצעות מכשיר זה מקווים מדעני נאס''א לגלות מרבצי מים מתחת לפני הקרקע, או סלעים שנוצרו בעקבות פעולת מים לפני מיליארדי שנים.

בנוסף למצלמה הפנורמית, על הרכב מותקנות גם 6 מצלמות ניווט. 4 מהן מיועדות למנוע מצבים מסוכנים.הן מצלמות בתלת-ממד,וממוקמות בחלקו התחתון של רכב השטח מקדימה ומאחור. שדה הראייה של המצלמות הוא 120 מעלות, והן מזהות כל עצם בטווח ביטחון של 3 מטרים.
שתי מצלמות פנורמיות נוספות מצלמות בצבע, בסטריאו ובתלת-ממד, ומחקות למעשה את עין האדם. יכולת הראייה שלהן מקבילה למה שגיאולוג היה רואה אילו עמד במקום וצפה על נוף מאדים. מכשיר מעניין במיוחד ברכב הוא מדמה-מיקרוסקופ. זהו שילוב בין מיקרוסקופ למצלמה דיגיטלית המצלמת במונוכרום. היא יושבת על זרוע רובוטית ומיועדת לצילום תקריב של עצמים זעירים, כמו גרגרי אבן וסלע, ברזולוציה של 1,024×1,024 פיקסל .
הרכב מצויד גם בזרוע רובוטית מטיטניום באורך מטר. בקצה הזרוע מותקן מכשיר ייחודי לקרצוף וגירוד, ותפקידו לחורר בסלע חור בקוטר 45 מ''מ ובעומק 5 מ''מ. משקלו 720 גרם, והוא מונע ב-3 מנועי חשמל במהירות גבוהה.

איך משדרים את המידע

מחשב הרכב, ''הלב והמוח'' של המשימה, כולל מערכת תקשורת שמאפשרת לאסוף מידע מכל המכשירים והגלאים, ולשדר אותו לכדור הארץ דרך החללית סרויר. המחשב מפקח גם על תנועת הרכב ב-3 צירים : אנכי, אופקי וצדי. התוכנה שלו החליפה מצב (Mode) מהרגע שבו חדר דרך אטמוספירת מאדים והשלים את הנחיתה. יש לה יכולת לבדיקה עצמית של מצב המחשב וכל המערכות – ובמיוחד מערכת התקשורת – והיא גם דואגת שחום הרכב יהיה קבוע.

התקשורת עם חדר הפיקוד והשליטה שבכדור הארץ נעשית דרך רשת בינלאומית בשם ''רשת חלל עמוק'' (Deep Space Net), המורכבת מ-3 אנטנות-צלחת ענקיות (בקוטר 70 מטר), שהוצבו במדבר מוג' בי בקליפורניה, ליד מדריד בספרד וליד קנברה באוסטרליה. השידור אפשרי בתדר UHF, או בתדר גבוה או נמוך, וגם ברדיו בפס רחב מיוחד (פס X) לתקשורת עם הלווינים המקיפים את מאדים.
שני מצברי הרכב נטענים באופן עצמאי מדי יום, אבל תוכננו כך שלאחר 90 ימי פעולה יירד הספק החשמל שלהם ל-50 ואט בלבד. זה יהיה הסימן שסוף המשימה הגיע. עם זאת ייתכן שיהיו הפתעות, והרכבים ימשיכו להתגלגל ולשדר כמה שבועות לאחר המועד שנקבע לסיום משימתם. זה יהיה בונוס גדול למדע.

ידען מאדים – משימות נוכחיות
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~761405417~~~16&SiteName=hayadan