סיינטיפיק אמריקן /האבא של ספיריט ואופורטיוניטי

ההצלחה של צמד כלי הרכב התאומים על מאדים מדגימה איך צריך לנהל משימות חלל רובוטיות – סטיבן וו' סקוויירס וצוותו סוללים בכך את הדרך לקראת חקר בידי אדם

דייוויד אפל, סיינטיפיק אמריקן

סקיורס (השמאלי מבין השניים) ודגם של רכב המאדים

השעה 8 בבוקר במעבדה להנעה סילונית (JPL), וצוות רכב-המאדים אופורטיוניטי מתכנס בחדר הישיבות לבעיטת הפתיחה המדעית היומית שלו. הצוות מתכנן את יום החקר שלו ובונה תכנית, דקה אחרי דקה, של הפעולות שהרכב אמור לבצע: קצת ספקטרוסקופיה ו- “Ratting” לכמה סלעים – כלומר לקדוח בהם באמצעות “כלי שיוף הסלעים” שראשי התיבות של שמו באנגלית הם RAT. “אני רוצה לדעת אם החומר הזה אדום או לא,” אומר סטיבן וו' סקוויירס (Squyres) כשהוא מתכוון לסלעים שהרכב נוסע עליהם עכשיו.

סקוויירס, בן 48, פרופסור לאסטרונומיה באוניברסיטת קורנל, הוא החוקר הראשי של הצוות לחקר מאדים שכולל 170 חברים. סקוויירס אחראי על כל הפעילויות המדעיות של שני הרכבים, ספיריט ואופורטיוניטי, עיסוק שהביא את עמיתו ג'ון גרוצינגר לתאר אותו כמי שיש לו “קוצים בישבן”, והוא מעורב בכול.
ביום הזה, בסוף יוני 2004, צוות אופורטיוניטי עומד לפני הכרעה גורלית אם להעמיק פנימה אל תוך מכתש אנדורנס, חור בעומק 20 מ' לא רחוק מאתר הנחיתה על מישורי מרידיאני (Meridiani Planum). הצוות שם את עינו על המכתש כבר כמה שבועות. אבל לפני כן אנשיו צריכים להחליט אם אופורטיוניטי יכולה להתמודד עם מדרגת סלע של 30 ס”מ היורדת ממש מולה בשיפוע של 25 מעלות. ירידה כזאת היא קצת מעל לגבולות התכנון של הרכב, אבל כל הצוות רוצה לרדת, אם אפשר.
“ברוכים הבאים לוועידת נהגי המשאיות המפלצתיות,” מתלוצץ מנהל המשימה של אופורטיוניטי, מאט ולאנס, בפגישה בנושאי עבירות שנערכת ב-10 בבוקר. רכב ניסוי הצליח לעלות ולרדת מהעתק של המדרגה שנבנה ב”חצר המאדים” של JPL. החלקה קלה והתנתקות רגעית של גלגל קדמי מן הקרקע היו התקלות היחידות. לאחר דיון קצר מחליט הצוות ההנדסי להמשיך ולשלוח את אופורטיוניטי במורד המדרגה. הם יקדחו כמה חורים באמצעות ה-RAT בדרך למטה למקרה שהרכב לא יוכל לטפס בחזרה, אומר סקוויירס.

המשימה על כתפיו של אדם אחד
שלא כבדרך שבה סוכנות החלל האמריקנית , נאס”א, מנהלת בדרך כלל את עסקיה, הפעם הוטלה כל המשימה המדעית של הרכבים למאדים על כתפיו של אדם אחד. ושלא כמו חוקרים ראשיים לפניו, סקוויירס היה מעורב לעומק בתכנון ההנדסי ובבניית הרכבים. למעשה הוא היה מעורב בכךכבר מ-1987, אז פיתח את המצלמה הפנורמית שבה מצלמים הרכבים עכשיו. ב-1992 הוא הרכיב את ה-RAT ואת הספקטרומטרים למדידת קרינת חום ולזיהוי ברזל וחומרים אחרים בסלעים. לאחר מכן הוא בילה כמה שנים בכתיבת הצעות מחקר לפרויקט של כלי רכב למאדים. נאס”א בחרה בסקוויירס ובצוותו ב-1997, ופרויקט “הרכב לחקר מאדים” (MER) קיבל את צורתו הסופית ביולי 2000.
היום כבר ברור שמשימת ספיריט ואופורטיוניטי היא המשימה הרובוטית המורכבת ביותר שביצעה נאס”א מעולם. הרכבים תפקדו בצורה יוצאת מן הכלל, לפחות פי שלושה יותר מן הזמן שתוכנן. חוץ מתקלות מכניות – ספיריט “סוחבת גלגל” כבר כמה זמן – גם האבק המצטבר על קולטי השמש קוצב את ימיהם של הרכבים מכיוון שהוא מקטין את ההספק החשמלי שהם מסוגלים לייצר. (איבוד ההספק של שני הרכבים מוערך ב-0.15% ליממה מאדימית, קצת פחות מ-0.18% ליממה שאיבדה החללית פת'פיינדר שנחתה על מאדים ב-1997.) מכיוון שכעת שורר חורף על מאדים נדרש זמן רב יותר עד שקולטי השמש טוענים את המצברים, דבר שמחייב מחזורי שינה ארוכים יותר של כלי הרכב. אבל שוררת תקווה שהרכבים ישרדו ויעברו בשלום את החורף במאדים.
רכבי המאדים מצויים במרחק של 20 דקות אור מכדור הארץ, רחוק מדי לנהיגה בזמן אמת באמצעות ג'וי-סטיק מכל סוג. ולכן, בין שיגור קוד הוראות אחד למשנהו, מתוכנתים הרכבים לפעול בעצמם במשך יום מאדימי שלם. אחרי הצהריים סקוויירס יושב עם אנשי המחשב שמתרגמים את התכנית שעליה הוסכם קודם לכן לסדרה מדויקת של תנועות גלגל וזרוע רובוטיים שבאמצעותן יושגו המשימות.
הקוד דחוס ומפורט, וכדי לכתוב אותו יש צורך בהבנה עמוקה איך פועלים כלי הרכב – זוהי עבודת ההנדסה היום-יומית הקשה שסקוויירס חווה מאז שנחתו הרכבים בינואר 2004. אף על פי שהרכבים פעלו בהצלחה מעל ומעבר לכל הציפיות, התעוררו כמה בעיות: מתג של גוף חימום נשאר תקוע במצב מופעל על אופורטיוניטי, ובספיריט התגלו בעיות תוכנה מיד לאחר שהרכב הגיח החוצה ממתקן הנחיתה שלו.
אבל אף אחת מהבעיות לא גרעה מן ההישגים המדעיים. “יהיה זה הוגן להגיד שאין ספק שהרכבים לא היו מצליחים כפי שהצליחו, ואולי אפילו לא היו נוצרים מעולם, אלמלא סטיב,” אומר ג'ים בל, המדען הראשי של המצלמות הפנורמיות של שני כלי הרכב ועמית קרוב של סקוויירס בקורנל. לדעתו סקוויירס משמש דוגמה למי שיוביל משימות עתידיות. “לא די להיות מדען מן השורה הראשונה,” אומר בל, “אתה חייב להיות מוכן לשקוע עד צוואר בתכנון המכשירים.”

מציאת עדויות של מים
התגלית החשובה ביותר של המשימה היא מציאת עדויות לכמויות גדולות של מים בעברם של מישורי מרידיאני. אופורטיוניטי מצאה, בין השאר, מלחים גופרתיים (סולפאטים) והתגבשויות של המטיט (hematite) – כדוריות קטנות ואפורות למראה המכילות תרכובות של ברזל, שזכו בפי המדענים לכינוי “אוכמניות.” וכפי שסקוויירס תהה, התברר שהשבבים של הסלע המשויף הם אכן אדומים כרעפים, צבע אופייני להמטיט כתוש.
מינרלים גופרתיים והמטיט שוקעים בסביבה מימית, ולכן הם מרמזים על כך שאופורטיוניטי פועלת באזור שהיה פעם חוף של ים מלוח. עם זאת, אי אפשר לקבוע על פי העדויות שנאספו עד כה מתי כיסו מים נוזלים את האזור ולמשך כמה זמן. “לא זו בלבד שמצאנו עדויות לכך שבמרידיאני שררו תנאים שאפשרו חיים,” אומר סקוויירס, “אלא גם מצאנו את המשקעים הגאולוגיים הנהדרים האלה – סולפאטים ובייחוד כדוריות ההמטיט – שמסוגלים לשמר היטב עדויות מן העבר לכימיה אורגנית מעניינת או לקיומם של חיים, אם אכן התקיימו.”

הצלחה מתמשכת

עם זאת, קטנים הסיכויים שהרכבים עצמם יגלו סימנים ישירים של חיים. במקום זאת הם מניחים את הבסיס למשימה עתידית להבאת דוגמאות לכדור הארץ שתתבצע בידי רובוטים, או ביום מן הימים בידי אדם. סקוויירס תומך בלב שלם במשימה מאוישת למאדים. “בוודאי שאני בעד שליחת רובוטים למאדים – הרי זה מה שאני עושה למחייתי. אבל אפילו אני סבור שהמחקר הטוב ביותר, המקיף ביותר והמלהיב ביותר יבוצע בידי בני אדם.”
אף על פי שיש הטוענים שהצלחתן של משימות רובוטיות רבות של נאס”א מוכיחה שאין צורך בטיסות מאוישות יקרות, סקוויירס אינו מקבל זאת. “אני חושב שאנשים שרואים בהצלחתם של שני הרכבים עדות לכך שלא צריך לשלוח בני אדם למאדים מחמיצים לגמרי את העיקר. איני רואה ברכבים מתחרים בבני האדם אלא חלוצים ההולכים לפניהם. הם חלוצים בכך שהם חושפים לפנינו את פני השטח של מאדים ומגלים לנו איך זה להיות על פניהם, מה צריך כדי ללכת עליהם, לבנות על גביהם, להמריא מהם וכן הלאה.” בסיס מאויש על מישורי מרידיאני, שחוקרים אותם עכשיו סקוויירס והצוות שלו לחקר מאדים, יהיה מקום טוב להתחיל.

אתר סיינטיפיק אמריקן בעברית בו ניתן לרכוש מנוי לכתב העת
ידען מאדים
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~326433388~~~16&SiteName=hayadan