קאסיני גילתה שהרווח בין שבתאי וטבעותיו נקי כמעט לגמרי מחלקיקי אבק

בניגוד לציפיות החוקרים, החללית קאסיני, שצללה בשבוע שעבר בפעם הראשונה ברווח הצר שבין שבתאי וחגורת הטבעות שלו, תיעדה מעט מאד חלקיקי אבק וקרח באזור המסתורי, שמעולם לא נחקר בעבר.

הדמייה של קאסיני במהלך הצלילה בין שבתאי וטבעותיו. מקור: NASA/JPL-Caltech.
הדמייה של קאסיני במהלך הצלילה בין שבתאי וטבעותיו. מקור: NASA/JPL-Caltech.

החללית קאסיני צללה ב-26 באפריל בפעם הראשונה ברווח שבין שבתאי וטבעותיו, לאחר שנכנסה לאחרונה למסלול ייחודי בו היא עוברת בתוך הרווח הצר, שרוחבו כ-2,400 ק"מ. זהו השלב האחרון בחיי החללית הוותיקה, ששוגרה לחלל ב-1997 והגיעה לשבתאי ב-2004, ובסיומו היא תישרף באטמוספירה של כוכב הלכת הענק.

במהלך הצלילה ברווח, שאף חללית אחרת לא ביקרה בו קודם לכן, החללית תיעדה הרבה פחות חלקיקי אבק וקרח מאשר ציפו החוקרים, למרות הקרבה הרבה לטבעות של שבתאי.

לחוקרים אין עדיין הסבר לתעלומה, אך היא מהווה בשורה טובה למהנדסי המשימה, שחששו מהתנגשויות עם חלקיקים קטנים במהלך הצלילות הנועזות.

"האזור שבין הטבעות ושבתאי הוא 'החלל הגדול', ככל הנראה", אמר מנהל פרויקט קאסיני ארל מייז, מהמעבדה להנעה סילונית (JPL) של נאס"א. "קאסיני תשאר במסלולה, בזמן שהמדענים יעבדו על פתרון התעלומה של רמת אבק נמוכה בהרבה מהצפוי".

החשש הגדול ביותר של המהנדסים מהמעבר ברווח היה התנגשות עם חלקיקים קטנים שמקורם בטבעות. במהירות העצומה של קאסיני במעבר ברווח, מעל 120,000 קמ"ש, גם התנגשות עם חלקיקים קטנים מאד יכולה לגרום נזק למכשור המדעי הרגיש של החללית.

למרות שמלכתחילה החוקרים העריכו כי כמות החלקיקים ברווח לא תהייה מסוכנת עבור החללית, הם העדיפו שלא לקחת סיכון בצלילה הראשונה ברווח, ולכן כיוונו את צלחת האנטנה של החללית (שקוטרה 4 מטר) לעבר כיוון התנועה שלה, על מנת שזו תשמש כמגן מפני התנגשויות עם חלקיקים.

כעת, משהחוקרים יודעים כי הסיכון להתנגשות עם חלקיקים קטנים נמוך אף יותר מהערכתם הראשונית, הם יוכלו להימנע משימוש בצלחת האנטנה כמגן. במקום זאת, הם יוכלו לכוון את המכשור המדעי של החללית לפי היעדים המדעיים שנקבעו לכל צלילה.

שבתאי וטבעותיו, בצילום גולמי של קאסיני מ-29 באפריל, במהלך התקרבותה אל הצלילה השנייה שלה ברווח שבין כוכב הלכת והטבעות. מקור: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
שבתאי וטבעותיו, בצילום גולמי של קאסיני מ-29 באפריל, במהלך התקרבותה אל הצלילה השנייה שלה ברווח שבין כוכב הלכת והטבעות. מקור: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

החללית מדדה את כמות החלקיקים ברווח באמצעות מכשיר גלי הרדיו והפלזמה שלה (Radio and Plasma Wave Science). למכשיר אנטנות הנפרשות מעבר לצלחת האנטנה הראשית של החללית, ולכן אלו יכלו להמשיך לפעול גם כאשר החללית השתמשה בצלחת כמגן בצלילה. עם התנגשות של חלקיקים בחללית, הם הופכים לענני פלזמה קטנטנים ויוצרים אות חשמלי שהמכשיר מסוגל למדוד.

כאשר המידע ממכשיר גלי הרדיו והפלזמה מומר לפורמט שמע, כל התנגשות עם חלקיק נשמעת כמו רעש נפץ קטן. בניגוד לתחזיותיהם, חוקרי המשימה שמעו מעט מאד "פצפוצים" במהלך המעבר ברווח.

לפי נאס"א, המכשיר מדד פגיעות ספורות בלבד של חלקיקים, שגודלם לא יותר מזה של חלקיקי עשן (כמיקרון אחד – מיליונית המטר). לשם השוואה, כאשר קאסיני חלפה בדצמבר 2016 בתוך טבעת דלילה שמקורה בירחים יאנוס ואפימתאוס, המכשיר תיעד מאות התנגשויות לשנייה עם חלקיקים מהטבעת.

"זה היה מעט מבלבל – לא שמענו את מה שציפינו לשמוע", אמר ויליאם קורת', ראש צוות מכשיר גלי הרדיו והפלזמה מאוניברסיטת איווה. "האזנתי לנתונים מהצלילה הראשונה מספר פעמים, ואני כנראה יכול לספור בידיי את כמות ההתנגשויות עם חלקיקי אבק שאני שומע".

האזינו להתנגשויות עם חלקיקים, כפי שתועדו על ידי מכשיר גלי הפלזמה והרדיו של החללית במהלך הצלילה:

לשם השוואה, האזינו להתנגשויות עם חלקיקים כפי שתועדו בצלילה דרך טבעת דלילה בדצמבר 2016:

קאסיני צללה אתמול פעם נוספת ברווח הצר שבין שבתאי וטבעותיו. הפעם, כאמור, היא לא השתמשה באנטנה שלה כמגן מפני התנגשויות עם חלקיקים, ויכלה לכוון את מכשיריה המדעיים באופן יעיל יותר. החללית ניתקה את הקשר עם מרכז הבקרה בכדור הארץ לפני הצלילה, ותשדר את הנתונים שאספה היום, ב-3 במאי.

החללית תבצע סך הכל 22 צלילות ברווח, שבהם תחקור את שבתאי ואת טבעותיו. עם סיומן, בצלילה ה-22 ב-15 בספטמבר השנה, החללית תיכנס לאטמוספירה של שבתאי ותישרף בה כמטאור.

החוקרים מקווים שבמהלך הצלילות החללית תוכל לחקור, בין היתר, את הרכבו הפנימי של שבתאי, באמצעות מדידת השדה הכבידתי שלו. בנוסף, בחלק מהצלילות האחרונות של החללית, היא תתקרב באופן מסוכן למדי לאטמוספירה שלו ותמדוד את הרכבה באופן ישיר.

החוקרים מקווים גם למדוד באופן מדויק את מסת הטבעות, ובכך לקבוע את גילן. מסה גבוה מזו המוערכת כיום תצביע על כך שהן זקנות מאד, ושאולי אף נוצרו ביחד עם שבתאי בשלביה הראשונים של מערכת השמש; מסה נמוכה יותר תצביע על גיל צעיר יותר, ועל כך שהטבעות נוצרו על ידי גוף קטן, ירח או עצם אחר, שהגיע קרוב מדי לשבתאי, נלכד בכוח המשיכה שלו ונקרע לגזרים.

קאסיני נמצאת במצב מצוין ויכולה להמשיך לפעול עוד שנים רבות, הודות לגנרטור שממיר לחשמל חום שנפלט מחומר רדיואקטיבי, אך נאס"א החליטה להשמיד את החללית מכיוון שהדלק במנוע הראשי שלה הולך ואוזל. אם החללית לא תוכל לתקן בעתיד את מסלולה באמצעות המנוע הרקטי, היא עלולה, גם אם הסיכוי לכך קלוש, להתנגש בירחים אנקלדוס וטיטאן, בהן עשוי להתאפשר קיום חיים. החללית לא עברה ניקוי יסודי מבקטריות ארציות שעשויות לשרוד בתוכה, ולכן התנגשות כזו תפגע במחקר עתידי של חיפוש חיים בירחים אלו.

תרשים המתאר את מסלולי "הגראנד פינאלה" של קאסיני סביב שבתאי - בהן היא צוללת ברווח הצר שבין שבתאי עצמו וטבעותיו. בצלילה ה-22 שלה, החללית תחדור לאטמוספירה של שבתאי, תישרף בה ותסיים את משימתה בת ה-20 שנה בחלל. מקור: נאס"א.
תרשים המתאר את מסלולי "הגראנד פינאלה" של קאסיני סביב שבתאי – בהן היא צוללת ברווח הצר שבין שבתאי עצמו וטבעותיו. בצלילה ה-22 שלה, החללית תחדור לאטמוספירה של שבתאי, תישרף בה ותסיים את משימתה בת ה-20 שנה בחלל. מקור: נאס"א.

ראו עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן