הפלישה למאדים

מאז ומעולם היו בני-האדם סקרנים לגלות מה טומנת בחובה הפלנטה. החל בקדמונים שעקבו אחר כוכבי הלכת מהקרקע, וכלה בחלליות המרחפות על פני כדורי הלכת. פרק ראשון בסדרה

במשך דורות רבים ריתקה הפלנטה האדומה את בני-האדם, אשר חלמו וקיוו לגלות בה סימני חיים. למן הקדמונים אשר ראו את תנועתו של כוכב-הלכת האדום בשמי הליל וייחסו לו תכונות מסתוריות, ועד למדעני ההווה, הבוחנים את פניו באמצעות חלליות המקיפות אותו בגובה של מאות קילומטרים ובאמצעות רובוטים הנוסעים על פניו המאובקים – דומה כי אין בני-האדם נותרים אדישים לגרם השמיים הזה, כוכב-הלכת הרביעי במרחקו מהשמש. לפני חמישים שנה, עם תחילתו של עידן החלל, החלו מדענים וטכנאים מברית-המועצות ומארצות-הברית לשגר אל עבר מאדים חלליות מחקר.

בשנים הראשונות הסתיימו רוב המשימות בכישלון, אולם עם התפתחות הטכנולוגיה של טיסות החלל, ניווט מדויק, עלייה באמינות המשגרים ורכיבי החלליות עצמן, החלו יותר ויותר חלליות לבצע את משימותיהן בהצלחה, שגברה ממשימה למשימה. כך, למשל, בעת שאתם קוראים שורות אלה נעים על פני השטח של מאדים שני כלי רכב הנשלטים מכדור-הארץ, שלוש חלליות אמריקניות פועלות למיפוי וצילום מאדים מגובה של מאות קילומטרים, וחללית אירופית, אף היא מקיפה אותו ומעבירה אלינו תמונות באיכות גבוהה ביותר. חלליות חדשות הולכות ונבנות, רובוטים מתקדמים יותר מקבלים צורה במעבדות שונות ברחבי העולם, ואפשר כבר לראות סימנים – שאמנם יתממשו רק בעוד כעשרים שנה – למחקר המאויש של הפלנטה האדומה. בכתבה זו תינתן סקירה היסטורית קצרה של מחקר מאדים באמצעות חלליות, וייבחנו הפרויקטים העיקריים בחקר מאדים לשנים הקרובות.

צעדים ראשונים

משימות למאדים היוו אתגר למעצמות החלל הראשונות, ברית-המועצות וארצות-הברית, עוד בראשית הטיסות לחלל. שתי המדינות ערכו ניסיונות רבים מאוד להגיע אל מאדים ולצלמו מקרוב. חלק ניכר ממשימות בראשית אלו הסתיים בכישלון: חלק מהחלליות כלל לא הגיעו לקרבת מאדים, חלק אחר לא הצליחו להיכנס למסלול הקפה סביבו, ושורה של חלליות שתוכננו לנחות על פני מאדים התרסקו עליו או נשרפו באטמוספרה שלו, עקב כניסה בזווית לא-מתאימה. הרוסים טענו לבכורה בהכנסת חללית למסלול הקפה סביב מאדים, ואף לנחיתה רכה ראשונה על פני השטח שלו. ברית-המועצות שיגרה שתי חלליות מחקר למאדים באוקטובר 1960, אולם אף אחת מהן לא הצליחה להגיע לחלל עקב תקלות משגר.

שלושה שיגורים נוספים נעשו בשנת 1962, בלא הצלחה. משימות סובייטיות נוספות למאדים בוצעו בשנים 1963 ו-1964 (חללית אחת בכל שנה), ב-1969 (2 חלליות), ב-1971 (3 חלליות), וב-1973 (4 חלליות) – אף אחת מהן לא הצליחה במשימתה (חלק מהחלליות חלפו ליד מאדים והצליחו לשדר כמה תצלומים). ברוב החלליות הללו הותקנו גם מכלולי נחיתה, שנועדו לחקור את פני השטח של מאדים.  במקביל לברית-המועצות, פעלה ארצות-הברית בתכנית מחקר משלה למאדים, תוך שימוש בחלליות מסדרת מארינר. בשנת 1964 שיגרה ארצות-הברית שתי חלליות מארינר (מארינר 3 ו-4) אל עבר מאדים. היו אלה חלליות שנועדו לחלוף ליד מאדים, לצלמו ולערוך מדידות שונות – כגון של השדה המגנטי – ללא ניסיון להכניסן למסלול סביב מאדים. מארינר 3 לא הצליחה להשתחרר מהטיל שנשאה אל מחוץ לכדור-הארץ, ואילו מארינר 4 הצליחה לחלוף ליד מאדים ולבצע את משימתה. מארינר 6 ו-7 שוגרו בשנת 1969, והצליחו להיכנס למסלול הקפה סביב מאדים. צמד נוסף, מארינר 8 ו-9, שוגר בשנת 1971, אך רק מארינר 9 הצליחה להגיע למאדים למסלול המדויק שנקבע לה. ואולם המשימה הסתיימה באכזבה, שכן כאשר הגיעה החללית לקרבת מאדים התחוללו על פניו סופות אבק עצומות, שלא אפשרו למצלמות החללית להעביר מידע מועיל לכדור-הארץ.

תקופת המחקר הראשונה של מאדים באמצעות חלליות נמשכה מעט יותר מעשור, והכישלונות בה היו מרובים מההצלחות. יש לזכור, עם זאת, שבאותה תקופה אמינות המשגרים של ברית-המועצות וארצות-הברית היתה נמוכה באופן משמעותי מהמקובל בימינו. ניווט חללית למרחק של עשרות מיליוני ק”מ היה מורכב ומסובך, ורכיבים רבים בחלליות עצמן כשלו לאחר שהייה ארוכה יחסית בחלל. חלק ניכר מבעיות אלה נפתר, ולכן אפשר לקרוא לתקופה ההיא “תקופת הלימוד”. השלב השני של חלליות מחקר, במהלך שנות השבעים והשמונים של המאה ה-20, התאפיין בשיעורי הצלחה גבוהים יותר ובמשימות חלל מורכבות הרבה יותר.

הפלישה למאדים

מאז ומעולם היו בני-האדם סקרנים לגלות מה טומנת בחובה הפלנטה. החל בקדמונים שעקבו אחר כוכבי הלכת מהקרקע, וכלה בחלליות המרחפות על פני כדורי הלכת. פרק שני בסדרה טל ענבר

בתחילת המאמר עקבנו אחר הצעדים הראשונים של חקר החלל. כעת נעסוק במשימת הוייקינג האמריקאית, בגילויים החדשים של המאה ה-21 ובעידן הרובוטים הניידים.

וייקינג משימה הראויה לציון מיוחד של שתי חלליות מחקר אמריקניות, שכללו רכיב מסלולי ורכיב נוחת. חלליות וייקינג היו החלליות האמריקניות הראשונות שנחתו בהצלחה על מאדים. החלליות, שנחתו על מאדים בשנת 1976, ערכו שורת ניסויים שמטרתם היתה לקבוע אם קיימים על פני השטח של מאדים מיקרואורגניזמים. בתוך חלליות הנחיתה הותקנו מעבדות משוכללות, שנועדו לבחון אם בדגימות העפר שהוכנסו לחללית על-ידי זרוע מכנית נמצאו יצורים חיים, המקיימים חילוף חומרים.

בתוך המעבדות האוטומטיות הובאו מים מכדור-הארץ, חומרים אורגניים ואף חיקוי לאטמוספרת מאדים, שכלל פחמן דו-חמצני, שהפחמן שבו מסומן באופן רדיואקטיבי. המטרה היתה לבחון פעילות מטבולית בדגימות הקרקע של מאדים. אף שהניסוי בוצע בשתי החלליות פעמים אחדות, תוצאותיו לא העלו כי יש על מאדים מיקרואורגניזמים מסוג כלשהו. מאז הנחיתות של חלליות וייקינג על מאדים הושמעה ביקורת רבה על הניסויים ותכנונם, ומן העבר האחר יש חוקרים הסבורים כי ניסויי החלליות העלו כי אכן מתקיימת פעילות שניתן לייחסה להימצאותן של צורות חיים פרימיטיביות על מאדים.

במהלך שנות השמונים והתשעים של המאה ה-20 שוגרו כמה משימות למאדים, ורובן הסתיימו בכישלון. בשנת 1988 חזרה ברית-המועצות לניסיונותיה לשגר חלליות מחקר אל מאדים. שתי חלליות – פובוס 1 ופובוס 2 – שוגרו לעבר מאדים, ושתיהן כשלו. החללית פובוס 1 אבדה בדרך אל מאדים ואילו החללית פובוס 2, שכללה גם רכב נחיתה, אבדה ליד ירחו של מאדים פובוס. ב-1992 שיגרה ארצות-הברית חללית מחקר גדולה ויקרה מאוד (מעל מיליארד דולר בזמנו), בשם מארס אובזרוור (Mars Observer). זמן קצר ביותר לפני הכנסת החללית למסלול סביב מאדים אבד עמה הקשר מסיבה שאיננה ידועה עד היום. משימתה של חללית זו היתה צילום ברזולוציה גבוהה של פני השטח של מאדים.

בשנת 1996 נכשל שיגורה של חללית רוסית בשם מארס 96, שכללה, לראשונה אי-פעם, כדור פורח שנועד לחקור את סביבת מאדים. החללית מארס 96 שוגרה לחלל באמצעות משגר כבד מסוג פרוטון, אולם תקלה בשלב העליון של המשגר מנעה ממנה להגיע למסלול, והיא נפלה והתרסקה על כדור-הארץ. נקודת אור בשרשרת הכישלונות אפשר לראות בחללית האמריקנית מארס גלובל סורוויור (Mars Global Surveyor, MGS). חללית זו היתה פעילה סביב מאדים עד 2007 ושידרה לכדור-הארץ יותר תמונות מכל החלליות לחקר מאדים במשולב. חללית זו היתה הראשונה שהצליחה לזהות מגובה של מאות קילומטרים מעל פני מאדים את רובוטי המחקר של נאס”א, ספיריט (Spirit) ואופורטיוניטי (Opportunity), שנחתו ב-2004. בראשית 2007 אבד הקשר עם חללית זו.

בשנת 1998 שוגרה חללית יפנית ראשונה לחקר מאדים, בשם נוזומי (Nozomi). עקב בעיות במערכת הדלק ובמערכת הניווט של החללית, כשלה חללית זו ולא נכנסה למסלול סביב מאדים. שלושה כישלונות אמריקניים חתמו את העשור הרביעי של מחקר מאדים באמצעות חלליות. החללית מארס קליימט אורביטר (Mars Climate Orbiter) נכשלה משום שחלה התנגשות בין התוכנה של מרכז הבקרה על כדור-הארץ, שעבדה עדיין בשיטה של אינצ'ים ורגליים, לבין החללית, שכבר עברה לעבוד בשיטה המטרית. כשניתן האות להפעיל את מנוע הבלימה של החללית ולהנמיך את מסלולה בוצעה הפקודה, אולם בערכים גבוהים פי 2.5 מאלו שסיפק מרכז הבקרה. כתוצאה מכך החללית נכנסה לאטמוספרה של מאדים ונשרפה. באותה השנה לא הצליחה לנחות נחיתה רכה חללית אמריקנית נוספת בשם מארס פולר לנדר (Mars Polar Lander). הסיבה לכישלון החללית הזאת אינה ידועה. חללית זו נשאה עמה 2 חלליות נחיתה קטנות, שגם הן אבדו. 

חקר מאדים במאה ה-21

מערך כוכבי-הלכת, כדור-הארץ ומאדים יוצר מדי שנתיים הזדמנות טובה לשיגור חלליות מכדור-הארץ למאדים. אין להתפלא כי ארצות-הברית מנסה, החל משנת 1997 לשגר מדי שנתיים חלליות מחקר למאדים. מארס אודיסיי (Mars Odyssey), ששוגרה ב-2001, היתה החללית האמריקנית הראשונה שהגיעה למאדים לאחר הפסקה ארוכה. זוהי חללית מחקר וצילום, המקיפה את מאדים בגובה מאות קילומטרים ומשדרת לכדור-הארץ תמונות ברזולוציה גבוהה מאוד של פני השטח במאדים. שנתיים מאוחר יותר שוגרו למאדים שתי החלליות שהנחיתו את כלי הרכב הרובוטיים ספיריט ואופורטיוניטי שנחתו ב-2004.

באותה השנה, 2004, הגיעה לראשונה חללית אירופית אל מאדים. החללית נקראה מארס אקספרס, ושימשה לוויין צילום באיכות גבוהה של מאדים. חללית זו ממשיכה לפעול עד היום, ולשדר שלל נתונים מדעיים רבי ערך. ביחד עם חללית זו הגיעה למאדים חללית נחיתה מתכנון בריטי בשם ביגל 2 (Beagle 2). חללית זו היתה אמורה לנחות על פני מאדים ולערוך מחקרים גאולוגיים, ואולם, מאז התנתקה החללית הקטנה ביגל 2 מחללית-האם מארס אקספרס בדרך לנחיתה על מאדים, נותק הקשר עמה, וההנחה היא כי החללית התרסקה במהלך הנחיתה. ב-2006 החלה לפעול החללית האמריקנית מארס רקונסנס אורביטר (Mars Reconnaissance Orbiter, MRO), שהצטרפה לחללית מארס אודיסיי בחקר מאדים מגובה המסלול שלה (כ-400 ק”מ).

נוכחנו, אפוא, כי גם עם התקדמות הטכנולוגיה של שיגור וניווט בחלל, משימות למאדים עדיין נמצאות בדרגת סיכון גבוהה ביחס לחלליות מחקר הנמצאות בסביבת כדור-הארץ. סכנות מסוגים שונים יכולות לפגוע בחלליות הטסות למאדים, ובכללן סערות שמש עזות, המשגרות לחלל שטף חלקיקים טעונים בעלי אנרגיה גבוהה – כפי שקרה לחללית היפנית נוזומי. שטף חלקיקים כזה מסוגל לגרום לתקלות רבות במערכות האלקטרוניות הנמצאות בקרבי החלליות.

עידן הרובוטים הניידים

המשימה הראשונה שבה הונחת כלי רכב רובוטי על מאדים היתה משימת פת'פיינדר (Pathfinder), שנחתה על מאדים ב-4.7.1997. היתה זו הנחיתה הראשונה על מאדים מאז החללית וייקינג, שנחתה על מאדים 21 שנים קודם לכן.משימה זו היתה הראשונה שהגשימה את חזונו של ראש נאס”א דאז, דניאל גולדין: קטן יותר, מהיר יותר, זול יותר. לשם השוואה – המשימה, כולל מחקר ופיתוח, שיגור, הפעלה של החללית וניתוח הנתונים – עלתה כעשירית מחללית וייקינג בודדת. לראשונה בוצעה נחיתה רכה, כלומר – נחיתה עדינה המאפשרת הנחתת החללית והמכשירים בתוכה בלא נזק על פני השטח של מאדים, תוך הסתייעות במערכת בלימה חדשנית המבוססת על ניפוח כריות אוויר. לאחר נחיתת החללית על מאדים נפתחה אריזתה וממנה יצא רובוט קטן שאורכו כ-50 ס”מ בלבד. כלי הרכב היה מצויד בשישה גלגלים, שלכל אחד מהם מנוע נפרד. סידור הגלגלים הקנה לו עבירות טובה. הרובוט ביצע כמה משימות מחקר גאולוגי, והיה מצויד במצלמות, במד-טווח לייזרי ובמכשיר לבחינת ההרכב הכימי של סלעי מאדים באתר הנחיתה. מכיוון שמשימה זו היתה ניסיונית באופיה, לא התרחק הרובוט מרחק רב מרכב הנחיתה, ששימש גם כתחנת ממסר להעברת הנתונים ממאדים אל כדור-הארץ.

ספיריט ואופורטיוניטי ספיריט ואופורטיוניטי הם שני רובוטים המהווים את סיפור ההצלחה הגדול ביותר עד כה של חקר מאדים באמצעות חלליות ורובוטים. המשימה כללה שיגור שתי חלליות זהות למאדים, כשבכל אחת מהן רובוט גדול ומשוכלל יותר מן הרובוט הראשון של נאס”א, ששוגר למאדים ב-1997. המשימות שוגרו ביוני וביולי 2003, והגיעו למאדים בינואר 2004. משימות אלה היו אמורות לפעול במשך 3 חודשים, אולם התברר שכל מערכות הרובוטים מתפקדות בצורה תקינה וטובה הרבה מעבר לתחזיות האופטימיות ביותר של אנשי נאס”א. אי לכך, הוארכה משימתם של הרובוטים שוב ושוב, ונכון לזמן כתיבת מאמר זה, שניהם ממשיכים לתפקד באופן תקין, כמעט 3 שנים וחצי לאחר נחיתתם על מאדים.

שני הרובוטים הם כעין גאולוגים התרים את פני מאדים ולומדים על ההיסטוריה שלו. החללית שהביאה את הרובוט ספיריט הנחיתה אותו באזור שבו התחולל בעבר הרחוק שיטפון עז, שגרם לסחף גדול של סלעים ממקורות ומסוגים שונים. את הסלעים הללו חוקר ספיריט. הרובוט האחר, אופורטיוניטי, נחת באזור שאנשי נאס”א שיערו כי בעבר היו בו מקווי מים גדולים. התברר כי הרובוט אופורטיוניטי נחת באזור שהיה בעבר ים רדוד על פני מאדים. רובוט זה גילה, בין היתר, עדויות לסלעי משקע על מאדים – תגלית חשובה, שכן היה בכך אישוש להשערה שבעבר היו על מאדים מקווי מים גדולים.

לחלק השני