נאס”א מתכננת לבנות חללית שתבקר בשמש

חללית שתהיה מספיק קשיחה כדי להתקרב בכל פעם יותר ויותר לשמש תוכל לספק תובנות חדשות על תופעות בכוכב המשפיעות על כוכבי הלכת, לרבות כדור הארץ * ובונוס מדעי החללית תתקרב כמה פעמים גם לנוגה עם ציוד רב בהרבה מאשר החלליות הקודמות שחקרו את כוכב הלכת

במשך למעלה מ-400 שנה חוקרים המדענים את השמש מרחוק, וכעת נאס”א החליטה ללכת לשם. “אנו הולכים לחקור לראשונה כוכב חי ונושם” אומרת המדענית הראשית בפרויקט ליקה גוהדאקורטה ממטה נאס”א. “זהו איזור במערכת השמש שטרם מחקר וההזדמנויות לתגליות שם הן רבות.

שם המשימה – סולר פרוב פלוס, חללית שתוכנן כך שתהיה עמידה בפני חום כדי שתוכל להכנס עמוק לתוך אטמופסירת השמש ושם תוכל לדגום חלקיקים מרוח השמש ולחקור את תופעת המגנטיות ממקור ראשון. השיגור צפוי לא לפני שנת 2015. עד סיום המשימה, שבע שנים מאוחר יותר, מאמינים המדענים כי סולר פרוב פלוס תפתור את החידות הגדולות של האסטרופיסיקה ותגלה תגליות רבות לאורך הדרך.
החללית נמצאת כעת עדיין בשלבי התכנון הראשונים ואפילו המקדמיים במטה נאס”א, אומרת גוהדאקורטה. “עוד עבודה רבה לפנינו, אך היא מאוד מרגשת.”

המעבדה לפיסיקה יישומית (APL) באוניבריסטת ג'ונס הופקינס תתכנן ותבנה את החללית עבור נאס”א. ל-APL נסיון בשיגור חלליות לעבר השמש, החללית מרקורי מסנג'ר השלימה כבר את טיסת ההתקרבות הראשונה שלה סביב כוכב הלכת כוכב חמה בינואר 2008 ורבות מהטכנולוגיות של הגנת החום המשמשות את המסנג'ר תוכלנה לתגבר את החללית החדשה. החללית אגב מכונה סולר פרוב פלוס משום שהתכנון שלה מתבסס על תכנון קודם משנת 2005 של חללית המכונה סולר פרוב.

בנקודה הקרובה ביותר יהיה מרחק החללית מהשמש שבעה מיליוני קילומטרים או תשעה רדיוסי שמש. מגן החום של החללית, שייבנה מפחמן מרוכב יהיה חייב לעמוד בטמפרטורות של למעלה מ-1,400 מעלות צלזיוס ויוכל לשרוד התפרצויות קרינה ברמות שאף חללית קודמת לא חוותה. באופן טבעי, החללית תונע באמצעות אנרגית השמש. היא תקבל את החשמל שלה מקולטי שמש שיקוררו באמצעות נוזל והיא תוכל להסתתר מאחורי מגן השמש כאשר קרינת השמש תהיה חזקה מדי. במרחקים כאלה רוחב השמש הוא פי 23 מאשר בשמי כדור הארץ.

שתי החידות העומדות בפני מתכנני החללית ושהמשימה אמורה לתת עליהן תשובות הן מהי הטמפרטורה בעטרת השמש, וכיצד מואצת רוח השמש. באשר לחידה הראשונה – העטרה: אם נתקע מד חום על פני השמש, הוא יראה כ-6,000 מעלות צלזיוס. האינטואיציה אומרת כי ככל שנתרחק הטמפרטורה תרד, אך במקום זאת היא עולה. האטמוספירה החיצונית של השמש – העטרה, לוהטת ביותר ממיליון מעלות צלזיוס, מאות מונים מאשר פני השמש שמתחתיה. טמפרטורה גבוהה זו היא עדיין בגדר מסתורין למעלה משישים שנה לאחר שנמדדה.

באשר לחידת רוח השמש – השמש פולטת חלקיקים טעונים במהירות של מיליון קמ”ש ויותר, החוצים את מערכת השמש. כוכבי הלכת, השביטים האסטרואידים – כולם מרגישים אותם. באורח מוזר, אין כל זכר לרוח השמש בקרבת פני השמש, אך בקרבת כוכבי הלכת זו סופה ממשית. איפשהו באמצע, גורם בלתי ידוע נותן לרוח השמש את מהירותה העצומה. השאלה היא מהו אותו גורם.

כדי לפתור את הביעה תיכנס סולר פרוב פלוס למעשה לתוך העתרה אומרת גוהדאקורטה. מטענה של החללית יכלול בעיקר מכשירים שיתוכננו לחוש את הסביבה הקרובה של החללית – מגנטומטר, חיישן לגלי פלסמה, חיישן אבק, מערכת לניתוח אלקטרונים ויונים, מכשירים חודרניים שיספרו לנו את כל מה שאנחנו צריכים לדעת כדי לחקור את הסוד של התחממות העטרה והאצת רוח השמש” אמרה.

המכשיר היחיד לחישה מרחוק שיותקן על סולר פרוב פלוס יהיה מצלמה שתצלם את ההמיספירה (H1 בקיצור). זהו טלסקופ שיצלם תמונות תלת ממדיות את עטרת השמש בדומה לסורק טומוגרפי רפואי. הטכניקה המכונה טומוגרפיה קורונאלית מהווה גישה חדשה לחלוטין לצילום השמש והיא נתאפשרת רק משום שהתמונות מצולמות מתוך חללית נעה הקרובה לשמש, חולפת דרך ענני העטרה והזרמים ומצלמת אותם תוך כדי המעבר דרכם.

הכוונה היא כאמור לשגר את החללית במאי 2015, כדי שתתקרב לשמש לקראת סיומו של מחזור 24 של כתמי השמש, ותסיים לקראת המקסימום הסוולארי – אמצע (והשיא) של מחזור 25 ב-2022. הדבר יאפשר לחללית לדגום את העטרה ואת רוח השמש בשלבים רבים של מחזור השמש. שיגור בתאריך זה יבטיח מספר נכבד של סופות שמש לקראת סוף המשימה. החוקרים חושדים כי רבים מהחלקיקים המסוכנים המיוצרים בסופות השמש תופסות תאוצה בעטרה – בדיוק המקום שבו תחלוף החללית סולר פרוב פלוס. החללית תוכל לצפות בתהליך בפעולה ולהראות לחוקרים כיצד לחזות אירועי חלקיקים אנרגטיים המאיימים על הבריאות והבטיחות של אסטרונאוטים הנמצאים בחלל.

סולר פרוב פלוס תבצע חדירות חוזרות ונשנות לתוך העטרה. לצורך כך ייעזרו מפעיליה בכוח המשיכה של כוכב הלכת נוגה. החללית תדלג שבע פעמים בין השמש לבין נוגה בשש שנים כדי לכוון את החללית בכל פעם יותר ויותר עמוק לתוך אטמופסירת השמש. ובונוס – אף כי נוגה לא יהיה המטרה הראשית של המשימה, האסטרונומים עשויים ללמוד עובדות חדשות על כוכב הלכת כאשר תחלוף לידו החללית המאובזרת בכבדות.

“סולר פרוב פלוס היא משימה יוצאת דופן של חקר, תגליות והעמקת ההבנה” אומרת גוהדאקורטה. “אנחנו כבר מחכים בקוצר רוח להפעלתה.”

לידיעה באתר נאס”א