חמש משימות חיוניות בחלל

מדעני כוכבי הלכת ניסחו את המטרות החשובות ביותר בחקר מערכת השמש: ניטור האקלים, הגנה מפני אסטרואידים, לתור אחר חיים חדשים, להסביר את היווצרות כוכבי הלכת ולמצוא דרכים להחלץ ממערכת השמש

מאת ג'ורג' מסר

ילד החי בעידן החלל עלול לחוש אימה עמומה כשהוא קורא היום ספרים שנכתבו על אודות מערכת השמש לפני 1957. כמה מעט ידעו אז בני האדם. לא היה להם שום מושג על הרי הגעש ועל הנקיקים העצומים של מאדים, שלעומתם נראה האוורסט כמו גבעונת שדופה, והקֶניון הגדול של ארצות הברית נראה כמו תעלה בצדי הכביש. הם ניחשו שמתחת למעטה העננים של כוכב הלכת נוגה שוכן יער-עד שופע וערפִלי, או אולי מדבר חשוף וצחיח, או אוקיינוס של מים מוגזים, או בור זפת ענקי – כמעט הכול, אולי, חוץ ממה שיש שם באמת: שממה געשית רחבת ידיים, תמונת המבול של נח בסלע מותך. הצילומים של שבתאי היו פשוט עצובים: רק שתי טבעות מטושטשות, במקום מאות אלפי הטבעות הדקיקות שאנו רואים היום. ירחיו של כוכב הלכת הענק נראו כיבחושים, במקום המרחבים המצולקים, הזרועים אגמי מתאן וגייזרים מעורפלים שגילינו מאז.

בסך הכול, כוכבי הלכת נראו אז כמו מקומות קטנים וחמודים, קצת יותר מכתמי אור. כדור הארץ נראה גדול הרבה יותר מכפי שהוא נתפס היום. איש עדיין לא ראה אז את כדור הארץ שלנו ככוכב לכת: גולה כחולה על קטיפה שחורה, מחופה במעטה שברירי של מים ואוויר. אף אחד לא ידע שהירח נולד כתוצאה מהתנגשות בגוף שהגיח מן החלל או שהדינוזאורים מתו כתוצאה ממאורע דומה. אף אחד לא תפס ממש שהאנושות הופכת לכוח גאולוגי של ממש המסוגל לשנות את הסביבה בקנה מידה כלל-עולמי. יותר מכל דבר אחר, העשיר עידן החלל את השקפתנו על עולם הטבע והעניק לנו פרספקטיבה, שכעת נראית מובנת מאליה.

מאז שיגור הספוטניק, עבר המחקר הפלנטרי כמה וכמה שלבים של גאות ושפל. שנות ה-80, למשל, דומות בהחלט לצִדו האפל של הירח. ההווה נראה זורח יותר: עשרות חלליות של סוכנויות החלל העולמיות מפוזרות ברחבי מערכת השמש, מכוכב חמה ועד פלוטו. אבל קיצוצי תקציב, חריגות ממנו והיעדר עקביות במטרה הטילו צללים ארוכים על סוכנות החלל האמריקנית, נאס”א. הסוכנות בהחלט שרויה כעת בשלב המעבר המטלטל ביותר מאז הפסיק הנשיא ניקסון את משימות אפולו לירח לפני 35 שנה.

“נאס”א ממשיכה להיאבק בזהותה שלה,” אומר אנתוני גָ'נֵטוֹס מן המעבדה האמריקנית פסיפיק נורת'-ווסט, החבר בצוות של מועצת המחקר האמריקנית (NRC) שבחן בקפידה את תכנית התצפיות בכדור הארץ של נאס”א. “במה נאס”א אמורה לעסוק? האם בחקר החלל? האם במשלחות חקר אנושיות, במדע, בחקר היקום החיצון, בחקר מערכת השמש, במעבורת החלל ובתחנת החלל, או אולי בהבנת כוכב הלכת שלנו?”

בעיקרון, השאלות הפתוחות האלה אמורות להיות מאורע משמח. לא זו בלבד שחלליות טסות הלוך ושוב, גם תכנית החלל האנושית כבר אינה אובדת בחלל כמו מנוע רקטי מרוקן. ב-2004 הציב נשיא ארה”ב ג'ורג' וו' בוש מטרה ברורה ומושכת: להטביע עקבות של מגפיים על קרקע הירח ומאדים. על אף שהחזון הזה שנוי במחלוקת, הוא העניק לנאס”א יעד שאפשר לכוון אליו. ואולם, עד מהרה התברר לנאס”א כי ככל שהדבר נוגע למימון, היא ניצבת בפני שוקת שבורה. הסוכנות נאלצה אפוא לפרוץ את “חומת האש” שבאופן מסורתי (אם כי בלתי מושלם) הגנה על המדע מפני חריגות התקציב של תכניות הטיסות המאוישות בחלל ולהפך. “אני מניח שזה לא יהיה בגדר חידוש אם אומר, שאין לנאס”א די כסף לבצע את כל הדברים שהיא מתבקשת לעשות,” אומר ביל קלייבאו, מנהל מחלקת המחקרים והניתוח של נאס”א. וגם בסוכנויות חלל של מדינות אחרות המזומנים אינם זורמים כמו מימן נוזלי.

הצוותים התקופתיים של NRC צועדים צעד לאחור כדי לבדוק אם תכניות המחקר הפלנטריות של העולם לא סטו מדרך המלך. רשימת המטרות שלהלן משלבת את סדרי העדיפות העיקריים שלהן.

1 ניטור אקלים כדור הארץ

כשברקע מבעבעת ההתרגשות מטיולי טרקטורונים במאדים ומהפשלת הצעיף מעל פניו של טיטאן, אנשים נוטים לעתים לראות במשימה האפרורית אך הבוערת – הדאגה לכוכב הלכת שלנו, דבר המובן מאליו. ונאס”א והמנהל האמריקני לאטמוספרה ולאוקיינוסים (NOAA) אכן הזניחו אותה. צוות NRC של ג'נטוס טען ב-2005 כי “מערכת הלוויינים לניטור הסביבה בסכנת קריסה”. מאז הלך המצב והידרדר. נאס”א העבירה במהלך חמש שנים 600 מיליון דולר ממדעי כדור הארץ לפרויקט מעבורת החלל ותחנת החלל. בינתיים, המערכת הלאומית האמריקנית של לוויינים לניטור הסביבה חרגה חריגה חמורה מתקציבה ואולצה להצטמצם, להיפטר ממכשירים שהיו חיוניים לאומדן התחממות כדור הארץ, כגון מכשירים המודדים את קרינת השמש הנכנסת ואת הקרינה האינפרה-אדומה היוצאת.

כתוצאה מכך, מתקרבים 24 הלוויינים של מערכת התצפיות של כדור הארץ לסוף תוחלת חייהם המצופה, לפני שהמחליפים שלהם מוכנים. מדענים ומהנדסים סבורים שהם יכולים להמשיך ולקיים את פעילות הלוויינים, אבל יש גבול. “אנחנו יכולים להחזיק מעמד, אך אנו זקוקים לתכנית עכשיו,” אומר רוברט קלאהאן, ראש ענף קרינה ואקלים במרכז טיסות החלל על שם גודארד של נאס”א. “אי אפשר לחכות עד הקריסה.”

אם יגווע לוויין לפני שיימצא לו מחליף, ייפערו חורים ברישומי הנתונים והם יקשו על זיהוי מגמות. לדוגמה, נניח שמכשיר חדש יותר יגלה שהשמש בוהקת יותר ממה שמצא קודמו בתפקיד, האם זה בגלל שהשמש אכן יותר בוהקת, או שמא בגלל שאחד המכשירים לא עבר כיול כראוי? אם לא תהיה חפיפת זמן בין הלוויינים, יש חשש שמדענים לא יוכלו להכריע בשאלה כזו. סדרת Landsat המהוללת, שניטרה את פני כדור הארץ מאז 1972, מושבתת כבר שנים, ומשרד החקלאות האמריקני כבר נאלץ לקנות נתונים מלוויינים הודיים כדי לנטר את פוריות היבולים. אבל יש סוגים מסוימים של נתונים ששום מדינה לא תוכל להשלים.

צוות NRC קרא להשיב את המימון האבוד, שאמור לדאוג למימונן של 17 משימות חדשות במהלך העשור הקרוב, כגון למעקב אחרי כיסוי הקרח ואחרי רמות הפחמן הדו-חמצני – משימות חיוניות לחיזוי שינוי האקלים והשפעותיו. עם זאת, שורש הבעיה נעוץ בעובדה שתצפיות אקלים נופלות בין הכיסאות: בין ניטור מזג אוויר שגרתי (המומחיות של NOAA) לבין חוד החנית של המדע (המומחיות של נאס”א). “הבעיה היסודית היא, שאף אחד אינו ממונה על ניטור האקלים,” אומר מומחה האקלים דרו שינדל מן המכון ללימודי החלל על שם גודארד של נאס”א. הוא ואחרים הציעו שתכניות האקלים המפוזרות של ממשלת ארה”ב יאוחדו תחת קורת גג של סוכנות ייעודית, שתהיה אחראית על הבעיה ותעניק לה את תשומת הלב הראויה.

בנושא זה ראו גם את בידעני הסביבה

2 הכנת הגנה מפני אסטרואידים

נדמה שממש כמו ניטור האקלים, גם שמירה על כוכב הלכת שלנו מפני אסטרואידים נופלת תמיד בין הכיסאות. לא נאס”א ולא סוכנות החלל האירופאית (ESA) לא הוסמכו למנוע את הכחדת האנושות. הדבר הקרוב ביותר לכך הוא פרויקט הסריקה “משמר החלל” של נאס”א (Space-guard Survey), תכנית תצפיות בעזרת טלסקופ, שעלותה 4 מיליון דולר לשנה, הסורקת את החלל הסמוך לכדור הארץ בחיפוש אחר גופים שגודלם קילומטר – סדר הגודל שעלול ליצור הרס גלובלי, ולא אזורי בלבד. אבל איש לא ערך חיפוש שיטתי אחר גופים העלולים להשמיד אזור, שעל פי ההערכה מגיעים כ-20,000 מהם לטווח פגיעה בכוכב הלכת שלנו. אין בנמצא אף “משרד לסלעי חלל ענקיים” שניצב הכן, לאמוד את האיומים ולהרים את שפופרת הטלפון האדום במקרה שיהיה צורך. יידרשו 15 שנה או יותר כדי לארגן ולהפעיל תכנית הגנה נגד עצם שעלול להגיע, בהנחה שהטכנולוגיה לשם כך זמינה ומוכנה לפעולה – והיא לא. “כרגע אין לארה”ב תכנית מקיפה,” אומר מהנדס החלל לארי לֵמקֶה ממרכז המחקר על שם איימס של נאס”א.

במארס 2007, הוציאה נאס”א, לבקשת הקונגרס, דוח שיכול לשמש כנקודת מוצא לתכנית כזאת. על פי הדוח, חיפוש אחר עצמים שגודלם נע בין 100 ל- 1,000 מטרים יוכל להסתפח לטלסקופ הסקירה הסינופטי הגדול (LSST), מכשיר שהתאגדות של אסטרונומים וחברות (שהמפורסמת ביניהן היא גוגל) סורקים באמצעותו את השמים בחיפוש אחר כל דבר שזז, ממצמץ או מתפצפץ. דוח שפרסם פרויקט LSST עצמו בספטמבר 2007 מעריך כי הטלסקופ, כפי שהוא מתוכנן כעת, אמור לגלות 80% מן הגופים במהלך עשר שנות פעילות, מ-2014 עד 2024. בעזרת עוד 100 מיליון דולר לצורכי שכלולים וכִוונונים, הוא ילכוד ברשתו 90% מהם.

ואולם, בדומה לכל מכשיר שבסיסו בכדור הארץ, יש ל-LSST שתי מגבלות. ראשית, יש לו כתם עיוור: הצפייה בגופים הנעים ישירות כלפי כדור הארץ במסלולו או בדיוק מאחוריו – שהם המסוכנים ביותר – אפשרית רק בשעות הדמדומים או השחר, ובזמנים אלו הם נבלעים בקלות בתוך זוהר השמש. שנית, המכשיר יכול לאמוד את מסת האסטרואידים רק בעקיפין, בהתבסס על בהירותם. טווח השגיאה של האומדנים, המוגבלים לאור נראה, הוא עד פי שניים: אסטרואיד גדול אך אפל יכול להתחפש לאסטרואיד קטן ובוהק. “הבדל כזה יכול להיות משמעותי מאוד, אם נחליט בפועל שנדרשת פעולת מניעה,” אומר קלייבאו מנאס”א.

כדי לסתום את החורים האלה, שקל הצוות מנאס”א לבנות גם טלסקופ חלל אינפרה-אדום בעלות של 500 מיליון דולר, ולשגר אותו למסלול משלו סביב השמש. טלסקופ כזה יוכל לקלוט בעצם כל איום על כדור הארץ, ועל ידי בדיקת גופים בכמה אורכי גל, גם לקבוע את המסה שלהם בדיוק של עד 20%. “אם אתם מעוניינים לעשות זאת כמו שצריך, יש לעבור לתצפית באינפרה-אדום מן החלל,” אומר המדען הפלנטרי דונלד יֵאוֹמָנז מן המעבדה להנעה סילונית (JPL), אחד המחברים של הדוח.

השאלה השנייה היא, מה לעשות אם אכן אסטרואיד נמצא בדרכו לכאן. כלל האצבע הוא שכדי להסיט אסטרואיד ברדיוס אחד של כדור הארץ, יש לשנות את מהירותו במילימטר לשנייה, עשר שנים מראש, על ידי פגיעה, פיצוץ גרעיני, הדיפה או משיכה כבידתית. ב-2004 המליץ צוות מטעם ESA המייעץ למשימות הקשורות בעצמים המצויים בקרבת כדור הארץ (NEO – Near Earth Objects) לבצע ניסוי כלים. החללית המוצעת, המכונה “דון קישוט” ושעלותה היא 400 מיליון דולר, אמורה לירות טיל במשקל 400 ק”ג אל תוך אסטרואיד ולראות מה קורה.

הרסיסים שיושלכו בעקבות ההתנגשות יפעילו כוח על האסטרואיד בדומה להשפעת הגזים המשתחררים מטיל, אבל אין איש יודע מה תהיה עוצמתו. ובדיוק לשם כך יזמו את המשימה. “אפשר לגלות אם אסטרטגיית ההתנגשות הקינטית תעבוד או לא,” אומר אלן הריס ממרכז התעופה והחלל הגרמני בברלין. מדענים יבחרו גוף במסלול מרוחק כדי שגם אם משהו ייכשל הם לא יכניסו אותו בטעות למסלול התנגשות עם כדור הארץ.

באביב 2006 השלימהESA מערכת של בדיקת מעשיוּת – ותיכף ומיד טמנה את התכניות במגרה בגלל מחסור בכסף. יידרש מאמץ משותף עם נאס”א או עם סוכנות החלל של יפן (JAXA), או שתיהן גם יחד, כדי להוציא את התכנית לפועל.

ידען עצמים קרובי ארץ

3 לתור אחר חיים חדשים

לפני ספוטניק, חשבו המדענים שמערכת השמש עשויה להיות גן עדן של ממש. ואז הגיעה ההתפכחות. התברר ששני אחיו של כדור הארץ הם גיהינום. אפילו מאדים נראה מת כשחלליות מרינר חשפו נוף ירחי מכוסה מכתשים וכשרכבי הנחיתה ויקינג 1 ו-2 לא הצליחו למצוא ולו מולקולה אורגנית אחת ויחידה. אבל לאחרונה הוכפלו הזירות שבהן מתקבל על הדעת קיום חיים. מאדים מעורר תקווה מחודשת. נראה שבירחים המקיפים את כוכבי לכת, בייחוד באירופה ובאֶנסֵלָדוּס, יש ימים תת קרקעיים רחבי ידיים והרבה חומרי גלם המתאימים לחיים. ייתכן שאפילו נוגה היה מכוסה פעם אוקיינוסים.

באשר למאדים, נאס”א נוקטת גישה של “לך בעקבות המים”, ובמקום לחפש חיים כשהם לעצמם, היא תרה אחר סימנים לסביבה אפשרית לקיומם בהווה או בעבר. משימתה האחרונה, פניקס, המריאה באוגוסט 2007 ועתידה לנחות לקראת אמצע 2008 באזור קוטבי שטרם נחקר. מדובר לא ברכב חלל נייד אלא ברכב נחיתה נייח בעל זרוע רובוטית המסוגלת לחפור לעומק של כמה סנטימטרים כדי לחקור את שכבות הקרח העליונות. הצעד הבא של הסוכנות הוא “מעבדת מדעי מאדים”(MSL) – רכב חלל בגודל מכונית ובעלות של 1.5 מיליארד דולר, ששיגורו מתוכנן בסוף 2009, והוא עתיד לנחות שנה לאחר מכן.

עם זאת, המדענים ירצו לשוב בהדרגה לחיפוש ישיר של יצורים חיים או של שרידיהם. סוכנות החלל האירופית מתכננת לשגר ב-2013 את רכב החלל ExoMars, שיהיה מצויד במעבדת כימיה הדומה לזו שהייתה לוויקינג, ובעוד מתקן חשוב: מערך קידוח המסוגל לחדור לעומק של שני מטרים, עמוק דיו כדי לעבור מבעד לשכבות פני הקרקע הרעילות ולהגיע למקומות שייתכן כי שרד בהם חומר אורגני.

למרבה הצער, נתיב המחקר לאחר מכן הולך ומיטשטש. המשימה היחידה שעומדת בראש סדר העדיפויות של רוב המדענים – לא רק לצורך חיפוש אחר חיים, אלא גם לשם חקר מערכת השמש באופן כללי – היא הבאת סלעים ואבק ממאדים לכדור הארץ, לשם ניתוח. אפילו מעט שבמעט יצעיד אותנו דרך ארוכה לקראת הסרת הלוט מעל ההיסטוריה של כוכב הלכת, כפי שעשו הדגימות של אפולו מן הירח. דאגות התקציב של נאס”א דחו את המשימה הדורשת מיליארדי דולרים רבים עד 2024 לכל המוקדם, אבל במהלך הקיץ התעורר מחדש ניצוץ של תקווה, כשהסוכנות החלה לשקול לשנות את מעבדתMSL כך שתוכל לאחסן דגימות במטרה לאספן בסופו של דבר.

לגבי הירח אירופה, המקיף את צדק, העדיפות הראשונה של המדענים היא חללית הקפה שתמדוד כיצד צורתו של הירח ושדה הכבידה שלו מגיבים לכוחות הגאות והשפל שמפעיל צדק. אם יש בתוך הירח אוקיינוס, יעלו פני השטח שלו וירדו בשיעור של 30 מטרים; ואם לא, אז רק במטר אחד. קריאות מגנטיות ומכ”ם חודר קרקע יוכלו גם הם לגשש אחר מימי האוקיינוס, ומצלמות ימפו את פני השטח כהכנה לנחיתות עתידיות שיגיעו בסופו של דבר ויכללו גם קדיחה.

עבור טיטאן, ההמשך הטבעי למשימת קסיני העומדת בעיצומה יהיה שיגור חללית הקפה ובנוסף לכך גם דגימת קרקע. האטמוספרה של טיטאן, הדומה לזו של כדור הארץ, פותחת אפשרות לטיסה בכדור פורח מלא ב”אוויר” חם, שיוכל לצלול מדי פעם ולגרוף סלעים ועפר. המטרה, לדברי ג'ונתן לונין מאוניברסיטת אריזונה, תהיה “לנתח את הרכיבים האורגנים של פני השטח כדי לראות אם יש מגמות שיטתיות המלמדות על ראשיתה של התארגנות עצמית, שזו הדרך שבה החלו החיים על כדור הארץ, לדעתם של רוב חוקרי מקור-החיים”.

בינואר 2007 החלה נאס”א סוף-סוף לבדוק ביסודיות את המשימות האלה. הסוכנות מתכננת לבחור בשנה הבאה בין אירופה ובין טיטאן, כך שבעוד כעשר שנים תוכל להגיע לאחד היעדים האלה חללית בעלות 2 מיליארד דולר. הגוף השמימי שלא ייבחר ייאלץ להמתין עוד עשר שנים.

בסופו של דבר, ייתכן שיתברר שהחיים על כדור הארץ הם ייחודיים למרות הכול. מאכזב, ללא ספק, אבל אין משמעות הדבר שכל המאמץ היה לשווא. “אני רואה באסטרו-ביולוגיה יותר מסתם חיפוש אחר חיים,” אומר ברוס ג'קוסקי, מנהל המרכז לאסטרו-ביולוגיה באוניברסיטת קולורדו. היא עוסקת גם בשאלה עד כמה מגוונים יכולים החיים להיות – או מה בולם את התגוונותם, מהם התנאים המקדימים להיווצרותם, וכיצד הולידה השממה את החיים לפני ארבעה מיליארד שנים על כוכב הלכת שלנו. המחקר הזה עוסק אפוא לא רק במציאת רעים בקוסמוס, אלא גם בתהייה על מקורותינו.

4 להסביר את היווצרות כוכבי הלכת

מקור כוכבי הלכת, ממש כמו מקור החיים, היה תהליך מורכב ורב שלבי. צדק היה הבכור שסלל את הדרך לכל השאר. האם הוא נבנה לאט-לאט, כמו כוכבי הלכת האחרים, או שמא לבש צורה בהינף כבידתי יחיד, כמו כוכב קטן? האם הוא נוצר רחוק יותר מן השמש ונע פנימה, כפי שמעידות הרמות הגבוהות מן הרגיל של יסודות כבדים המצויות בו – ואם כן, הייתכן שהוא הדף גופים שמימיים קטנים יותר וסילקם מדרכו? ג'ונו (Juno), החללית שנאס”א מתעתדת לשגר ב-2011 כדי שתקיף את כוכב הלכת הענק ואת ירחיו, עשויה לספק כמה תשובות.

מי שמתעניין בהיווצרות של כוכבי לכת ירצה גם לעקוב אחר המשימה “אבק כוכבים” (Stardust), שהביאה בשנה שעברה דגימות מענן האבק (ה”קומה”) המקיף את הגרעין המוצק של שביט. “רק גירדנו את פני השטח,” אומר ראש צוות סטארדסט, דונלד בראונלי מאוניברסיטת וושינגטון. “סטארדסט הראתה ששביטים הם אספנים מעולים של חומרים מרחבי הערפילית הסולרית של מערכת השמש הקדומה. חומרים אלו נארזו בקרח ואוחסנו עד בואו של עידן מערכת השמש. סטארדסט גילתה דברים מופלאים ממערכת השמש הפנימית, ממקורות חוץ סולריים ואולי אפילו מעצמים דמויי פלוטו שהתפוצצו, אבל הדגימה מוגבלת.” הסוכנות היפנית JAXA מתכננת דגימה ישירה של גרעין שביט ממש.

הירח שלנו הוא עוד מקום לעריכת מחקר קוסמו-ארכאולוגי. כבר זמן רב שהירח הוא אבן הרוזטה של הבנת ההיסטוריה של התנגשויות במערכת השמש המוקדמת. הדבר נעשה על ידי קישור בין הגילים היחסיים שהוסקו מתוך ספירת המכתשים לבין התיארוך המוחלט שסיפקו הדגימות ממשימות אפולו האמריקניות ומשימות לונה הרוסיות. עם זאת, החלליות של שנות ה-60 נחתו בטווח מצומצם של שטחים. הם לא הגיעו לאגן אייטקן, מכתש שגודלו כגודל יבשת על הצד המרוחק, וגילו עשוי להעיד על הזמן שבו הסתיימה באמת היווצרות הירח. נאס”א שוקלת כעת לשלוח רובוט שיביא משם דגימה. עלות מבצע כזה יכולה להגיע לחצי מיליארד דולר.

אחד הדברים המשונים במערכת השמש הוא, שחגורת האסטרואידים העיקרית נוצרה כנראה לפני מאדים, שבתורו נוצר לפני כדור הארץ – מה שמעיד על כך שגל היווצרות כוכבי הלכת, שייתכן שהתעורר בגלל כוכב הלכת צדק, שטף לכיוון פנים. אבל האם נוגה מתאים לדפוס ההתקדמות הזה? “אין שום מידע,” אומר המומחה להיווצרות כוכבי לכת, דאג לין מאוניברסיטת קליפורניה שבסנטה קרוז. “פשוט אין שום מידע.” נוגה, על ענניו החומציים, הלחצים האדירים השוררים עליו, הדומים לאלה שבקרקעית האוקיינוס, וטמפרטורות הכבשן השוררות בו, הוא לא בדיוק סביבה ידידותית לחלליות. צוות של NRC מ-2002 המליץ לשלוח כדור פורח, שישהה על הקרקע רק לזמן קצר שיספיק כדי לאסוף דגימות ואז ישוב לרום קר יותר כדי לנתחן או להעבירן הלאה לכדור הארץ. ברית המועצות שלחה כדורים פורחים לנוגה באמצע שנות ה-80, וסוכנות החלל הרוסית – שאלמלא משימה זו הייתה פוסקת להתקיים ככל שזה נוגע למחקר פלנטרי – מתכננת כעת לשלוח נחתת חדשה.

יש חפיפה לא מעטה בין מחקרים על מקור כוכבי הלכת לבין מחקרים על מקור החיים. ג'קוסקי מנסח זאת כך: “נוגה שוכן על הגבול הפנימי של האזור הניתן ליישוב. מאדים על גבולו החיצוני. כדור הארץ שוכן באמצע. והבנת ההבדלים בין כוכבי הלכת האלה היא סוגיה מרכזית בשאלת החיים מעבר למערכת השמש.”

ידען כוכב נולד (המתייחס גם להולדתן של מערכות שמש)
ידען כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש

5 היחלצות ממערכת השמש

לפני שנתיים עברה על החלליות המהוללות של מבצע וויאג'ר חרדת מימון. נאס”א, נואשת לכסף, אמרה שייתכן שהיא תיאלץ להפסיק את פעולתן. הדבר לא קרה לבסוף בזכות המחאה הציבורית שהתעוררה. שום חפץ שנגעו בו אי פעם ידי אדם לא הרחיק נדוד יותר מוויאג'ר 1: נכון לעכשיו – יותר מ-103 יחידות אסטרונומיות (AU) – כלומר, 103 פעמים המרחק מכדור הארץ לשמש – וכל שנה היא צוברת עוד 3.6 יחידות נוספות. ב-2002 או 2004 (יש מחלוקת בין המדענים) היא נכנסה לגבול החיצוני הרב-שכבתי אפוף המסתורין של מערכת השמש, שם חלקיקים סולריים היוצאים החוצה וגזים בין-כוכביים הזורמים פנימה מתנגשים ראש בראש.

אבל וויאג'ר תוכננה לחקור את כוכבי הלכת החיצוניים, לא את החלל הבין-כוכבי, וסוללות הפלוטוניום שלה אוזלות והולכות. זה מכבר הרהרה נאס”א באפשרות לשלח חללית ייעודית, ובדוח של NRC על פיזיקה סולרית נטען ב-2004 כי הסוכנות צריכה להתחיל בעבודה לקראת הגשמת המטרה.

ספינת החלל הזאת אמורה למדוד את שיעור החומצות האמיניות בין החלקיקים הבין-כוכביים כדי לראות כמה מן החומרים האורגניים של מערכת השמש הגיעו מבחוץ; לחפש חלקיקי אנטי-חומר שייתכן שמקורם בחורים שחורים זעירים או בחומר האפל; להבין כיצד מסנן הגבול חומרים וקרניים קוסמיות, שעשויים להשפיע על אקלים כדור הארץ; ולגלות אם בחלל הבין-כוכבי הסמוך יש שדה מגנטי, שעשוי למלא תפקיד מכריע בהיווצרות כוכבים. החללית תמלא תפקיד של טלסקופ חלל זעיר, ותערוך תצפיות קוסמולוגיות שלא ייחסמו על ידי האבק של מערכת השמש. היא עשויה לחקור את התופעה המכונה אנומליית פיוניר – כוח בלתי מוסבר שפועל על שתי ספינות חלל מרוחקות אחרות, פיוניר 10 ופיוניר 11- ויאתר במדויק היכן כבידת השמש ממקדת קרני אור רחוקות בחדות, כמבחן לתורת היחסות הכללית של איינשטיין. לצורך מדידה טובה, יוכלו המדענים לכוון את החללית לכוכב סמוך כגון אפסילון ארידני, על אף שיידרשו עשרות אלפי שנים להגיע אליו.

כדי להביא את החללית למרחק של מאות יחידות אסטרונומיות בימי חייו של חוקר (ושל מקור הכוח מפלוטוניום שלה) יהיה צורך להאיץ אותה למהירות של 15 AU בשנה. בסופו של דבר, עומדות שלוש אפשרויות: גדולה המונעת באמצעות מנוע יוני שמקור הכוח שלו הוא כור גרעיני, בינונית בעלת מנוע יוני שמקור הכוח שלו הוא גנרטורים של פלוטונים, וגדולה המונעת באמצעות מפרש סולרי.

פרטי החללית הגדולה ( 36,000 ק”ג ) והבינונית ( 1,000 ק”ג ) עובדו ב-2005 על ידי צוותים שבראשם עמדו, בהתאמה, תומס צורבוכן מאוניברסיטת מישיגן באן ארבור וראלף מקנאט מן המעבדה לפיזיקה יישומית של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס. סביר ביותר שהאפשרות הקטנה היא שתטוס בסופו של דבר. תכנית Cosmic Vision של ESA שוקלת כעת הצעה מצוות בין-לאומי של מדענים שבראשו עומד רוברט וימר-שווינגרובר מאוניברסיטת קיל שבגרמניה. גם נאס”א עשויה להצטרף.

מפרש סולרי ברוחב 200 מטרים יכול לשאת ספינת חלל במשקל 500 ק”ג. אחרי השיגור מכדור הארץ, ייסחף המפרש קודם כול לכיוון השמש, מתקרב ככל שיעז – ממש לתוך מסלולו של כוכב חמה – ואז יושלך החוצה על ידי אור השמש העז. כמו גלשן רוח, היגוי ספינת החלל יתבצע על ידי הישענות על צד זה או אחר. ממש לפני שתעבור את מסלולו של צדק, היא תפרוק מעליה את המפרש ותפליג הלאה. כדי להתכונן למשימה זו, צריכים המהנדסים לתכנן מפרש שמשקלו קטן דיו ולבחון את תפקודו במשימה פחות שאפתנית.

“משימה כזו, אם בהנהגת ESA ואם בהנהגת נאס”א, היא הצעד ההגיוני הבא במחקר החלל שלנו,” אומר וימר-שווינגרובר. “ככלות הכול, החלל מציע יותר ממחקר של שכונתנו המאוד-מאוד קרובה.” תווית המחיר המוערכת למשימה כזו היא 2 מיליארד דולר, ובכלל זה הוצאות תפעול של 30 שנה. מחקר כוכבי הלכת החיצוניים סייע לבני האדם להבין כיצד משתלב כדור הארץ בתבנית גדולה יותר, ומחקר של המעגל הבין-כוכבי ירים את אותה תרומה עבור מערכת השמש בכללותה.

אסטרואידים מאיימים

רוצחי דינוזאורים, שקוטרם 10 קילומטרים, פוגעים בכדור הארץ כל 100 מיליון שנים בממוצע. אסטרואידים זורעי הרס גלובלי, שגודלם קילומטר ויותר, מגיעים בערך פעם בחצי מיליון שנה. משמידי ערים, שאורכם 50 מטרים, מכים אולי פעם באלף שנים.

פרויקט הסריקה “משמר החלל” גילה קצת יותר מ-700 גופים שגודלם קילומטר, ואף אחד מהם אינו מעמיד איום במאות השנים הקרובות. קצב הגילוי יורד, מה שמראה שהסריקה גילתה כ- 75% מן הסך הכולל.

הסיכוי שבין 25% הנותרים יש גוף שיפגע בנו הוא אמנם סיכוי קטן, אבל ההשלכות של מאורע כזה יהיו כבירות. מבחינה סטטיסטית מחיר הדמים של הסיכון מסתכם ב-1,000 הרוגים לשנה בממוצע. אסטרואידים קטנים יותר יהרגו כ-100 אנשים לשנה בממוצע.

תכנית פעולה

• הרחבת החיפוש אחר אסטרואידים כך שיכלול גופים קטנים יותר, אולי על ידי שימוש בטלסקופ חלל ייעודי באינפרה-אדום
• ניסוי כלים להסטת אסטרואיד ממסלולו באופן מבוקר
• פיתוח מערכת רשמית להערכת איומים פוטנציאליים

הדבר הנכון?

המדענים אינם תמימי דעים באשר לטיסות חלל מאוישות. יש הסבורים כי הן אינן משתלבות עם מטרות מדעיות, ואף מזיקות להן. אחרים סבורים כי לא זו בלבד שהמטרות משתלבות זו בזו, אלא שהן בעצם אותו הדבר: לגביהם, סקרנות מדעית ומסעות לשם ההרפתקה בלבד הם שני צדדים של אותו מטבע, הדחף לחקור. אחרים סבורים שבני האדם ירצו בסופו של דבר לעזוב את כדור הארץ, מתוך תשוקה או מתוך ייאוש, אפילו אם עדיין לא הגיע הזמן לכך.

יהיו השקפותיהם של החוקרים מה שיהיו, כולם מסכימים על כמה קווי יסוד. ראשית, על אף שאסטרונאוטים יכולים לערוך מחקר מדעי יעיל בחלל ועל הירח ומאדים, המחיר של שליחת אנשים עולה בהרבה על הרווח למדע. דבר זה עשוי להשתנות בעתיד, כשרובוטים ימצו את יכולותיהם, אבל לפי שעה יש להחליט בעניין תכנית מאוישת על פי יתרונותיה האחרים; תכנית כזו אינה בראש ובראשונה פרויקט מדעי. מנהל נאס”א, מייקל גריפין, אמר בפירוש שיוזמת מאדים או יוזמת הירח אינה קשורה למדע, על אף שגם המדע יוצא נשכר מכך.

שנית, סוכנות החלל צריכה לכבד את חומת האש שבין משימות רובוטיות לבין משימות מאוישות, מפני שהמטרות של שני האגפים האלה בתכנית החלל מובחנות לגמרי זה מזו, לעת עתה. שלישית, גם ליוזמות ממשלתיות וגם לשוק הטיסות הפרטי יש מה לתרום. לאחר פרישת מעבורת החלל, ואחריה – תחנת החלל הבין-לאומית, המסלול שסביב כדור הארץ יעבור לאט-לאט לידיים פרטיות. נאס”א וסוכנויות חלל אחרות יוכלו להישאר אפוא בחוד החנית.

לבסוף, אם אכן אומות העולם ישלחו אסטרונאוטים לחלל, הן צריכות לכל הפחות לתת לנוסעים לבצע משהו בעל ערך ומעורר השראה. עבור רוב החוקרים – תחנת החלל, לפחות בצורתה כיום, אינה נחשבת. מאדים נחשב. הירח עדיין נתון במחלוקת חריפה.

טוחנים מספרים

• תקציב נאס”א הוא 16.8 מיליארד דולר לשנה, כ-0.6% מן התקציב הפדרלי הכללי. שלוש חמישיות ממנו מיועדות לטיסות חלל מאוישות, שליש למדע (חלליות לכוכבי הלכת וטלסקופים בחלל שמטרתם לתור את היקום הרחב יותר) והשאר לאווירונאוטיקה.
• הסוכנות צופה שהניסיון הבא להגיע לירח יעלה כ-100 מיליארד דולר במהלך העשור הקרוב. תכנית אפולו עלתה בערך אותו דבר.
• הכסף מגיע מעזיבה הדרגתית של תחנת החלל ושל המעבורת. הנשיא ג'ורג' וו' בוש נסוג מהבטחתו המקורית, לתת עוד כמה מיליארדים, כך שתכנית החלל נאלצה לעבור קיצוץ של 20%. משימות רבות בוטלו או נדחו.
• מנהל נאס”א מייקל גריפין מעריך, שאם תקציב הסוכנות יישאר צמוד לאינפלציה, אסטרונאוטים יוכלו לנחות על מאדים בסוף שנות ה-30 של המאה ה-21.

ועוד בנושא

מיקומן הנוכחי של חלליות וויאג'ר ופיוניר

דוח נאס”א על איום האסטרואידים

ביקורת

דוחות מועצת המחקר הלאומית האמריקנית:

Life on Mars
Earth Sciences
Science Budget
Solar Physics
Solar System