החללית ונוס אקספרס – סיכום ביניים

למעלה משנתיים מקיפה החללית ונוס אקספרס את נוגה וחקרה את הרכב האטמוספירה, העננים ועוד. סיכום הממצאים עד כה

החללית ונוס אקספרס. איור - סוכנות החלל האירופית
החללית ונוס אקספרס. איור - סוכנות החלל האירופית

מבוא

ב-5.11.2005 שיגרה סוכנות החלל האירופית חללית לכוכב הלכת נוגה. היתה זו הפעם הרביעית (לאחר ההויגנס שנחתה על טיטן,המרס אקספרס שהוכנסה למסלול סביב המאדים והבייגל 2 שניסתה לנחות עליו) במסגרת פעילותה של אירופה בחלל בה משוגרת חללית לעבר כוכב לכת במערכת השמש. חללית זו מבוססת בעיקרה על ציוד ומכשור שפותחו עבור חללית המאדים שלה מרס אקספרס והיא נשענת על צוותי העבודה ששימשו לפיתוח חללית המאדים, כל זאת מתוך מטרה לחסוך בעלויות. שיתוף פעולה בינלאומי זה כלל גם את רוסיה מאחר ולאירופה אין משגרים רבי עוצמה לשיגור חלליות המיועדות לכוכבי לכת. לאחר מסע של 153 ימים הגיעה החללית ליעדה ב- 11.4.2006. היא נכנסה למסלול סביב כוכב הלכת ולאחר סידרה של תמרונים יוצבה במסלול שנקודות הקיצון שלו הם 250-400 ק"מ ו-65,000 ק"מ. מסלול אליפטי ביותר המאפשר בחלקים המרוחקים סקירות רחבות מאוד של האטמוספירה של הנוגה.הקפה אחת נמשכת 24 שעות.

מכשירי החללית

בחללית 7 מכשירי מחקר והם:

  1. מנתח פלסמת חלל ואטומים אנרגטיים – ASPERA

    Analyzer of Space and Energetic Atoms
    מכשיר זה נועד לבדוק את האינטראקציה שבין רוח השמש לבין האטמוספירה של הכוכב על ידי מדידת שטף החלקיקים מהאטמוספירה של נוגה וכן חלקיקים מרוח השמש.בנוסף לכך בוחנים איך מולקולות ויונים בורחות מהאטמוספירה.

  2. מגנטומטר – MAG

    Venus Express Magnetometer
    לנוגה אין שדה מגנטי משלו בכלל. השדה המקיף אותו הוא תוצר לאינטראקציה בין רוח השמש והאטמוספירה. המגנטומטר בוחן תהליך זה ומאפשר הבנה טובה יותר של השפעותיו על האטמוספירה כמו בריחת היונים מהאטמוספירה.

  3. ספקטרומטר פוריה פלנטרי – PFS

    Planetary Fourier Spectrometer
    מכשיר זה מודד את הטמפרטורות בגבהים שבין 55-100 ק"מ ברזולוציות גבוהות מאוד. הוא מודד את הרכב האטמוספירה וגם טמפרטורות הקרקע, מה שמאפשר לחפש מקורות געשיים.

  4. ספקטרומטר אטמוספרי באולטרה סגול ובאינפרה אדום

    SPICAV/SOIR and Infrared Atmospheric Spectrometer
    מכשיר זה מנתח את האטמוספירה.הוא מנסה למצוא כמויות קטנות של אדי מים אשר מעריכים כי נמצאים באטמטספירה.המכשיר מחפש תרכובות גופרתיות ומולקולות חמצן ויקבע את הצפיפות והטמפרטורה של האטמוספירה בגבהים שבין 80-100 ק"מ.

  5. ניסוי במדעי הרדיו – VeRa

    Venus Radio Science Experiment
    המכשיר מנתח את הקשר רב העוצמה שבין החללית לכדור הארץ כדי לחקור את התנאים הנפוצים באטמוספירה.החוקרים מנצלים זאת כדי לחקור את הצפיפות, הטמפרטורה והלחץ האטמוספרי בגבהים שבין 35-40 ק"מ עד לגובה 100 ק"מ מהקרקע. נבחנים גם הקשיות, התכונות החשמליות של הקרקע והתנאים של רוח השמש בחלק הפנימי של מערכת השמש.

  6. מיפוי ספקטרוסקופי באולטרה סגול, אור נראה ואינפרה אדום VIRTIS

    Ultraviolet/Visible/Near-Infrared mapping Spectrometer
    מכשיר זה מאפשר לבחון את ההרכב של האטמוספירה מהקרקע עד לגובה של 40 ק"מ. הוא עוקב אחר עננים באולטרה סגול ובאינפרה אדום ובוחן את הדינמיקה של האטמוספירה בגבהים שונים.

  7. מצלמת ניטור VMC

    Venus Monitoring Camera
    מצלמה רחבת זווית ורב ערוצית היכולה לצלם את הכוכב באינפרה אדום הקרוב,באולטרה סגול ובאור הנראה.המצלמה יכולה לבצע צילומים גלובליים, למדוד את הדינמיקה של העננים ולצלם את הקרקע.היא עוזרת גם בזיהוי תופעות הנראות במכשירים אחרים.

כדי להגיע לניצולת מירבית של הציוד הנמצא על החללית ננקטו שני אמצעים משמעותיים שהם בבחינת ציון דרך בחקירתם של כוכבי לכת. אמצעי אחד הוא שימוש מושכל במסלולה של החללית סביב הנוגה ואמצעי שני הוא ניצול מעברה של חללית המסנג'ר האמריקאית בקרבת הכוכב בדרכה למרקורי.

אחת התופעות המעניינות ביותר באטמטספירה של הנוגה היא מערבולת דו-עינית הממוקמת מעל הקוטב הדרומי באופן קבוע.מתוך מטרה לתת הסבר לתופעה זו, האחראים על מכשיר ה- VIRTIS החליטו להתחיל את מסע המחקר מעל הקוטב הדרומי ( 1 ). התצפית מתמקדת בתחילה על המטרה תוך ניצול יתרונה של נקודת האפיגאה.נקודה זו מאפשרת למכשיר להתמקד בנשוא התצפית לאורך זמן בתוך מסגרת שדה הראיה. ממרחק זה ניתן לעשות שימוש מיטבי ביכולת הספקטרלית הרב ערוצית של מכשיר ה- VIRTIS.

שימוש בארך גל 3 מיקרון בטווח התרמי האינפרה אדום מאפשר תצפית בו זמנית גם בצד היום וגם בצד הלילה של הכוכב וצפייה לעומקים שונים של האטמוספירה.התוצאה, יכולת לבנות מודל תלת-מימדי של האטמוספירה. כך למשל שילוב בין אורכי גל של 3.8 ו-1.7 מיקרון מאפשר לצפות על פסגת העננים בגובה 65 ק"מ. גל ה- 1.7 מיקרון מאפשר תצפית על חלק האטמוספירה שמתחת לעננים בצד הלילה.ניתן לצפות בבירור בשינויים המורפולוגיים של המערבולת לאורך 8 שעות תצפית רציפות ולהשוות עם תצפית שלאחר מכן.הצלבת המידע מתצפיות רבות תוך שילובן במודלים ממוחשבים של דינמיקת נוזלים מאפשרת בנית מודל אטמוספרי ועדכני של הנוגה. משעה שהחללית סיימה את תוכנית העבודה המקורית בקיץ 2007 היא החלה בתוכנית עבודה שהוכנה לפני הגעתה לתאריך סיום התוכנית. הוחל בסדרת תמרונים שהורידה את הפריגאה ל- 185-300 ק"מ.המטרה לצפות באזורים שלא היו כלולים בתוכנית האב.

אמצעי נוסף בו השתמשו החוקרים הוא ניצול הזדמנות נדירה שנקרתה בידיהם, שימוש במדידות של חללית נוספת. הכוונה היא לחללית המסנג'ר האמריקאית אשר השתמשה בכוח המשיכה של נוגה כדי להגיע למרקורי. חללית המסנג'ר ביצעה טיסת מעבר זאת ב- 5.6.2007. בזמן המעבר מרחקה של המסנג'ר מהנוגה היה 338 ק"מ בצד הנגדי לזה של הוונוס אקספרס. המסנג'ר היתה בצד הלילה שלו ומיקומה ביחס לקרקע בנקודה זו היה E°165- S°12.25.הוונוס אקספרס היתה אז מעבר לקו האופק כמעט מעל הקוטב הדרומי במרחק 35,000 ק"מ מהכוכב.שתי החלליות צפו בנוגה בו זמנית (2 ). אחת הדוגמאות המאלפות לתצפית מסוג זה היא ניצול מידע קודם שהיה בידי החוקרים מטיסות קודמות ומתצפיות ארציות. בהינתן מהירותן של רוחות מקומיות התלויות בגובהן מעל הקרקע ובקו הרוחב אפשר לעקוב אחר קבוצת עננים נתונה בכל נקודת זמן שהיא. החוקרים בחרו ענן שנע מערבה בקצב של ° 90 (מעלות אורך) כל יום, אשר ניתן היה לצפייה על ידי הוונוס אקספרס ואשר עתיד להראות גם על ידי המסנג'ר 12 שעות מאוחר יותר בהמצאה במרחק המינימלי שלה מהנוגה. ענן זה ניתן היה לצפייה חוזרת על ידי חללית הוונוס אקספרס 12 שעות לאחר לאחר שהמסנג'ר חלפה,הפעם בצד הלילי של הכוכב.כלומר ניתנה בידי החוקרים אפשרות לעקוב אחר ענן מסוים במשך 24 שעות. מהלך זה אפשר לוונוס אקספרס לצפות בענן הנמצא 40-45 ק"מ מהקרקע ולמסנג'ר לצפות בו בהימצאו במרחק 50-75 ק"מ מעל הקרקע.סך הכל המסנג'ר שידרה מהנוגה 630 תצלומים.

האטמוספירה

על סמך ממצאים של חלליות קודמות שמדדו את הכוכב נבנה מודל על פיו כוכב לכת זה בדומה לכדור הארץ, עם היווצרותו היתה בו כמות מים גדולה.בשל קירבתו לשמש הוא קלט וקולט מהשמש כמות חום הגדולה פי 2 מזו המגיעה לכדור הארץ, חום זה שהוא שהביא להתאדות המים ואדי מים מטבעם הם גז חממה הלוכד חום (3 ). תהליך האידוי מואץ עד למצב בו כל המים הופכים לאטמוספירה סמיכה של אדי מים ואלה מפורקים למרכיביהם על ידי הקרינה האולטרה סגולה הבאה מהשמש לחמצן ולמימן.ריאקציות כימיות עם מינרלים בסלעים הופכים את החמצן ל- CO2 והמימן בורח לחלל.המדידות שנעשו על ידי הוונוס אקספרס מאששות מודל זה. השוואת המימן השאריתי עם דיאוטריום (איזוטופ של מימן ) הראתה שקצב בריחתו של זה מהכוכב איטית יותר.התברר שיחס המימן /דיאוטריום גדול פי 150 מזה שעל כדור הארץ.ממצא זה תואם למדידות מתצפיות קודמות.מה שהפתיע הוא שריכוז הדיאוטריום באטמוספירה העליונה גבוה פי 2.5 מזה של הקרקע.

הקרינה האולטרה סגולית מפרקת גם את מולקולות ה- CO2 באטמוספירה העליונה לחמצן ול- CO. הוונוס אקספרס צפתה בזהירה (airglow ) של 2O באטמוספירה העליונה ובנוכחות של CO בפסגת העננים.זהירת החמצן המולקולרי התגלתה בצד הלילי של הכוכב. זהירה זו נצפתה בתצפיות ארציות ומחלליות קודמות שהגיעו לנוגה.הזהירה מתרחשת כאשר אטומי החמצן מתחברים זה לזה ויוצרים מולקולה של 2O הפולטת אור. ההנחה המקובלת היא שבגובה רב בצד המואר,השטף החזק של הקרינה האולטרה סגולה הבאה מהשמש שובר את מולקולות ה- CO2 ומשחרר את אטומי החמצן המועברים על ידי תנועת האטמוספירה לעבר צד הלילה. כאן אטומים אלה יורדים לשכבות נמוכות יותר של האטמוספירה, מקום בו הם מתחברים בחזרה ויוצרים את ה-2O.בתהליך זה הם משחררים אור באורך גל המאפשר להבחין בו מחלליות המקיפות אותו ומכדור הארץ. לסוג זה של תצפיות חשיבות רבה ביותר.אפשר להשתמש בתפוצה ובזהירה של ענני ה- CO2 כדי להבין טוב יותר טוב איך השכבות התחתונות של האטמוספירה נעות ומתנהגות. ניתן לעקוב אחר הכימיה של האטמוספירה.חישוב מהירות התחברות האטומים למולקולות יאפשר בעתיד להבין מנגנונים התומכים בהתחברות זו וללמוד מכך על התחברות של מרכיבים כימיים אחרים באטמוספירה.בנוסף לכך, תצפית זו תאפשר הבנה טובה יותר של חילופים אנרגטיים בין המזוספירה (האטמוספירה האמצעית בגבול העליון בו נמצאת הזהירה עם התרמוספירה) לבין שכבה גבוהה יותר המושפעת בצורה ישירה מהשמש.

מתחת לגובה של 70 ק"מ מוצאים באטמוספירה כמויות קטנות של אדי מים ו- SO2 גזי.אלה קבורים בדרך כלל בשכבת העננים החוסמת צפייה בכוכב באור הנראה. באם מולקולות אלה מורמות מעט מעל לפסגת העננים הן נחשפות לקרינה האולטרה סגולה של השמש המפרקת גם אותן והתנהגותן היא ריאקטיביות יותר. חלקים אלה מתחברים מחדש תוך יצירת אובך ( 4 ). אובך זה לא ניתן לצפייה באור הנראה,אלא באולטרה סגול.בתצפית שנעשתה ביולי 2007 נראתה בקוטב הדרומי התפתחות של אובך בהיר.במשך מספר ימים אובך זה נעשה בהיר יותר ולאחר מכן התעמעם, נע לכיוון קווי רוחב משווניים ובחזרה לעבר הקוטב.כפי שהוא מופיע במהירות כך הוא נעלם במהירות. במהלכן של אפיזודות אלה, הבהירות בקווי הרוחב הדרומיים מתעצמת במהירות ב-1/3 ונעלמת גם כן במהירות.כל זאת במהלך התגבשותם של חלקיקי החומצה הגופרתית. שאלה מתבקשת היא מהו מקור ה- SO2 ? בהסתמך על הידוע מכדור הארץ,הועלתה השערה שגם על הנוגה מקורו של גז זה בפעילות געשית.יכול להיות שלפני 10 מליון שנים היתה על פני הכוכב פעילות געשית מסיבית וכי הגז במקום לשקוע לקרקע וליצור איתו ריאקציות כימיות שונות,כמו על כדור הארץ, נשאר באוויר וכי לוקח לו זמן רב להגיע לקרקע.

החללית גילתה לראשונה באטמוספירה מולקולות של הידרוכסילים ( OH ). מולקולות אלה התגלו באטמוספירה העליונה 100 ק"מ מעל הקרקע (5 ). על כדור הארץ מולקולות אלה מטהרות את האטמוספירה מזיהומים ועל המאדים מייצבות כנראה את ה- CO2 בכך שהן מונעות ממנו מלהפוך ל- CO. יכול להיות שהן הופכות את אדמת המאדים סטריליות לחיים מיקרוביאליים.כמות ההידרוכסילים באטמוספירה של הנוגה משתנה במהירות בהיקפים של 50% בטווחי זמן קצרים. שינויים אלה נצפו במרווחי זמן של הקפת חללית את הנוגה. יכול להיות שהסיבה לכך היא שינויים בכמות האוזון באטמוספירה. האוזון הוא סופג חזק של קרינה אולטרה סגולית מהשמש.

מבנה האטמוספירה-גילויים חדשים

מזה שנים ידוע שבאטמוספירת הנוגה עננים רבים וכי האטמוספירה עצמה דינמית מאוד. הוונוס אקספרס הוסיפה נדבך נוסף באשר למבנה האטמוספירה. וזאת בזכות גילויים חדשים.לכוכב שכבה עבה של ענני חומצה גופרתית הממוקמת בגובה 40-60 ק"מ מעל הקרקע. מעליה נמצאת המזוספירה המתוחמת בגבהים שבין 60-100 ק"מ ומשמשת כאזור מעבר בין רוחות שמהירותן נמוכה לבין רוחות שמהירותן גבוהה (6). בגובה שבין 90-120 ק"מ התגלתה שכבת אוויר חמה בצד הלילה. בגובה זה בדרך כלל קר.הטמפרטורות כה נמוכות עד כי החוקרים נתנו למקום את השם Cryosphere. הטמפרטורות שנמדדו הראו כי בגובה 100 ק"מ הטמפרטורות נעות בין C° 70- C° 30. בגובה זה מוצאים אובך קל העשוי מחלקיקים של חומצה גופרתית ומים.אזור זה משתנה במהירות ולעיתים הוא נראה בהיר.מכשיריה של החללית מדדו את כמות האור הנספגת באטמוספירה באורכי גל שונים מה שאפשר זיהוי כימיקלים וטמפרטורות בשכבות האטמוספירה השונות. התברר שבאטמוספירה מתרחש תהליך של היפוך חום ( thermal inversion ). בצד הלילה. התחממות האטמוספירה בצד הלילה מתרחשת כאשר גושים של גז שוקעים לתוך האטמוספירה הצפופה.העלייה בלחץ האוויר "סוחטת את הכיסים" ומעלה את הטמפרטורה.

בקווי רוחב גבוהים סמוך לקוטב הדרומי נמצאת רצועה כהה וקרה ( cold collar ) ומה שמאפיין אותה הוא שהטמפרטורה של העננים בה נמוכה יותר מאשר הטמפרטורה מסביב לה. מבנה דומה מוצאים גם בקוטב הצפוני (7 ).

מערבולות בקטבים

לנוגה שתי מערבולות דמויות הוריקן בקטבים.ההוריקן של הקוטב הדרומי התגלה ב-1974 על ידי מרינר 10 והתברר שקוטרו 2000 ק"מ ובמרכזו נצפתה עין הדומה לזאת הנמצאת בהוריקנים ארציים.תופעה דומה התגלתה בקוטב הצפוני ב-1979 על יד פיוניר ונוס. ונוס אקספרס גילתה דברים חדשים לגבי המערבולת הדרומית. התברר שלמערבולת שתי עיניים במרכזה והשם שהיא קיבלה הוא Polar Dipole. כפילות עיניים זו לא נמצאת במערבולת שמעל הקוטב הצפוני. גילויה של תופעה זו עורר שתי שאלות.שאלה אחת היא מאין צצות שתי עיניים והשניה למה אין מוצאים כדוגמתה גם במערבולת הצפונית?

זה זמן רב ידוע שעל הנוגה נושבות רוחות חזקות מאוד. הן מקיפות את הכוכב תוך 4 ימים בכיוון מערב. רוחות אלה מוגדרות כ- super rotation winds. תנועה זו נעשית במקביל לשחלוף ( recycling ) האוויר באטמוספירה.יכול להיות שלרוחות אלה השפעה על היווצרות המערבולות מעל לקטבים.גילויה של תופעה זו הביא לגילויה של תופעה נוספת,רצועת אוויר קרה מסביב למערבולת. יכול להיות שהיא תוצר לתנועת אוויר כלפי מעלה (8 ). המערבולת הדרומית נעה נגד כיוון השעון והצפונית נעה עם כיוון השעון. התברר גם שהמערבולת הדרומית משנה במהירות את צורתה בטווחי זמן של שעות.ביוני 2006 המערבולת דמתה לשעון חול,בדומה למערבולת שנצפתה בקוטב הצפוני על ידי הפיוניר ונוס. יום קודם לכן ב- 26.2.07 העין הכפולה נראתה במרכז המערבולת דומה למה שנראה קודם. בתצפית ב- 25.2 המערבולת היא כמעט מעגלית. בתצפיות אחרות מרכז המערבולת הוא אליפטי.מצרף של התמונות בסרט וידיאו מלמד מה שהוא על אופייה של המערבולת. היא מאוד מורכבת,גזים שונים בתוכה נעים בכיוונים ובגבהים שונים.הדינמיקה עצמה מזכירה מערבולות ארציות לרבות אלה שנצפו במרכזיהם של הוריקנים.על פי אחד ההסברים גזים אטמוספריים המחוממים על ידי השמש בקו המשווה מתרוממים כלפי מעלה ומשם נעים לעבר הקטבים. הם מתכווצים ושוקעים עם תנועתם כלפי הקטבים ומוסטים הצידה בשל תנועתו הצירית. תצפית באינפרה אדום הראתה שמרכז המערבולת בהיר מאוד,מה שמעיד על כך שגזים אטמוספריים רבים נעים למטה, יוצרים שקע בפסגת העננים והופכים את האזור כולו לחם יותר (9 ).

חוקרים רבים חושבים שהמערבולת כפולת העין נוצרה כאשר אוויר חם באזורים המשווניים עולה לתוך האטמוספירה ונע קדימה תוך כדי ירידה לכיוון הקוטב. כאן הוא מתחיל להתקרר ולנוע בתנועות ספירליות וכך יוצר את המערבולת. המערבולת מניעה בעוצמה את הדינמיקה של העננים בכל הגבהים.יש לה תפקיד חשוב באיזון האטמוספירה. הוונוס אקספרס גילתה פרטים חדשים בנוגע לאזור מערבולתי הנקרא אזור ה-
Sub-solar (הזניט). הנמצא בצד היום ומשתנה במהירות עם תנועתו הצירית של הכוכב. במקום זה הנוגה מקבל את מירב החום מהשמש. מקום זה הוא חשוב ביותר עבור הדינמיקה של האטמוספירה ( 10).

כושר החדירה התצפיתי של החללית בקוטב הדרומי הוא עד לגובה של 45-50 ק"מ.שקלול כל הממצאים לרבות נתון זה מעלה את האפשרות שהמערבולת לא יכולה להגיע לאטמוספירה הנמוכה בשל צפיפותה הגבוהה לרבות קרקע הכוכב.

עננים ואובך

ענני נוגה כפי שצולמו מהחללית ונוס אקספרס
ענני נוגה כפי שצולמו מהחללית ונוס אקספרס

צילומי הנוגה באור הנראה מראים בבירור כי הוא מכוסה במעטה סמיך של עננים, מה שלא מאפשר תצפית באורכי גל אלה על קרקע הכוכב וכי לכאורה שכבת העננים היא כמעט סטטית.מעבר לתצפית באולטרה סגול משנה את התמונה לחלוטין. מתברר ששכבת העננים מורכבת מאוד, דינמית באופייה והאטמוספירה בחלקים גדולים שלה סוערת ביותר.נצפה מערך רצפים של דפוסי "גלים" מחזוריים שנוצרו כתוצאה משינויי חום ולחץ מקומיים בשל כוחות גיאות הפועלים על הכוכב שגם בהם הבחינו בתצפיות אלה.

בפסגת העננים נראו כתמים שהוגדרו כ"סופגי קרינה אולטרה סגולית".שם זה ניתן להם משום שהם סופגים מחצית מהקרינה האולטרה סגולית הבאה מהשמש.מה גורם לכך לא ברור. בשל עוצמת הספיגה הגבוהה שלהם, יש להם חשיבות רבה ביותר בהבנת מאזן החום והקרינה של כוכב הלכת כולו והדינמיקה של האטמוספירה. תצפית לילית בשכבות האמצעיות והנמוכות של האטמוספירה ובקווי הרוחב שבין S °90 – S° 20 מראה שהעננים נדחפים על ידי הרוחות.מזה זמן רב היה ידוע שעובייה של שכבת העננים הוא 20 ק"מ וכי היא מגיעה עד לגובה של 65 ק"מ מעל הקרקע.מדידות באמצעות טכניקה של ליקוי כוכבים ( stellar occultation ) בצד הלילי של הכוכב מראה שפסגת העננים יכולה להגיע עד לגובה של 90 ק"מ בתצורה של אובך אטום ( opaque haze ) ומשם היא נמשכת כשכבה שקופה יותר עד לגובה של 105 ק"מ. העובדה שהאובך יכול להגיע לגובה כה רב הפתיעה את החוקרים. בגובה של 20 ק"מ אפשר כבר להבחין בטיפות של חומצה גופרתית ( 11). בצילום שנעשה ב- 12.4.06 באינפרה אדום באורך גל 1.7 מיקרון הבחינו בעננים ספירליים בגובה 55 ק"מ ( 12).

בצילום שנעשה ב- 23.9.06 באורך גל 1.7 מיקרון רואים אזור סמוך לקוטב הדרומי ובו כתם בהיר וגדול מאוד.במקום זה הענן דק. מקומות כאלה דומים לחורים גדולים המאפשרים לקרינת חום מתחת לעננים לעלות למעלה והם גדולים מאוד ביחס לסביבה (7). העננים נעים במהירות ובאופן קבוע משנים את צורתם הגם שמדובר בצורות החוזרות על עצמן.הם גם משנים את המיקום שלהם בטווחי זמן קצרים וארוכים,מה שהופך את המטארולוגיה של הכוכב למסובכת. מאוד. אחד העננים שנצפו אורכו 2000 ק"מ ורוחבו 500 ק"מ.בדרך כלל העננים מוארכים בשל מהירותן הגבוהה של הרוחות עד 360 קמ"ש (13). מצילומים שנעשו במהלך 2007 התברר שבקו המשווה לעננים צורת בועה. בקווי רוחב בינוניים הם מקבלים צורה יותר רגילה ומקווקוות.עם תנועות רוחות ה- super rotation מהירותם מגיעה גבוהה מ- 400 קמ"ש. בקווי רוחב גבוהים יותר הם משתלבים בתוך הצורה המערבולתית (14).

באשר לאובך עצמו, יכול להיות שהוא תוצר להתעבות ( condensation) של מים לגבישי קרח בצד הלילי, אם כי כמות מים שעל הנוגה היא מזערית ביותר.אם היו מרכזים את כל אדי המים שבאטמוספירה ועוטפים בהם את קרקע הכוכב, גובהם הכולל לא היה יותר מאשר 3 ס"מ.כיום הם נמצאים בשכבות העליונות של האטמוספירה (11).

ברקים

אחת השאלות שליוו את החוקרים מזה שנים היא באים יש ברקים באטמוספירה של הנוגה. המנגנון היוצר ברקים על כדור הארץ דורש נוכחות של חלקיקי קרח מים שכמותם באטמוספירה של הנוגה קטנה מדי לצורך זה.היו מי שהעלו בעקבות ממצאים של חללית הפיוניר ונוס השערה כי באטמוספירה של הנוגה מצויים חלקיקים גדולים של הרכב כימי לא ידוע המסוגל לאפשר זאת (15). מדידותיה של הוונוס אקספרס גילו התפרצויות של גלי רדיו המוכרים בשם לחשנים (whistlers ) אשר על כדור הארץ נוצרים על ידי ברקים (3). התברר כי אכן יש על הנוגה ברקים, אם כי מקורם שונה מאלה של הברקים על כדור הארץ. האישור לכך בא מתצפיות שביצעה הוונוס אקספרס כאשר היתה בפריגאה שלה.תצפיות אלו נערכו מספר ימים כאשר החללית היתה במקטע המסלול הקרוב לקרקע.כל תצפית מסוג זה נמשכה שתי דקות.התברר כי מקורם של הברקים הוא בעננים העשויים מחומצות גופרתיות.חשיבותו של גילוי זה הוא בידיעה כי התפרקויות חשמליות קשורות לכימיה של האטמוספירה על ידי כך שהיא שוברת מולקולות למספר חלקים היכולים להתחבר אחר כך בדרכים לא צפויות ( 16 ).

רוחות

כאשר 4 הגישושיות של פיוניר ונוס חדרו לאטמוספירה של הכוכב ב-1978 התברר שמהירות הרוחות היא גבוהה מאוד,360 קמ"ש. מהירויות אלה מאפשרות להן להקיף את הכוכב פעם ב- 5-7 ימים (ארציים). אלה ה- super rotation. משעה שהוונוס אקספרס החלה לבצע את מדידותיה התברר שרוחות מהירות אלה בקו המשווה נמצאות ב"מאבק" מתמיד עם סוגים שונים של מערבולות מקומיות ובכך יוצרות צורות מורכבות של עננים.סוג אחר של רוח מקומית הוא תוצר לשטף חזק של קרינת שמש הפוגעת בצד היום של הכוכב. שטף זה מחמם את האטמוספירה ויוצר תאי קונבקציה.מסות של אוויר חם עולות כלפי מעלה ויוצרות מערבולות מקומיות ורוחות. בצד הלילה אין שום שטף של קרינה מהשמש, אך צורת העננים והדינמיקה של הרוחות דומים משום מה לאלה הפועלים בצד היום. השאלה שהחוקרים מתלבטים בה היא האם קיים איזה שהוא מכניזם האחראי למערבולות המשווניות בשני צידי הכוכב.

אזור ה- Alpha Regio הנמצא סמוך לקו המשווה מאופיין בתבליט מורכב מאוד,הוא מתנשא לגובה 4 ק"מ והרכסים והעמקים שלו פונים לכיוונים שונים.האם קיים איזה שהוא קשר בין הטופוגרפיה והמערבולות האטמוספריות המקומיות? (14). השוואה בין תצלומים שנעשו בין צד היום של הכוכב לבין אלה שנעשו בצד הלילה אפשרה לחוקרים לעקוב אחר עננים במשך מספר חודשים.בעקבות זאת התגלו דברים חדשים ביחס לרוחות המהירות.בין קו המשווה לבין קווי הרוחב הבינוניים נושבות רוחות קבועות ממזרח למערב ומהירותן כתלות בגובה יורדת מ-370 קמ"ש ל-180 קמ"ש.מקווי הרוחב הבינוניים לכיוון הקוטב מהירותן יורדת עד לאפס באזור הקוטב במקום בו נוצרת מערבולת גדולה.בין קווי האורך התנועה היא חלשה-15 קמ"ש.מהירותן של רוחות ה- super rotation אינה קבועה לאורך זמן.התברר שישנן תנודות במהירות. לראשונה נצפתה "גיאות ברוח השמש" ( solar thermal tide ). לגיאות זו השפעה בקווי הרוחב הגבוהים.התנועה היחסית של השמש על העננים ועוצמת החום הפוגעת בהם הופכת את רוחות ה- super rotation לחזקות יותר בזמן השקיעה מאשר בזמן הזריחה (17).

עד לספטמבר 2008 החוקרים עקבו אחר 625 עננים בגובה 66 ק"מ,662 עננים בגובה 61 ק"מ ו-932 עננים בגובה 45-47 ק"מ בצד היום ובצד הלילה כאחד.מעקבים אלה נתנו מספר אינדיקציות נוספות ביחס לרוחות.בין קווי הרוחב S °55 -S °50 מהירות הרוחות משתנה מ-370 קמ"ש בגובה 66 ק"מ ל-210 קמ"ש בגובה 45-47 ק"מ. בקו הרוחב °65 המערבולת דמוית ההוריקן הופכת לדומיננטית.העננים בגבהים השונים נדחפים על ידי רוחות שמהירותן היא אחידה ללא תלות בגובה והמהירות יורדת לאפס במרכז המערבולת.

התברר שמהירות הרוחות האזוריות ( zonal winds ) הנושבות במקביל לקווי הרוחב תלויות בזמן המקומי. ההבדל בחום השמש המגיע לכוכב בבוקר ובערב, מה שנקרא ה- solar tide effect, משפיע במידה רבה על הדינמיקה של האטמוספירה הגורם לרוחות לנשוב חזק יותר בערב. באופן כלל, הרוחות משיבות לעצמן את מהירותן כל 5 ימים (18).

מדידת טמפרטורות באטמוספירה

בצד היום חם יותר מאשר בצד הלילה בגבהים נמוכים ובגבוהים כאחד. מכיון שאנרגית השמש נספגת על ידי העננים בצד היום, הטמפרטורה עולה ב- C°40 – C° 30 מכיוון הקוטב הדרומי לעבר קו המשווה עד לגובה של 60 ק"מ, מה שאומר שהעננים קולטים יותר מחום השמש בקו המשווה מאשר בקטבים.בצד הלילה בניגוד לכך, הטמפרטורה פחות או יותר קבועה עד לגובה של 60 ק"מ. נראה שקיים פער חום בין היום ללילה בקו המשווה המגיע עד ל-C ° 40 עד לגובה של 55 ק"מ. הרצועה הקרה, מפל חום המקיף את שני הקטבים נראה בבירור הן בצד היום והן בצד הלילה בין קווי הרוחב S°80-S °60 בגובה 63 ק"מ.רצועה זו מגיעה עד לקו רוחב S °40 במהלך הלילה (6).

מדידות שנעשו באוגוסט 2006 מעל אזורי Themis Regio ו- Fhoebe Regio בחצי הכדור הדרומי גילו הבדלים של °30 בין האזורים הנמוכים לאזורים הגבוהים. מדידות אלה איששו ממצאים של תצפיות מכ"ם מטיסות קודמות. Themis Regio נמצא ב- S °37- E °270 והיתה בו פעילות געשית חזקה לפחות בעבר. כמו על כדור הארץ פסגות ההרים קרות יותר. הטמפרטורה בקרקע היא C°477 ועל פסגות ההרים C °447 (19).

עד לגובה של 65 ק"מ ככל שעולים גבוה יותר הטמפרטורה יורדת. מעל לגובה זה נמצא תחום של היפוכי חום ( thermal invertion ). סדרה של התחממויות והתקררויות בתוך טווח הגובה הקשור לפסגת העננים.סדרת היפוכים זו מתוחמת על ידי שני קווי גבול, עליון ותחתון מוגדרים היטב.מתחת ל-65 ק"מ ומעל 70 ק"מ מקום בו נצפית מגמת קירור. המרחק בין שני קווי גבול אלה גדול פי 3 בקווי הרוחב הקוטביים מאשר במרחב שבין קו המשווה עד לקווי הרוחב הבינוניים.ההיפוך הנמוך מורגש בקווי הרוחב הקוטביים עם העלייה בגובה לקראת קווי רוחב נמוכים יותר. למרות שבאופן כללי הטמפרטורה היא איזותרמית פחות או יותר במרחב גובה של 5.2 ק"מ,סדרת ההיפוכים מחייבת מבנה תרמי עדין בפסגת העננים.דפוסי היפוך דומים נצפו על ידי החללית פיוניר ונוס,אך בלטו יותר בקווי רוחב קוטביים מאלה שנצפו על ידי הוונוס אקספרס ( 20 ).

שדה מגנטי

בניגוד לכדור הארץ לנוגה אין שדה מגנטי משלו ולכן אין מה שיגן על האטמוספירה מהשפעתה של רוח השמש. כתוצאה מכך, רוח זו פועלת ישירות על האטמוספירה העליונה.אינטראקציה זו גורמת לכך שהאטמוספירה מאבדת גזים בצורה של חלקיקים מיוננים בעיקר של מימן,חמצן והליום.ליוני החמצן והמימן חשיבות רבה מכיון שאלה הם מרכיבי המים. ממכלול התצפיות שנעשו עד כה ברור שמולקולות המים הן התורמות המשמעותיות ביותר של מימן באטמוספירה העליונה.רוח השמש מפרקת את מולקולות המים לחלקיקים טעונים, לפלסמה, הבורחים לחלל.

רוח השמש "מפקחת" על כל היבט של הסביבה הפלסמתית של נוגה. השדה המגנטי הנישא על ידי רוח השמש מצטבר מעל האטמוספירה העליונה ויוצר מעטפת של שדה מגנטי חלש מסביב לכוכב ומונע מרוח השמש לחדור לאטמוספירה.שדה זה מכסה את צד היום של הכוכב וממשיך לחבק את צורת הכוכב בצד הלילה שלו.התצורה של השדה המגנטי בצד הלילה תורמת להאצת הפלסמה והתוצאה היא איבודה של האטמוספירה ( 21 ).

מקורות

1.”Venus Express infrared camera goes filming” 8.5.07
http://www.spacedaily.com/Venus_Express_Infrared_Camera_Goes_Filming_999.html

2.”Venusian rendevouz results: chapter one. 16.7.07
http://www.spacedaily.com/reports/Venusian_Rendevouz_Results_Chapter_One_999.html

3.Chang. K.-“New findings underscore an Earth-Venus kinship” 29.11.07
http://nytimes.com/2007/11/29/science/space/29venus_html?ref-ace&paperwanted=print

4.”The light and dark of Venus” 22.2.08
http://www.spacedaily.com/The_Light_And_Dark_Of_Venus_999.html

5.”Key molecule found in Venus atmosphere” 16.5.08
http://www.spacedaily.com/Key_Molecule_Found_In_Venus_Atmosphere_ 999.html

6.”The unexpected temperature profile of Venus’s atmosphere” 28.11.07
http://www.esa.int/SPECIALS/Venus_Express/SEM5A373R8F_3.html

7.”Venus Express marks one year in orbit” 10.11.06
http://www.spacedaily.com/Venus_Express_Marks_One_Year_In_Orbit_999.html

8.” Venus Express spies double vortex” 28.6.06
http://www.spacedaily.com/reports/Venus_Express_Spies_Double_Vortex_999.html

9.”The puzzling eye of a Hurricane on Venus” 14.3.08
http://www.spacedaily.com/reports/The_Puzzling_Eye_Of_A_Hurricane_On_Venus_999.html

10.”The restless atmosphere of Venus” 28.11.07
http://www.esa.int/SPECIALS/Venus_Express/SEM2F373R8F_2.html

11.”Flying over the cloudy world- Science updates from Venus Express” 12.7.06
http://www.esa.int/SPECIALS/Venus_Express/SEM9A3XAIPE_2.html

12.”Unexpected detail in first Venus south pole images” 15.4.06
http://www.spaceflightnow.com/n0604/16venussouthpole

13.” Complex meteorology at Venus” 13.10.06
http://www.esa.int/SPECIALS/Venus_Express/SEM65OV74TE_2.html

14”European Spacecraft tracing turbulence at Venus” 3.4.07
http://www.spaceflightnow.com/news/n0704/03venus

15.”Planet –C Venus climate Orbiter Mission of Japan”
http://www.stp.isas.jaxa.jp/venus/top_english.html

16.”Earth like lighting on Venus.European space probe confirms. 29.1.07
http://www.sciencedaily.com/releases/2007/11/071128155513.htm

17.”Measuring the winds of Venus” 4.9.08
http://www.spacedaily.com/reports/Measuring_The_Winds_Of_Venus_999.html

18.”How windy is it on Venus? Venus Express answers” 18.9.08
http://www.esa.int/esaMI/Venus_Express/SEMZ6Q4KKF_0.html

19.” Hot stuff on Venus! Venus Express sees right down to the hell hot surface” 14.12.06
http://www.esa.int/SPECIALS/Venus_Express/SEM4KXPJNVE_2.html

20. Patzold M. et al-“The structure of Venus middle atmosphere” Nature 29.11.07 p.657-660

21.”Caught in the wind from the Sun” 28.11.07

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

15 תגובות

  1. הוגין
    מצטרף לדולי במשאלתה תעלי על חללית לכיוון—->

  2. עברית כותבים בעברית!!והוגים בתומים.

    בחיוך רואה כל.

    הוגין:מחשבה נאורה.HO GOD"'אללי שלא הבין דבר ומילה לשמה המקודש .

    עברית שפה נהורה.

  3. a gamal lo roe et a dabeshet shelo

    וחוץ מזה הוגין יקרה עברית כותבים בלי H.
    כמו כן עדיף שנעבור ל"תגובות חופשיות" לפני שיזרקו אותנו מכאן.
    בחיוך
    סבדרמיש יהודה

  4. efshar tirgum le ivrit?

    הוגין היקרה, לא לשכוח שאנחנו עדין אנחנו בטראומה מהעיברית!
    יום טוב
    סבדרמיש יהודה

  5. 3-1-0

    THE REYS OF THE UNIVERSE TO COME TELL US THIS UNIVERSE WILL BE DRAWN INTO THE SPIRALING RADIATIATIONS OF LIGHT LIKE WATER DRAWN OUT OF A WELL.THE EVOLUTIONARY MEMBRANE WILL BE EXTENDED BEYOND NEGATIVE SYSTEMS OF RELATIVITY AND ATTACH ITSELF TO THE MEMBRANE RADIATIONS OF THE EVOLUTIONARY MEMBRANE IN THE NEXT LIGHT ZONE. LIGHT WILL ATTACH ITSELF TO LIGHT LIKE TWO CONIC SECTIONS SYNCHRONIZED INTO A SPIRAL NEBULA OF LIGHT-LIFE ZONES.AEONS WILL TRAVEL THROUGH LIGHT RADIATIONS INTO "THE THRONE ENERGY,WHICH CREATES STAR UNIVERSES LIKE "WATERS RUNNING EASTWARD" UNDER THRESHOLDS OF " THE HOUSE OF MANY MANSIONS
    "
    A.S.K-W/J.J HURTAK-HOGIN

    .

  6. מזר עשה כאן מאמר ממצה, כמו שהוא יודע לעשות , אוסף נתונים לשמו בלי שום פרובוקאציות למיניהן, וכמו שאבי בטח אוהב. .
    יישר כוח
    סבדרמיש יהודה

  7. וחוץ מזה הוגין
    כישראלי ביחידה קרבית החל משנת 64 עם מילחמות הסורים על קו המים, ששת הימים ההתשה, יום כיפור לבנון ועוד, שלא תחשבי לרגע שאיני חפץ בשלום, חינכתי את ילדיי לאהבת הארץ ולשלום, לאהבת שכנינו הערבים באשר הם, אך גם לא להיות תמימים.
    כך, שאני מקווה שאת מכירה צד זה באישיותי, צד של שלום.

    יום טוב הוגין היקרה
    סבדרמיש יהודה

  8. הוגין
    מצטער שדיעותינו חלוקות על הכור מכרכור, ושושנת הרוחות נמצאת סביבי תמיד כשיש סערה או מרגוע, וגם הידען ימשיך יעניין ויידע, ושבוע חדש ומעניין עומד בפתח!
    אז שבוע טוב לכולם!
    סבדרמיש יהודה

  9. דולי-
    בואי נדבר לרגע בשפתנו..במה מה.. את השחורה ואני הלבנה/המכונפת וכשוות אל שוות,כדרך השראת כוכב נוגה-הוגן.(ותקשורת בין שווים לשוות)
    יפה אמרת:חללית מאויישת..וכי למה נזדקק לחללית(חלל-ריק)אם כנפי הלובן ושאר רוח מנשב לכל כיווני הרוחות-האנושיות!!!!??
    אך חס,שלא נזלזל ברובוטים,שאחרי הכל מסתבר,משעבדים לאנושות…לא אגזול את הבחירה של כל אחד,להיות משועבד-להמצאתו…והכסף..הכסף..הנכסף…לשיעבוד נוסף אל השגתו…
    שבוע טוב,גם ליהודה…השבוי לקוף הידען ושושנת הרוחות..ולמפתח הכור האטומי המזויין .שהלך לכל הרוחות ,
    כנראה ,שבני האדם,יודעים יותר להעריץ נשק מזויין ,מאהבה לשלום כל..ואוהבים פשוט
    שיעבוד לשמו..
    ויסלח לי כל אוהב אמת,באשר הוא.

    הוגין:שוחרת חירות אנושית בכל.

  10. כתבה מעולה ! ! !.

    מרמזת אפילו על הדילמה בין חלליות רובוטיות למאוישות.
    מחד: רוחב המחקר/ האמינות הטכנית/ ניצול ההזדמנויות והגמישות התפעולית.
    מאידך: ואם נאמר שהוגין הייתה על חללית מאויישת…

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן