יום שבת, 3 בדצמבר 2011

קיוריוסיטי בדרך למאדים!

הפוסט הזה תוכנן לשבוע שלפני השיגור, אבל <הכנס תירוץ כאן>. אשרי הדחיינות.

קיוּריוֹסיטי (סקרנות בעברית) הוא שמה של המעבדה הקרקעית הניידת המשוכללת ביותר שנבנתה אי פעם למשימת חלל, ובפרט לשיטוט על פני מאדים. המשימה שלה היא לברר האם בקרקע של מאדים יש או היו פעם תנאים המאפשרים קיום של חיים. להשגת היעד הזה, קיוריוסיטי עמוסה במכשירים מדעיים, שיאפשרו לה לנתח מבנים והרכבים של עשרות דגימות, אותן תוכל לאסוף מאזורים שונים על מאדים.

 קיוריוסיטי תוכננה למשימה של כמעט שנתיים, במהלכן היא תוכל לנוע על פני קילומטרים רבים, וכך להגיע לסוגי קרקע שונים שאותם מעניין לבחון. הרובוטים המשוטטים הקודמים, ספיריט ואופורטיוניטי, תוכננו ל- 90 יום בלבד, החזיקו מעמד פי- 20 מהמתוכנן, ואופורטיוניטי אפילו סוגר עוד חודש את שנת הפעילות השמינית שלו! עם זאת, אופורטיוניטי נסע קרוב ל- 40 ק"מ עד כה (יותר מפי- 50 מהתכנון המקורי שלו!), בעוד קיוריוסיטי תוכל לצלוח את המרחק הזה תוך פחות משנה (תיאורטית כמובן, נחכה ונראה).


קיוריוסיטי שוגרה ב- 26 בנובמבר, ותגיע למאדים באוגוסט הקרוב. הנחיתה שלה, המוצגת בסרטון זה, היא מהמבצעים המורכבים ביותר שבוצעו בחלל, לפחות במשימות רובוטיות; לאחר הכניסה לאטמוספירה והאטת קצב הירידה באמצעות מצנח, יופעל רכב בעל מנועים רקטיים, שיוריד עם כבלים את הרכב הקרקעי לקרקע בצורה מבוקרת, כמו מין עגורן מעופף. את ספיריט ואופורטיוניטי הנחיתו באמצעות הטלתם לקרקע כשהם עטופים בבלוני אוויר דחוס. השיטה החדשה מתאימה יותר למטענים כבדים (קיוריוסיטי כבד פי- 5 מקודמיו), ומאפשר הנחתה מדוייקת לאתר המבוקש.

שלב הנחיתה

אתר הנחיתה הוא מכתש גֵייל, מכתש עתיק מאד (נוצר לפני לפחות שני מיליארד שנים) שצורתו עגולה ובקוטר של כ- 154 קילומטרים, מוקף בצוקים בגובה חמישה קילומטרים (!) ובמרכזו הר שמתנשא גם הוא לגובה של חמישה קילומטרים מעל קרקעית המכתש. המכתש נבחר כאתר הנחיתה מכמה סיבות, שהראשונה מבינהן היא שצפוי להיות בו מגוון גדול של סוגי קרקע, כך שאפשר יהיה להגיע בקלות יחסית מאזור עניין אחד לאחר. שנית, המכתש הוא האתר העמוק ביותר בסביבתו, יותר מארבעה קילומטרים עומקו, ולכן זה מקום טוב לחפש בו ראיות להימצאות מים נוזלים, שכידוע זורמים למקומות הכי נמוכים.

טופוגרפיה של מכתש גייל (הצבעים מסמנים גובה לפי המקרא),
האליפסה מסמנת את אתר הנחיתה.
Credit: Anderson and Bell

הרכב עצמו שוקל כ- 900 קילוגרם ואורכו כשלושה מטרים. הוא מתנייע באמצעות שישה גלגלים בעלי מנועים חשמליים נפרדים, המחוברים לזרועות שמאפשרות תנועה בשיפועים ומעבר מעל מכשולים כמו סלעים גדולים. את החשמל הנדרש להפעלת מערכות הרכב מייצר מחולל רדיואיזוטופי-תרמואלקטרי (RTG), כלומר מיכל של חומר רדיואקטיבי, שהדעיכה הטבעית שלו מייצרת חום המומר לחשמל. בנוסף משתמשים בחום העודף לחימום אזורים ברכב שצריכים להיות חמים. החומר הרדיואקטיבי הוא תחמוצת של פלוטוניום-238, חומר שאיננו בקיע (אינו יכול לשמש לפצצה גרעינית). בתחקיר לפוסט זה למדתי נתון מעניין: מסתבר שארה"ב הפסיקה לייצר פלוטוניום-238 בסוף שנות ה- 80, ומאז שהסתיימו המאגרים, כל מכשירי ה- RTG האמריקאים מכילים רדיואיזוטופים מתוצרת רוסיה. לי זה נשמע מפתיע, אבל אולי זה רק כי גדלתי בתקופה שעדיין הייתה מתיחות רבה בין שתי המעצמות על רקע העליונות הגרעינית.

ה- RTG של קיוריוסיטי (המתקן הלבן במרכז)
אגב, החליפות של הצוות הן כדי לשמור על נקיון, ולא להגנה מקרינה.

לקיוריוסיטי יש מבחר גדול של מכשירים מדעיים. יש לה מצלמות משוכללות לצילום בהפרדה גבוהה שנמצאות בראש תורן שגובהו שני מטרים, ומאפשר תצפית לטווח בינוני. יש מצלמה נוספת בקצה זרוע בעלת מספר מפרקים שמאפשרת בחינה מיקרוסקופית של עצמים בטווח הזרוע.
על ראש התורן מוצב גם מכשיר המפיק פולסים של לייזר, המסוגל לאדות את השכבה החיצונית של סלע ממרחק מספר מטרים, ומצלמה ספקטרוסקופית שתנתח את ההרכב הכימי של האדים מרחוק.
הזרוע שהזכרתי קודם יכולה להגיע לטווח של 190 סנטימטרים. בקצהּ מותקן צריח מסתובב עם כלי עבודה שכל גיאולוג אנושי היה יכול להיעזר בהם: מקדח, מברשת, מסננת, כף חפירה וקופסאות לאיסוף דוגמיות. את דוגמיות הקרקע שייאספו, תכניס הזרוע לתוך מתקן ניתוח כימי שנמצא בגוף הרכב. שם יעברו הדגימות מספר בחינות לזיהוי ההרכב הכימי, ולאיתור תרכובות אורגניות.
בנוסף למכשירים אלו לבחינת הקרקע, מכילה קיוריוסיטי גם מערכות למדידת תנאי מזג האוויר והסביבה, כגון לחץ, טמפרטורה, קרינה אלקטרומגנטית, הרכב אטמוספירה (בדגש על זיהוי אדי מים) וכדומה.

מהנדסים בוחנים את הזרוע של קיוריוסיטי
לסיכום, אין ספק שזו משימה שאפתנית שלא היתה כדוגמתה במשימות רובוטיות קודמות. אני מאד מקווה שהיא תצליח, כי אם כן, היא תהווה דוגמה מופתית לאופן שבו יש לחקור את מערכת השמש - במקום לחזור על שיטות קיימות ולהתקדם בצעדים קטנים, צריך להעז ולפרוץ את המעטפת המוכרת, לחדש ולאלץ את המדע והטכנולוגיה להתקדם הלאה.
אני אמשיך, כמובן, לעקוב ולעדכן.



_________________________________
קרדיט לכל התמונות (אלא אם מצויין אחרת): 
NASA/JPL

9 תגובות:

  1. משימה מרתקת. היה מגניב לצפות בשידור חי מהחדר בו עבדו על הרובוט, היה מגניב לראות את השיגור בשידור חי. חבל שהוא לא יוכל לבקר את קודמיו (חבל במיוחד שלא יוכל ללכת להוציא מהחול את ספיריט המנוח).

    אגב, בזמנו קראתי איפשהו שתהיה מצלמה שתצלם את הנחיתה, התמונות יאוחדו למעין וידאו, וכשיתפנה ממשימותיו הבוערות יותר, קיוריאוסיטי ישדר את הוידאו אלינו. ככה נזכה לראות לראשונה נחיתה על מאדים ב"שידור חי".

    אגב 2 - יש חדש מהמשימה העצובה הכושלת הרוסית?

    השבמחק
  2. באמת משימה מרתקת!
    הנחיתה תצולם מהרכב עצמו, אבל למיטב הבנתי השידור לא יהיה "חי".
    לגבי פובוס-גרונט, עד כה לא הצליחו לגרום לה לקבל פקודות, וכנראה שאספקת החשמל שלה נפסקת כל פעם שהיא נכנסת לצל כדוה"א, שזה בערך שעה בלבד אחרי שהיא יוצאת ממנו... המצב די נואש ועצוב.

    השבמחק
  3. אכן משימה מרתקת, ופוסט מצויין.
    רק נקודה אחת - ארה"ב הפסיקה *לייצר* אורניום 238? למיטב ידיעתי, אורניום 238 הוא מחצב שכורים, ולא מייצרים...

    השבמחק
  4. פלוטוניום, לא אורניום.
    ואולי המינוח המדוייק יהיה "להפיק", כי את האיזוטופ לא כורים כמו שהוא מהאדמה, אלא מעבדים אותו בתהליכים תעשייתיים. אגב, אני יודע על מכרות אורניום, אבל לא שמעתי על מכרות פלוטוניום. אולי לא כורים אותו אלא מפיקים אותו בכורים גרעיניים.
    שווה בדיקה.

    השבמחק
  5. אוקיי, היה די פשוט למצוא - פלוטוניום-238 מופק בכורים גרעיניים בתגובה בין אורניום-238 ודיוטריום.
    אם הבנתי נכון, פלוטוניום לא קיים באופן טבעי בטבע, ונוצר רק בתהליכים מלאכותיים מאורניום (דרך נפטוניום אם לדקדק).

    השבמחק
  6. אבוי, תשומת הלב שלי לוקה בחסר... ראיתי 238 ומיד נמחק לי מה שהיה כתוב לפני.
    בכל מקרה, תודה!

    השבמחק
  7. זה באמת מרתק. לא רק קיוריסיטי עצמו הוא מכונה מדהימה - גם העגורן המעופף הזה ממש מגניב. נשמע כאילו זה יהיה משהו שיוכל להיות יעיל בעתיד בדרך לשלוח בני אדם למאדים (למשל), כי אפשר יהיה להעביר חלק גדול מהציוד לפני שבכלל מתחילים עם משימות מאוישות (הבנזוג, שהוא יותר גיק ממני וקורא יותר על דברים כאלה, אמר לי שיש תכנית לשלוח קודם כל מין גנרטורים שיתחילו ישר בעבודה על ייצור דלק, כדי שאפשר יהיה אח"כ לשלוח אנשים בלי שיהיה צורך לשלוח איתם את הדלק למסע חזרה, מה שאומר הורדה של המשקל ושל העלות הכללית. אם זה נכון, ואם זה יצליח, זה פשוט מדהים).

    השבמחק
  8. יעל, תגידי לו שהוא צודק :-)
    ותודה שאת כותבת את זה.

    השבמחק
  9. תודה לך על הרשומות האלה! זה מאוד נחמד שיש מקום לקרוא את כל העדכונים האלה על חקר החלל במרוכז, ובעברית.

    השבמחק