השליחים שלנו על מאדים

מרס אודיסי: שמחת בית השואבה

איפה: במסלול.
מתי: שוגרה בידי סוכנות החלל האמריקאית נאס"א ב-7 באפריל 2001; נכנסה למסלול ב-24 באוקטובר 2001.
מה היא עושה שם: מרס אודיסי (Odyssey) היא מַקֶּפֶת, כלומר חללית שחגה סביב מאדים ולא נוחתת על גבו. מטרת המשימה הייתה למפות מינרלים ויסודות, ובמיוחד מימן שקיים במים, וכך לעזור לענות על השאלה אם היו בעבר חיים על מאדים. כמו כן החללית מודדת את כמויות הקרינה קרוב לפני השטח של כוכב הלכת, כדי להבין את הסיכונים הצפויים לאסטרונאוטים שעתידים לבקר בו. כיום היא משמשת גם כתחנת ממסר לשידורים של הרוברים – רכבי השטח שמסיירים על אדמת המאדים.
מה היא גילתה: החללית אישרה שאכן יש המון קרח עשוי מים קרוב מאוד לפני השטח.

גילתה שיש קרח במאדים, קרוב לפני השטח. מארס אודיסי מעל הקוטב הדרומי של מאדים | NASA/JPL-Caltech

מרס אקספרס: הנחתת שנעלמה

איפה: במסלול.
מתי: שוגרה בידי סוכנות החלל האירופית ב-2 ביוני 2003; הגיעה למאדים בדצמבר 2003.
מה היא עושה שם: מרס אקספרס (Express) הייתה המשימה הפלנטרית הראשונה של סוכנות החלל האירופית ושמה נובע ממהירות הבזק שבה היא תוכננה ונבנתה. החללית כללה נחתת בשם "ביגל 2", שנועדה לחפש סימני חיים על פני כוכב הלכת ולערוך מדידות אטמוספריות וגיאו-כימיות. למרבה הצער היא נעלמה לאחר שעזבה את החללית והתגלתה רק 12 שנה לאחר מכן על הקרקע, שלמה אך לא מתפקדת. חלקה השני של החללית ממשיך לרחף סביב כוכב הלכת, שולח משם תמונות ברזולוציה גבוהה, ממפה מינרלים על פני השטח, ומודד במכ"ם את המבנה התת קרקעי של כוכב הלכת ואת הרכב האטמוספרה.
מה גילתה: המשימה גילתה אמוניה ומתאן באטמוספרה של מאדים – תרכובות שעשויות להעיד על חיים פעילים, ומינרלים שמכילים מים ומעידים שבעבר זרמו במאדים מים נוזלים.

הנחתת נעלמה, החלק השני של החללית לרחף מסביב לכוכב הלכת ולחקור אותו. מארס אקספרס | ESA/ATG medialab

אופורטיוניטי: רכב השטח התאום

איפה: מישור מרידיאני פלאנום, קצת דרומית לקו המשווה.
מתי: שוגרה בידי נאס"א ב-8 ביולי 2003 ונחתה ב-25 בינואר 2004.
מה היא עושה שם: אופורטיוניטי (Opportunity, "הזדמנות") היא נחתת-רובר, כלומר רכב שטח רובוטי שחוקר את פני מאדים. היא הייתה התאומה של הנחתת ספיריט (spirit, "רוח"), שהגיעה למאדים שלושה שבועות לפניה וחדלה לפעול ב-2010. עד היום הרובר נסע כ-45 קילומטר, הכי הרבה קילומטרים שרכב חלל כלשהוא נסע על גוף פלנטרי. מטרתה של אופורטיוניטי הייתה לחקור סלעים וסוגי קרקע שונים על מנת להבין תהליכים גיאולוגיים שעיצבו את פני כוכב הלכת, ובין השאר לזהות את המינרל המטיט (Hematite) שמעיד על נוכחות של מים בעבר.
מה היא גילתה: בזמן שהרובר נע לבחון את מגן החום שלו, הוא מצא מטאוריט עשוי מברזל וניקל, שגודלו כגודל של כדורסל וזכה לשם "סלע מגן החום". בשנים הבאות הוא זיהה עוד חמישה מטאוריטים דומים. ב-2011 הגיע לאתר בשם יורק, שם זוהו עוד קודם מהחלל פילוסילקטים – מינרלים כמו חרסית, שעשויים בעיקר מיריעות של צורן וחמצן ונוצרים בנוכחות מים – ואישר את הזיהוי שלהם.

נסעה על פני מאדים כ-45 קילומטר, יותר מכל רובר אחר. אופורטיוניטי מתכוננת לבדוק את אחד הסלעים | NASA/JPL-Caltech

מרס רקונסנס אורביטר: המעבדה המרחפת

איפה: במסלול.
מתי: שוגרה ב-12 באוגוסט 2005 והגיעה למאדים ב-10 במרץ 2006.
מה היא עושה שם: Mars Reconnaissance Orbiter, או MRO בקיצור, היא מקפת עם מכשירים רבים שכוללים מצלמות, מכ"ם וספקטרומטרים. משימותיה כוללות ניתוח מעמיק של תצורות נוף, סטרטיגרפיה (חקר שכבות הסלע) של הקרקע, מינרלוגיה ובעיקר חקר קרח-מים על מאדים. בנוסף יש לה מערכת תקשורת משודרגת שמסוגלת להעביר לכדור הארץ נפח רב של מידע.

אחד המכשירים הבולטים בה הוא המצלמה HiRISE (ראשי תיבות של "ניסוי דימות מדעי ברזולוציה גבוהה"), שמגיעה לרמת הפרדה גבוהה עד כדי כך שכל נקודה בה מייצגת כ-30 סנטימטר – טוב בהרבה מהרזולוציה של גוגל מפות. HiRISE סיפקה כמה מהתמונות המרשימות ביותר של פני השטח במאדים. מכשיר מרשים נוסף הוא CRISM ("ספקטרומטר הדימות הקומפקטי של רקונסנס עבור מאדים"), שמנתח את ספקטרום האור הנראה והתת-אדום החוזר מפני מאדים, על מנת לייצר מפות מפורטות של המינרולוגיה המאדימית ולגלות מינרלים שנוצרים בנוכחות מים – ובפרט קרבונטים ופילוסיליקטים שמעידים על נוכחות של מים בעלי תכונות נוחות ליצירת חיים.

מכשיר אחר, מד העומק האקלימי של מאדים (MCS), אוסף מדדים אקלימיים כמו טמפרטורה בגבהים שונים באטמוספרה. גולת הכותרת של הרקונסנס הוא ה-SHARAD ("מכ"ם רדוד"), שחוקר את הרכב הקרקע מתחת לפני השטח עד לעומק של קילומטר, ויכול להבחין בשכבות ברמת הפרדה של כשבעה מטרים. המכ"ם הזה חשף שכבות בקוטב הצפוני של מאדים שמהן אפשר להסיק מה היה האקלים במאדים במשך עשרות מיליוני שנה. מבנה השכבות הללו חשף בפנינו עידני קרח שנוצרו בעקבות שינוי במדדים המסלוליים (נטיית ציר הסיבוב, עד כמה המסלול אליפטי ואיזה חלק של כוכב הלכת פונה לשמש) כשמאדים נמצא בחלק הכי קרוב לשמש של מסלולו.

מה היא גילתה: MRO חשפה תגליות רבות וחשובות: למשל קרח שהתגלה במכתש פגיעה ומלמד על נוכחות של קרח תת-קרקעי, מפולות שלג בקוטב הצפוני, מינרלים כגון חֹמֶר שנוצרים בסביבה מימית וניתוח של שכבות בעובי של עשרות מטרים בקוטב הצפוני של מאדים.

ה-SHARAD ("מכ"ם רדוד") על גבי ה-MRO חוקר את הרכב הקרקע מתחת לפני השטח | NASA/JPL

קיוריוסיטי: רובר עם חשבון טוויטר

איפה: מכתש גייל.
מתי: שוגרה בידי נאס"א ב-26 בנובמבר 2011 ונחתה במאדים ב-6 באוגוסט 2012.
מה היא עושה שם: קיוריוסיטי (Curiosity) היא נחתת-רובר בגודל של מכונית שאף מחזיקה בחשבון טוויטר משלה. זהו הרובר גדול ביותר שנשלח למאדים עד כה. הנחתת נשלחה לחפש סימני חיים, בעבר או בהווה, לחקור את האקלים והגיאולוגיה של מאדים ולבדוק נתונים כמו כמות הקרינה שיעזרו להתכונן לקראת משימה מאוישת בעתיד.

לשם כך יש לקיוריוסיטי מכשירים רבים. הם כוללים למשל את ה-ChemCam, שהוא ספקטרומטר עם לייזר ומצלמה שיכול לנתח הרכב של סלעים באמצעות אידוי שלהם בלייזר וניתוח מדוקדק של ספקטרום הפליטה שלהם – המכשיר יכול לנתח מעל 6,000 אורכי גל. ספקטרומטר נוסף שלו, שנקרא CheMin, טוחן דגימות סלע לאבקה ומעביר דרכה קרני רנטגן כדי לזהות את המינרלים השונים שבסלע. מכשיר שלישי, בשם REMS, מודד משתנים סביבתיים כמו לחות, לחץ, טמפרטורה, קרינה ורוח.

ייתכן שהמכשיר המשמעותי ביותר בקיוריוסיטי הוא SAM, ספקטרומטר שמסוגל לבחון חומרים אורגניים כמו מתאן ופחמן דו-חמצני מהאטמוספרה ומהסלעים ולבדוק את שיעורי האיזוטופים השונים של פחמן וחמצן בתרכובות הללו. בתרכובות ממקור ביולוגי, ולא גיאוכימי, נצפה למצוא אחוז גבוה יותר של איזוטופים קלים, כך שהמכשיר יוכל להצביע על קיום חיים במאדים.

מה היא גילתה: קיוריוסיטי גילה שלל ממצאים חשובים מאוד. הרובר גילה שיש במאדים תרכובות אורגניות שהן אבני הבניין של חיים כפי שאנחנו מכירים אותם. היא חשפה נוכחות של הגז מתאן, שיכול להיווצר על ידי חיידקים, באטמוספרה המאדימית, ואף מדדה שינויים עונתיים בריכוזו. גילוי מעניין נוסף הוא סלעי קונגלומרט המורכבים מאבנים עגלגלות דמויות חלוקי נחל, שמעידות כי בעבר היו שם מים זורמים ששחקו את האבנים ועיגלו אותן. הממצאים אלה תומכים בראיות נוספות על כך שבעבר הייתה למאדים אטמוספרה צפופה יותר, דבר שגם מחזק את הסברה שבעבר היו על פני כוכב הלכת יותר מים.

הרובר הגדול ביותר שנשלח למאדים, והראשון שמחזיק חשבון טוויטר משל עצמו. קיוריוסיטי על מאדים | NASA/JPL-Caltech/MSSS

מרס אורביטר מישן: האתגר ההודי

איפה: במסלול.
מתי: שוגרה בידי סוכנות החלל ההודית ב-5 בנובמבר 2013 ונכנסה למסלול ב-24 בספטמבר 2014.
מה היא עושה שם: המטרה העיקרית של המקפת Mars Orbiter Mission הייתה לבחון את הטכנולוגיה ההודית למשימות פלנטריות. בנוסף הוקצו לה משימות מדעיות כגון מדידת כמות המתאן באטמוספרה. יש לה מצלמה שמיועדת לבחון טופוגרפיה, אלמנטים מורפולוגיים ונוכחות של מינרלים, ומכשירים נוספים למדידת גזים בשכבה החיצונית של האטמוספרה של מאדים ואת היחס בין מימן לדוטריום (איזוטופ כבד יותר של מימן), במטרה להסביר את התפתחות האקלים במאדים ואת התהליכים שגרמו לאטמוספרה להידלדל. האורביטר מישן גם מודדת את ההשפעות של שינויים בפעילות השמש על האטמוספרה.

מייבן: לאן בורחת האטמוספרה?

איפה: במסלול.
מתי: שוגרה בידי נאס"א ב-18 בנובמבר 2013 ונכנסה למסלול ב-22 בספטמבר 2014.
מה היא עושה שם: כדי להבין מדוע האטמוספרה של מאדים דלילה כל כך כיום שיגרה נאס"א את המקפת מייבן (MAVEN: "התפתחות האטמוספרה והחומרים הנדיפים במאדים"). המשימה נועדה לקבוע את כמות החומרים הנדיפים שבורחים מהאטמוספרה לחלל כיום, להבין מה גורם לתהליכים האלו לקרות ואיך הם השפיעו על האקלים של מאדים ועל האפשרות לקיום חיים על פניו בעבר. כמו כן היא חוקרת את הקשר בין תהליכים אטמוספריים לרוח השמש – זרם החלקיקים הטעונים המגיע מהשמש.
מה היא גילתה: מדידות של מייבן הראו שבשעת סופת שמש יותר חלקיקים בורחים מכוכב הלכת. הממצא מאשש את ההנחה שרוח השמש מגבירה את בריחת החלקיקים מהאטמוספרה, בהיעדר שדה מגנטי שימנע זאת.

מאדים היה פעם בעל אטמוספירה דחוסה ומים נוזלים על פניו (שמאל), היום הוא צחיח וכמעט נטול אטמוספירה (ימין) | NASA/JPL

אקסו-מרס: מחכים לרובר חלופי

איפה: מקפת במסלול ורובר שהתרסק.
מתי: שוגרה בידי סוכנות החלל האירופית בשילוב סוכנות החלל הרוסית ב-14 במרץ 2016 והגיע למאדים באוקטובר.
מה היא עושה שם: המשימה של אקסו-מרס (ExoMars) הייתה אמורה לכלול שני חלקים: מקפת גזים בריכוזי נמוך (TGO, ראשי תיבות של Trace Gas Orbiter) ורובר בשם סקיאפרלי (Schiaparelli, על שם אסטרונום איטלקי בן המאה ה-19 שביצע תצפיות על מאדים). הרובר הונחת על מאדים ב-16 באוקטובר 2016, אולם התרסק. מטרת המקפת היא להבין לעומק גזים הנמצאים בריכוז נמוך באטמוספרה של מאדים, ובפרט מתאן, שיכולים להעיד על פעילות ביולוגית. בשנת 2020 אמור להגיע למאדים רובר חדש שיעזור לחללית לקבוע אם יש כיום פעילות ביולוגית במאדים.

אינסייט: אל בטן האדמה

איפה: בדרך למאדים.
מתי: שוגרה בידי נאס"א ב-5 במאי השנה ואמורה לנחות במאדים ב-26 בנובמבר 2018.
מה היא תעשה שם: הנחתת אינסייט (InSight) מיועדת לחקור את המבנה הפנימי של מאדים – הקרום, המעטפת והגלעין. היא תעשה את זה בעיקר על ידי מדידת גלים סיסמיים (גלים שעוברים באדמה, למשל בזמן רעידת אדמה), מדידת החום הנפלט מפנים כוכב הלכת ומדידת התנודות של הציר הצפוני של מאדים באמצעות גלי רדיו, על מנת להבין אם הגלעין של כוכב הלכת מוצק או נוזלי.

נחתת המיועדת לחקור את המבנה הפנימי של מאדים. אילוסטרציה של אינסייט מתקרבת למאדים | NASA/JPL-CALTECH

משימות רבות נוספות מתוכננות לשנים הקרובות. אחת המעניינות שבהן היא נחתת-רובר של נאס"א בשם Mars 2020 שמיועדת לחפש על מאדים עדויות לחיים בעבר ולבדוק דברים שיעזרו להתכונן למשימות מאוישות בעתיד. המשימה עתידה לכלול גם מסוק זעיר. גם יפן, סין ואיחוד האמירויות מתכוננים לשלוח משימות בחמש השנים הקרובות, מה שמעלה את השאלה מתי יגיע תורה של ישראל?

מה אנחנו יודעים - ומה עוד נדע

משימות החלל השונות לימדו אותנו דברים רבים על מאדים. למדנו שהאטמוספירה שלו כיום היא דלילה, קרירה ויבשה ובעבר הייתה צפופה יותר, חמה ורטובה. למדנו שבעבר היו מים נוזלים זורמים על פני הקרקע וכיום המים נמצאים על פני השטח רק כקרח ובאטמוספירה כאדים. ב. מתחת לפני הקרקע יש אולי מעט מאוד מים נוזליים, אך גם שם רובם ככולם במצב צבירה מוצק. למדנו גם שיש גזים כגון מתאן שריכוזם משתנה לאורך השנה - אך עוד לא לגמרי ברור מה זה אומר. כיום אנו גם יודעים שהיו עידנים עם אקלים שונה במאדים, דבר שלמדנו מהשיכוב של הקוטב הצפוני. בעתיד אנו מקווים לגלות מה גורם לסופות האבק הגלובוליות, מה הוא המבנה הפנימי של הקרום והמעטפת של מאדים ועוד דברים רבים ומסקרנים, שאולי גם יעזרו לנו יום אחד ליישב את כוכב הלכת האדום.