פרידה מלוויין הסביבה הישראלי:
השבוע בחלל

פרידה מוונוס

אחד הלוויינים האזרחיים הישראלים החשובים ביותר סיים השבוע את פעילותו, ונשרף כמתוכנן בכניסה לאטמוספרה אחרי שבע שנות עבודה מדעית פורייה, כפליים ויותר ממשך הזמן המקורי שתוכנן לו. הלוויין לחקר הסביבה ונוס, Venμs, נבנה והופעל בשיתוף פעולה בין סוכנות החלל הישראלית לסוכנות החלל של צרפת, אך הטכנולוגיה שלו הייתה ישראלית לגמרי, ובראשה מצלמה היפר-ספקטרלית, שיכולה לצלם בנפרד 12 אורכי גל בכל טווח האור הנראה וקצת מעבר לו – על-סגול ותת-אדום. הלוויין נועד למחקרי סביבה וחקלאות, ושמו הלועזי הוא ראשי תיבות של Vegetation and Environment monitoring on a New Micro Satellite  (ניטור צמחייה וסביבה באמצעות מיקרו-לוויין חדש) כאשר האות M הוחלפה באות היוונית μ (מיו) המסמלת "מיקרו" בנוסחאות מדעיות.

המצלמה שפותחה בחברת אל-אופ סיפקה צילומים בהפרדה גבוהה יחסית, שמאפשרים להבחין בפרטים בגודל 5-4 מטרים. זה לא דומה להפרדה של לווייני ריגול, שיכולים לזהות עצמים בגודל עשרות סנטימטרים, אבל כאן המטרה הייתה לראות את התמונה הגדולה, ולבחון שינויים בצבע הצמחייה, למשל. בתמונה שמכסה מאות קילומטרים רבועים, הפרדה כזו מאפשרת לא רק להבחין בין שדות, אלא גם לראות שינויים בתוך שדה מסוים, ולעקוב בזמן אמת אחר השפעות של שינויי משטר השקיה, דישון או הדברה למשל.

"אין כיום שום לוויין פעיל שמשתווה ביכולות שלו לוונוס, ולא מתוכנן כזה", אמר למכון דוידסון פרופ' ארנון קרניאלי מבית הספר לקיימות ושינויי אקלים באוניברסיטת בן גוריון, המדען הראשי בצד הישראלי של המיזם. "השילוב בין ההפרדה הספקטרלית, ההפרדה המרחבית, והמסלול שאיפשר לו לצלם את אותו אזור כל יומיים באותה שעה ובאותה זווית, הפכו אותו לסופר-מיוחד. יש לוויינים עם רזולוציה טובה יותר ועם זמני חזרה טובים יותר, אבל אין עוד שילוב כזה".

אין שום לוויין שמשתווה לו, בשקלול היכולות. הדמיה של לוויין Venμs בחלל, עם המצלמה ההיפר-ספקטרלית של אל-אופ | מקור:  CNES/IDE./SARIAN Robin, 2015

"הפיתוח של הלוויין יצא לדרך ב-2007, כשעל פי ההסכם המקורי ישראל הייתה אמורה לבנות את הלוויין עצמו וצרפת – את המצלמה. אבל החברה הצרפתית שהייתה אמורה לספק את המצלמה לא עמדה במשימה, והצרפתים פנו לאל-אופ הישראלית שתייצר אותה עבורם", אמר יואל פיקסלר, שניהל באל-אופ את פרויקט המצלמה של ונוס מראשיתו, בשיחה עם אתר מכון דוידסון. "זו לא מצלמה במובנים הרגילים שלה, כי היא מצלמת כל אורך גל בנפרד, אם כי אפשר גם להרכיב תמונות רגילות מהנתונים שלה, אבל החשיבות העיקרית שלה היא היכולת למדוד אורכי גל מאוד מסוימים בדיוק גבוה מאוד, וזה דרש פיתוח הנדסי מורכב ומסובך. רק הייצור של מסנני האור שיעמדו בדרישות שלנו לקח שנה וחצי".

לוויין ונוס שוגר בתחילת אוגוסט 2017 ממרכז החלל האירופי בגיאנה הצרפתית שבדרום אמריקה. הוא הקיף את הארץ במסלול בגובה 720 קילומטר, ונכנס לעבודה השוטפת רק אחרי כמה חודשים של כיול המצלמה בחלל. כעבור כשנתיים וחצי הוא ירד לגובה 410 קילומטר למשימה השנייה שלו – בחינת מנוע יוני חדשני של חברת רפאל. המשימה המקורית תוכננה להימשך כמעט ארבע שנים, אבל מכיוון שנותר ללוויין די דלק, הוחלט להאריכה. הוא הועלה למסלול של 560 קילומטר, שם צילם את אתרי המחקר פעם ביממה, ולא כל יומיים כמו במסלול המקורי. "הוא עבד שבע שנים בלי תקלה", אמר פיקסלר בגאווה. "בסופו של דבר הדלק אזל, והוא הוכוון למסלול שהביא אותו לשריפה בטוחה בכניסה לאטמוספרה".

הלוויין נועד כאמור למחקרי חקלאות וסביבה, כאשר צילומיו מאפשרים לחוקרים לעקוב באמצעות שינויים קלים בצבע הצמחייה, הקרקע, או המים אחר השפעות סביבתיות ויעילות של משטרי השקיה, דישון ועוד. "בזכות הרזולוציות הגבוהות הלוויין מאפשר להשוות בין ממשקים באותו שדה עצמו, או את השפעת כמות המשקעים על שדות במרחק קילומטרים אחדים זה מזה", אמר קרניאלי. "בסופו של דבר זה לוויין מדעי, וההצלחה שלו נמדדת בכמות ובאיכות המחקרים שהוא מניב. יש כבר יותר ממאה פרסומים מדעיים מבוססים על הממצאים שלו, רבים מהם בכתבי עת מובילים, ובמגוון רחב של תחומים – לא רק חקלאות, אלא גם נושאים כמו מעקב אחר איכות המים במאגרים, ואפילו מחקר ארכיאולוגי וסיוע בחשיפת מבנים תת-קרקעיים בנמל קיסריה".

שבע שנות עבודה בלי תקלות. מפגש של ותיקי פרויקט ונוס בשבוע שעבר, לציון סיום משימתו של הלוויין. מימין: יואל פיקסלר, חיים רוסו, אבי בלסברגר לשעבר מנכ"ל סוכנות החלל הישראלית, טוביה שפרכר, ג'רמי טופז, אילן פורת, מיכאל ברגר, ארנון קרניאלי ודוד יעקבסון | צילום באדיבות יואל פיקסלר

עם סיום פעילותו של הלוויין, אין כרגע חלופה למעקב שהוא איפשר לחוקרים. "לא היתה תוכנית המשך לייצר מצלמה כזו לשימושים נוספים", אמר פיקסלר. "ניסינו להציע את המצלמה לכמה חברות וגופים ברחבי העולם, אבל לא הצלחנו לשווק את הטכנולוגיה הזו".

"בלוויינים צבאיים שייצרנו, נפרדנו מהמצלמות לאחר תחילת המשימה. כאן ליווינו את הפרויקט לכל אורכו, והרגשנו בשמיים", הוסיף פיקלסר שפרש לגמלאות מאל-אופ סמוך להשלמת הלוויין, אבל המשיך להיות מעורב בפרויקט כיועץ לסוכנות החלל הישראלית. "זה תינוק שנולד במאמצים רבים, והיה מרגש לראות אותו מגיע לבגרות ועומד במשימות שלו".

לעומת פיקסלר, המדען הראשי קרניאלי לא ממהר להיפרד מלוויין ונוס. "התחלתי את המסע עם הלוויין הזה ב-1998, כשעוד דובר במקור על פרויקט משותף עם גרמניה. גם עכשיו אנו ממשיכים לנתח נתונים שאספנו עם הלוויין במשך השנים. בימים אלה למשל אנו מנתחים צילומים של אזור עוטף עזה, לבחון את השפעות המלחמה על הצמחייה ועל הקרקע. אנו עדיין עמוק בעשייה, אז אני לא מרגיש פרידה מהלוויין, למרות שהיה נחמד אם היו לנו עוד כמה שנות פעילות שלו".

למרות שהטכנולוגיה בלוויין הייתה ישראלית לגמרי, העבודה נעשתה כאמור בשיתוף פעולה עם סוכנות החלל הצרפתית ועם מדענים צרפתים, שהובילו בין השאר את תהליכי הכיול ועיבוד הנתונים. "יש הרבה מאוד יתרונות לשיתופי פעולה כאלה. ואחד מהם הוא שהסכמים בינלאומיים מחייבים אותנו לעמוד ביעדים. למדנו מהצרפתים הרבה על עבודה מסודרת ומובנית, וכמובן שתרמנו את החלק שלנו", מסכם קרניאלי. "יצא מוצר מוצלח מאוד משיתוף הפעולה הזה".

סרטון של מכון דוידסון לקראת שיגורו של לוויין "ונוס" ב-2017:

חוזרים לשגרה ועושים כסף

חברת ספייס אקס חידשה השבוע את השיגורים של טילי פלקון 9, אחרי כשבועיים של הפסקה בעקבות הכשל בשלב השני של הטיל במשימה שגרתית להצבת לווייני סטארלינק בחלל. החברה הודיעה כי איתרה את הגורם לדליפת החמצן שהובילה לכשל: קרע בחוט של חיישן לחץ במכל החמצן, שנגרם עקב שילוב של עייפות החומר ורטט חזק של מנוע השלב הזה. התקלה גרמה לשחרור של חמצן, הנחוץ לשריפת הדלק, ומנעה מהשלב השני של הטיל להגיע למסלול הדרוש.

לאחר שקיבלה את אישור מינהל התעופה האזרחית (FAA) לחדש את השיגורים, מיהרה ספייס אקס לשגר בתחילת השבוע שלושה טילי פלקון 9, שניים ממרכז החלל בפלורידה ואחד מבסיס ונדנברג בקליפורניה, והם הציבו במסלוליהם 67 לווייני תקשורת נוספים של הרשת.

בתוך כך, חברת ספייס אקס קיבלה עוד חוזי שיגור מחיל החלל של הארצות הברית, בשווי של כמעט 700 מיליון דולר. החיל הודיע כי הוא מרחיב את הסכמי השיגור שחתם בשנת 2020 עם ספייס אקס ועם תאגיד ULA, המשותף לחברות בואינג ולוקהיד מרטין. ULA קיבלה שיגורים נוספים בעלות מתוכננת של 1.1 מיליארד דולר, והגדילה את היקף החוזה שלה עם חיל החלל ל-4.5 מיליארד דולר. היקף החוזה של ספייס אקס צמח לארבעה מיליארד דולר. בסך הכול הוסיף חיל החלל לחוזה 15 שיגורי לוויינים, והעלה את המספר הכולל ל-49. עם זאת, יחס השיגורים בין החברות עשוי להשתנות לטובת ספייס אקס, בשל העיכובים בפיתוח טילי וולקן של ULA, שהגיעו רק בתחילת השנה לשיגור הבכורה.

הטיל הוותיק חזר לפעולה אחרי תקלה נדירה מאוד. שיגור טיל פלקון 9 ממרכז החלל קנדי בפלורידה השבוע | צילום: SpaceX

ממשיכים להפסיד כסף

חברת בואינג וסוכנות החלל של ארצות הברית, נאס"א, השלימו השבוע שני ניסויים במערכת ההנעה של חללית סטארליינר, החללית המאוישת של בואינג המעוכבת כבר קרוב לחודשיים בתחנת החלל הבינלאומית עקב תקלות בטיסת הבכורה המאוישת שלה. האסטרונאוטים שבוחנים את החללית, בארי וילמור (Wilmore) וסוניטה ויליאמס (Williams), הפעילו את מנועי ההכוון של החללית בעודה עוגנת בתחנה, כדי לבדוק אם צוותי ההנדסה של החברה ושל סוכנות החלל אכן הצליחו לאתר את הגורמים לדליפות ההליום ששיבשו את פעילותם של ארבעה מ-28 המנועים האלה.

לאחר ניתוח התוצאות של הניסויים האלה אמורים צוותי ההנדסה המשותפים לקבוע תאריך לניתוק החללית מהתחנה ולהשלמת טיסת הניסוי שלה עם חזרה לאטמוספרה ונחיתה. במקור נקבע כי החללית תוכל להתעכב בתחנה 45 יום לכל היותר, עקב חשש כי מצבריה יתרוקנו. אולם המצברים מחזיקים זמן רב יותר מהמתוכנן, מה שמאפשר לדחות עוד את הנחיתה.

גם כאשר בואינג תשלים סוף סוף את טיסת המבחן, עדיין לא ברור כיצד הבעיות בחללית סטארליינר ישפיעו על החלטות נאס"א להשתמש בחללית לשיגור אסטרונואטים לתחנת החלל. בואינג הייתה אמורה להצטרף לספייס אקס, שמטיסה אסטרונאוטים לתחנת החלל מאז 2020, אבל היא תצטרך לפזר את ענני הבטיחות הכבדים שמעיבים כעת על החללית שלה. בתוך כך הודיעה בואינג השבוע על הפסד של עוד 125 מיליון דולר בפרויקט סטארליינר. ההרפתקה הזו עלתה לבואינג עד כה 1.6 מיליארד דולר, ולא נראה שזרוע החלל של בואינג היא שתחלץ את ענקית התעופה מהקשיים שהיא מתמודדת עימם כעת.

עדיין לא נקבע תאריך חזרה לכדור הארץ. חללית סטארליינר של בואינג עוגנת כבר כמעט חודשיים בתחנת החלל הבינלאומית | צילום: NASA

הכוכב שיתפוצץ לנו בפנים

אסטרונומים ברחבי העולם, ליתר דיוק ברחבי חצי הכדור הצפוני, מכוונים בימים אלה את טלסקופיהם לקבוצת הכתר הצפוני, בציפייה דרוכה לראות פיצוץ של כוכב בשידור חי. טוב, זה לא בדיוק שידור חי. הכוכב הזה,T  בקבוצת הכתר הצפוני (T Coronae Borealis), מרוחק כ-3,000 שנות אור מאיתנו, כך שהפיצוץ שאנו מקווים לראות כעת כבר התרחש בערך בתקופת דוד המלך, רק שאורו מגיע אלינו כעת. למעשה זה גם לא כוכב אחד, אלא מערכת של שני כוכבים – ננס לבן לוהט ודחוס שנותר מקריסת כוכב לתוך עצמו בסיום חייו, וענק אדום שחג סביבו. בגלל הכבידה החזקה שלו, הננס הלבן מושך אליו גז מימן משכנו. הגז מצטבר בדיסקה סביב הננס הלבן, אך היא אינה יציבה, והיא מתערערת יותר ככל שהמסה שלה עולה, עד שהיא מתפוצצת באירוע בהיר מאוד המכונה נובה. האירוע הזה לא הורס את הכוכב, ולמעשה מתרחש כל כמה עשרות שנים.

בתקופה האחרונה מתרבים הסימנים לפיצוץ קרוב כזה, ואסטרונומים רבים מנסים כאמור לתעד את הרגע. רובם הגדול אסטרונומים חובבים. גופי מחקר וסוכנויות חלל המפעילים טלסקופים בעלויות של מיליוני ואף מיליארדי דולרים, אינם יכולים להרשות לעצמם לבזבז זמן צפייה יקר מפז על המתנה לאירוע שיכול להתרחש גם עוד כמה שנים. "זה כמו לצפות בסיר מתחמם על הכיריים", אמר טום מנגיני (Meneghini), המנהל לשעבר של מצפה הכוכבים בהר וילסון שבקליפורניה, לעיתון לוס אנג'לס טיימס.  "אני מניח שכולם יכוונו לשם טלסקופים כשזה יקרה, אבל זה שנשב ונתבונן בכוכב לא יגרום לזה לקרות".

כשהכוכב יתפוצץ, יכוונו אליו טלסקופים רבים, ובהם טלסקופ החלל ג'יימס וב, בתקווה שהמדענים יוכלו לתעד את האירוע, לחקור אותו, ולהבין טוב יותר את הפיזיקה של כוכבים כאלה ואת התהליכים שמתרחשים בהם. בינתיים הם נסמכים על אסטרונומים חובבים, בהם כאלה עם ציוד יקר ומשוכלל מאוד, שישמשו "העיניים שלהם בשמיים". מה שאולי יפחית את הצורך בכך יהיה טלסקופ החלל הישראלי, אולטראסט, המיועד לשיגור בעוד כמה שנים. תפקידו העיקרי יהיה לסרוק את השמיים בחיפוש אחר אירועים כאלה בדיוק – אירועים מהירים יחסית הפולטים אנרגיה רבה – כדי לחקור אותם בעצמו וגם להפנות אליהם טלסקופים קרקעיים וטלסקופי חלל.

מחכים לפיצוץ שאירע לפני אלפי שנים. הדמיה של כוכב על סף פיצוץ מסוג נובה | מקור: Pixabay/CC0 Public Domain