חללית אמריקאית הגיעה לאסטרואיד בֶּנוּ, בדרך לאיסוף הדגימה הגדולה ביותר של אדמת גרם שמימי מאז משימות אפולו

האסטרואיד בֶּנוּ (Bennu) הוא גרם שמימי מעניין מאוד. הוא נוצר ככל הנראה בראשית ימיה של מערכת השמש, וייתכן שהוא משמר בקרבו רמזים להרכב חומרי הבניין של כוכבי הלכת. הוא עשיר בפחמן ועשוי להכיל מולקולות שאיפשרו את התפתחות החיים על פני כדור הארץ, ואולי גם במקומות אחרים. חוקרים סבורים שהוא מכיל גם מתכות יקרות ערך, כמו פלטינה, שהופכות להיות חשובות יותר ויותר בתעשיית האלקטרוניקה. אם אין די בכך, יש סיכוי קלוש שהאסטרואיד הזה יתנגש בכדור הארץ בסוף המאה הבאה, כך שכדאי מאוד להכיר היטב את הרכבו ואת המבנה שלו, למקרה שהנינים של הנינים שלנו יידרשו להסיטו ממסלולו (סיכון של 0.037 אחוז).

מכל הסיבות האלה בחרה סוכנות החלל האמריקאית, נאס"א, באסטרואיד בֶּנוּ כיעד של המשימה השאפתנית אוזיריס-רקס (OSIRIS-REx) – חללית לא מאוישת שאמורה לאסוף דגימות מהאסטרואיד ולחזור לכדור הארץ. אוזיריס-רקס תביא אלינו את כמות החומר הגדולה ביותר מגרם שמיים אחר מאז סיומה של תכנית אפולו ב-1972, שהחלליות שלה הביאו מהירח עשרות קילוגרמים של אבנים בכל משימה (לא בטוח שהיא תעבור את החללית הרוסית הלא מאויישת לונה-24, שהביאה ב-1976 170 גרם של אדמת ירח).

המשימה הזו שאפתנית מאוד לא רק בגלל שבֶּנוּ רחוק הרבה יותר מהירח, אלא בעיקר בגלל שהוא גוף קטן מאוד. למעשה מדובר בסלע שצורתו מתקרבת לכדור, וקוטרו כ-500 מטרים בלבד: גדול מאוד ביחס לסלעים שאנו מכירים על כדור הארץ, אבל זעיר ממש כיעד למשימת חלל, ודאי למשימה שאמורה לאסוף חומר מפני השטח של גרם שמיים שהכבידה שלו כמעט אפסית.

מעורר עניין מדעי, כלכלי, טכנולוגי ואפילו ביטחוני - למקרה שיתנגש בכדור הארץ. האסטרואיד בֶּנוּ  | צילום: NASA
מעורר עניין מדעי, כלכלי, טכנולוגי ואפילו ביטחוני - למקרה שיתנגש בכדור הארץ. האסטרואיד בֶּנוּ  | צילום: NASA

להתבונן מקרוב

אחרי מסע של יותר משני מיליארד קילומטר שנמשך קצת יותר משנתיים, הגיעה הערב (שני) החללית אל האסטרואיד. למעשה היא תמשיך להקיף את השמש לצדו, במרחק של כשבעה קילומטר מהאסטרואיד, לצלם אותו ולאסוף נתונים שונים. אחרי כמה שבועות של "טיסת מבנה", תתקרב החללית עוד יותר אל האסטרואיד, ותתחיל להקיף אותו במסלול של פחות משני קילומטר מפני השטח.

החללית אמורה לבלות לא פחות משנה וחצי במסלול משתנה סביב האסטרואיד, כך שהיא תתעד אותו היטב מכל הכיוונים. במהלך תקופה זו אמור הצוות המפעיל אותה לבחור מהיכן על פניו לבצע את נטילת הדגימות. לאחר מכן יתבצעו חזרות לקראת איסוף הדגימה, שבהן תתקרב החללית למרחק של כ-125 מטרים בלבד מפני האסטרואיד.

​שנה וחצי של סריקות מקרוב: הדמיה של החללית בוחנת את האסטרואיד בנו (לא לפי קנה מידה) | מקור: NASA
שנה וחצי של סריקות מקרוב: הדמיה של החללית בוחנת את האסטרואיד בנו (לא לפי קנה מידה) | מקור: NASA

נשיקה ופרידה

התמרון עצמו אמור להתבצע ביולי 2020 – החללית תתקרב למרחק של מטרים אחדים מפני השטח, ואז תושיט זרוע מתקפלת שאורכה יותר משלושה מטרים, ובקצה שלה מתקן איסוף דמוי כיפה. כשהמתקן נוגע בפני השטח מוזרם לתוכו גז חנקן בלחץ גבוה, המעיף מפני השטח אבק ואבנים שגודלן עד שני סנטימטרים. התהליך כולו אמור להימשך חמש שניות בלבד, ובמהלכן ייאסף במיכל הדגימות חומר במשקל שבין 60 גרם לשני קילוגרמים. מיד בתום הזמן הזה תתרחק החללית מהאסטרואיד ותחזור למסלול סביבו, והחומר שאספה יועבר למיכל נשיאה מיוחד. החללית תישאר סמוך לאסטרואיד עוד כשמונה חודשים, ורק במרץ 2021 תיפרד ממנו ותעשה את דרכה חזרה לכדור הארץ. גם המסע חזרה יימשך שנתיים וחצי, ובספטמבר 2023 אמורה החללית להישרף באטמוספרה של כדור הארץ: רק מיכל האיסוף ישרוד את החזרה לאטמוספרה, ויצנח במדבריות יוטה שבארצות הברית.

כך זה עובד: חנקן בלחץ גבוה יעיף את לפחות 60 גרם של חלקיקי קרקע אל מיכל האיסוף | הדמיה: NASA/JPL
כך זה עובד: חנקן בלחץ גבוה יעיף לפחות 60 גרם של חלקיקי קרקע אל מיכל האיסוף | הדמיה: NASA/JPL

כלכלת חלל

החומר שתאסוף החללית יועבר לניתוח מדעי בכמה מוסדות מחקר. בעוד האסטרופיזיקאים ינתחו את חשיבותו להבנת תולדותיה של מערכת השמש, והאסטרוביולוגים יבדקו אם בֶּנוּ ואסטרואידים דומים היו עשויים למלא תפקיד בהתפתחות החיים, כימאים ינתחו את כמויות המתכות הנדירות בדגימות, לטובת כמה חברות מסחריות המעוניינות לפתח את תחום כריית המחצבים מאסטרואידים. אם המשימה תצליח, חברות אלו יפיקו תועלת רבה לא רק מהידע שייאסף על המבנה וההרכב של האסטרואידים, אלא גם מהידע והטכנולוגיה שפותחו לצורך המשימה של חבירה לאסטרואיד קטן, טיסה סמוך אליו וכמובן איסוף חומר ממנו. כמה חברות כאלה, כמו Deep Space Industries או Planetary Resources, כבר מתכננות משימות לעומק החלל בתקווה לאסוף חומרים יקרי ערך שיוכיחו היתכנות כלכלית של משימות כמו זו.

הוכחת היתכנות למשימות כריית מחצבים מאסטרואידים: אוזיריס-רקס באיסוף הדגימות מפני השטח | הדמיה: NASA
הוכחת היתכנות למשימות כריית מחצבים מאסטרואידים: אוזיריס-רקס באיסוף הדגימות מפני השטח | הדמיה: NASA

בין מצרים ליפן

האסטרואיד התגלה בסקר שמיים ב-1999, אבל רק ב-2013, לאחר שהוחלט כי ישמש יעד למשימת המחקר, הוחלט לבחור לו שם במשאל ציבורי. בֶּנוּ הוא עוף החול במיתולוגיה המצרית, המוצג לעיתים כאנפה אפורה. אחד ממשתתפי המשאל ראה דמיון בין האנפה בעלת המקור הארוך לחללית בעלת זרוע האיסוף הארוכה, והצעתו לקרוא לאסטרואיד בֶּנוּ התקבלה. בעקבות זאת נבחר גם למשימה שם הקשור למיתולוגיה המצרית: אוזיריס הוא אל השאול במיתולוגיה המצרית, ועל שמו (בצירוף המילה הלטינית רקס, מלך) הולבשו ראשי התיבות: Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security-Regolith Explorer. בתרגום חופשי: חוקר מקורות, פרוש ספקטרלי, זיהוי משאבים, ביטחון ורֶגוֹלִית, מונחים המכסים את המטרות השונות של המשימה.

אוזיריס-רקס אינה החללית הראשונה המיועדת לאסוף דגימות מאסטרואיד: רק לפני כחודשיים וחצי הנחיתה החללית היפנית היאבוסה-2  שני רכבי שטח קטנים על האסטרואיד ריוגו (Ryugu), ובעוד כמה חודשים היא אמורה לאסוף ממנו דגימות ולהביאן לכדור הארץ. היא ממשיכה את דרכה של חללית היאבוסה הראשונה, שנחתה לפני 13 שנים על אסטרואיד קטן יחסית (פחות או יותר בממדיו של בֶּנוּ), אבל הצליחה להביא לכדור הארץ דגימה של פחות מגרם אחד מאדמתו. המשימה האמריקאית הראשונה לאיסוף דגימה מאסטרואיד אמורה להתעלות על המשימות היפניות: גם להתמקד באסטרואיד קטן יחסית, וגם לאסוף ממנו כמות משמעותית יותר של חומר. על אף התחרות, האמריקאים והיפנים משתפים ביניהם פעולה וחולקים את המידע המדעי והטכנולוגי הקשור למשימות המקבילות על אסטרואידים.

תמונות ראשונות שהעבירה החללית במהלך התקרבותה ההדרגתית לאסטרואיד בֶּנוּ מעוררות עוד יותר את הסקרנות של החוקרים. מקרוב אפשר לראות שפניו מנוקדים באזורים כהים ואזורים בהירים יותר, ולהבחין בכמה סלעים הבולטים מפני השטח ובמכתשים על פניו "הממצאים האלה מרגשים מאוד", סיכם ראש צוות המשימה, האסטרופיזיקאי דנטה לורטה (Lauretta) מאוניברסיטת אריזונה. "נראה שהולך להיות לנו כיף מאוד כשנתקרב ממש אל האסטרואיד".

צפו בסרטון של נאס"א על משימת אוזיריס-רקס (אנגלית):

2 תגובות

  • גד סמואל

    אוזיריס-רקס

    איתי שלום,
    קראתי בעניין את כתבתך על אוזיריס-רקס שהגיעה ל-Bennu, ורציתי לשאול:
    אתה כותב שהחללית טסה 2 מיליארד ק”מ, בעוד שראיתי באתר כלשהו שמרחקו של האסטרואיד מכדור הארץ הוא כ-120 מיליון ק”מ, איך זה מתיישב?
    ועוד: כדי לטוס 2 מיליארד ק”מ בשנתיים, מהירותה הממוצעת צריכה להיות למעלה מ-100,000 קמ”ש, האמנם זו מהירותה?
    בברכה ובתודה,
    גד

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאיתי נבו

    תשובה

    תודה גד! כדי לשלוח את החללית במסלול ישיר לאסטרואיד ולהקנות לה את המהירות הדרושה, נחוצה כמות עצומה של דלק, ולכן גם חללית ענקית ו / או טיל שיגור עצום. כדי לעקוף א הדרישה הזו, נשלחה החללית להקפה של שנה סביב השמש, ואז נכנסה שוב לסיבוב סביב כדור הארץ בתמרון המכונה "מקלעת כבידתית" – המגביר את המהירות שלה. כך היא משתמשת בדלק שלה רק לתיקוני מסלול, לא לצבירת המהירות. גם אז היא לא טסה ישירות לאסטרואיד, אלא מקיפה את השמש עד שמסלוליהם נפגשים. מכיוון שהאסטרואיד מקיף את השמש במהירות של יותר מ-100,000 קמ"ש, היא אכן צריכה להגיע למהירות כזו כדי לטוס לידו וסביבו