ספייס אקס מתמקדים במגן בחום, שיא גיל בטיסת חלל, הכלכלה של ניקוי פסולת וממצאים מפתיעים על כוכב לכת רחוק. סיכום השבוע ברחבי היקום
האתגר: כניסה לאטמוספרה
חברת ספייס אקס הודיעה כי תנסה לשגר בעוד שבועיים מערכת סטארשיפ לטיסת ניסוי רביעית. האתגר העיקרי הפעם יהיה חזרה מוצלחת של החללית לאטמוספרה, לאחר שבניסוי הקודם, בחודש מרץ, נכשלה החברה בכיוון מגן החום של החללית כלפי מטה בכניסה לאטמוספרה, והיא נשרפה והתפרקה מעל האוקיינוס ההודי.
ביום שני השבוע השלימה החברה בהצלחה את החזרה הגנרלית לשיגור, כולל תדלוק של החללית ושל טיל השיגור "סופר הבי" על כן השיגור וביצוע של שלבי הספירה לאחור, אך ללא השיגור עצמו. לאחר הניסוי צייץ אילון מאסק (Musk), מנכ"ל ספייס אקס, "ניסוי סטארשיפ רביעי בעוד כשבועיים. המטרה העיקרית היא לעבור בהצלחה את שיא החום בכניסה לאטמוספרה". הוא הוסיף כי אף אחד עדיין לא הצליח לייצר מגן חום רב פעמי אמיתי לחללית, וכי במעבורות החלל נדרשו שישה חודשים של תיקונים אחרי כל טיסה.
מגן החום של חללית סטארשיפ מורכב מכ-18,000 אריחים קרמיים משושים, המכסים קצת יותר ממחצית גופה הגלילי. בעת הכניסה לאטמוספרה הטמפרטורה עקב החיכוך עם האוויר מגיעה ליותר מ-1,400 מעלות צלזיוס. הצד של מגן החום אמור לפנות כלפי מטה, ולמנוע את התחממות החללית עצמה.
האם מגן החום יעמוד במבחן? מערכת סטארשיפ על כן השיגור בחזרה הגנרלית השבוע | צילום: SpaceX
טיסת הניסוי הרביעית תהיה באותו מתווה של הניסוי השלישי, אך עם פחות ניסויים, כדי להתמקד בשלב הכניסה לאטמוספרה. הסטארשיפ תשוגר מבסיס החלל של ספייס אקס בדרום טקסס, ולאחר הפרדת החללית מטיל השיגור, תנסה החברה לבצע תמרון הנחתה של הטיל מעל הים במפרץ מקסיקו, מה שלא צלח בניסויים הקודמים. מאסק הצהיר לאחרונה כי לאחר שתי הצלחות בתמרון כזה, תנסה החברה להנחית את טיל השיגור נחיתה רכה על הקרקע, באתר השיגור. החללית עצמה תמשיך בכוח ששת מנועיה לגובה של יותר מ-200 קילומטר, אך לא תיכנס למסלול סביב כדור הארץ, אלא תחזור לאטמוספרה מעל האוקיינוס ההודי. בתקווה, החללית תעבור בשלום את שיא החום כשכל מערכותיה מתפקדות, ואולי תנסה לבצע תמרון נחיתה אנכית מעל הים.
בספייס אקס לא מתכוונים לחזור לפי שעה על שלושה ניסויים נוספים שהיו בטיסה השלישית – העברת דלק ממיכל למיכל, כהכנה לאפשרות של תדלוק חלליות עתידי, שככל הנראה הצליחה; פתיחה וסגירה של דלת המיועדת בעתיד להצבת לוויינים בחלל, שנכשלה בטיסה הקודמת; והתנעה מחדש של מנועי החללית בחלל, שתאפשר תמרון מדויק של כניסה לאטמוספרה, וגם היא לא עלתה יפה בניסוי הקודם. היות שהחללית לא תיכנס למסלול סביב כדור הארץ בניסוי הזה, הפעלת המנועים לא דרושה בשביל להכניס אותה חזרה לאטמוספרה.
מבחינת ספייס אקס, פיתוח הסטארשיפ הוא חלק מחזון רחב של התיישבות על מאדים, וגם הוזלת עלויות השיגור למסלול סביב כדור הארץ, והשתלטות כמעט מוחלטת על שוק שיגור הלוויינים. בסוכנות החלל האמריקאית, נאס"א, בחרו ב"שיפ" לרכב הנחיתה המאוישת על הירח במשימות הראשונות של תוכנית ארטמיס, שבינתיים סובלת מעיכובים ודחיות. אחת הסיבות לכך היא שספייס אקס צריכה לפתח תצורה ייחודית של הסטארשיפ עבור הנחיתה על הירח, אך זו עדיין רחוקה מאוד משלב מבצעי.
מתמקדים באתגר הכניסה לאטמוספרה. הילה של פלזמה נראית בבירור סמוך למגן החום בעת כניסת החללית לאטמוספרה בניסוי הקודם, לפני שהיא נשרפה | צילום: SpaceX
החלל שייך לישישים
חברת בלו אוריג'ין חידשה את טיסות התיירות לגבול החלל לאחר הפסקה של כמעט שנתיים, ושיגרה שישה נוסעים לטיסה תת-מסלולית שהגיעה לגובה 105 קילומטרים. אחד מהם היה הפסל וטייס חיל האוויר האמריקאי בדימוס, אד דווייט (Dwight), שנרשם בהיסטוריה כאדם המבוגר ביותר שטס לחלל, בגיל 90 וקצת יותר משמונה חודשים.
בעבור דווייט הטיסה הייתה סגירת מעגל מיוחדת: בתחילת שנות ה-60 הורה נשיא ארצות הברית, ג'ון קנדי, לשלב אותו בהכשרת האסטרונאוטים של נאס"א, בשל מחאות שהיא כוללת רק אסטרונאוטים לבנים. ואולם, דווייט נפל קורבן למאבקים הבין-גזעיים בארצות הברית, נכפה על תוכנית החלל בלי הכשרה מתאימה ולא הצליח להשתלב. הוא הודח רשמית לאחר רצח הנשיא קנדי בנובמבר 1963, וחלפו עוד כעשרים שנה בטרם שיגרה ארצות הברית אסטרונאוט שחור ראשון.
דווייט שבר את השיא של השחקן ויליאם שאטנר, שהגיע גם הוא לגבול החלל בטיסה של בלו אוריגי'ן ב-2021, כשהיה בן 90 ושישה חודשים. האדם המבוגר ביותר עד כה שהיה במסלול סביב כדור הארץ הוא עדיין האסטרונאוט האמריקאי הוותיק ג'ון גלן (Glenn), שב-1998 שכנע את נאס"א לצרף אותו לטיסה של מעבורת חלל בגיל 77.
חוץ מדווייט כללה הטיסה עוד חמישה נוסעים: מייסון אנג'ל (Angel), סילבן שירון (Chiron), קנת הס (Hess) קרול שלר (Schaller) וגופי טוטקורה (Thotakura). ככל הידוע כולם קנו את כרטיס הטיסה בכסף מלא. בלו אוריגי'ן אינה מפרסמת את פרטי המחיר שהיא גובה על הטיסות, וההערכות הן כי המחירים נעים בין רבע מיליון לחצי מיליון דולר לאדם. את הטיסה של דוייט מימנו קרן פרטית וארגון ללא מטרות רווח. בסך הכל הטיסה החברה עד כה 37 אסטרונאוטים פרטיים, לעומת 26 של החברה המתחרה על שוק הטיסות לגבול החלל, וירג'ין גלקטיק, שמתמודדת כעת עם קשיים כלכליים משמעותיים.
כאמור, טיסת התיירות הייתה הראשונה של בלו אוריגי'ן אחרי הפסקה של כמעט שנתיים, בעקבות פיצוץ בטיל השיגור שלה, ניו שפרד, בספטמבר 2022, בעת שיגור חללית לא מאוישת. מינהל התעופה האזרחית של ארצות הברית, FAA, אישר לחברה לחדש את הטיסות רק לאחר שביצעה יותר מ-20 תיקונים בטיל, בחללית ובנהלי השיגור.
סגירת מעגל אחרי יותר מ-60 שנה. דווייט יוצא מהחללית של בלו אוריג'ין לאחר הנחיתה | צילום: Blue Origin
מורידים את הזבל
דו"ח של סוכנות החלל של ארצות הברית, נאס"א, מעלה את האפשרות כי הטיפול בכמויות הגדולות של פסולת החלל במסלול סביב כדור הארץ עשוי להיות יקר פחות ממה שחשבו עד כה. את הדו"ח, שכותרתו "עלות ותועלת של התמודדות, מעקב, וטיפול בפסולת חלל", חיברו חוקרים בלשכת הטכנולוגיה, המדיניות והאסטרטגיה של נאס"א (OSTP), כשהמשך לדו"ח ראשון בנושא שפרסמו אשתקד. במסמך החדש הם מציעים דרכים לחשב את עלויות הטיפול בפסולת חלל או התמודדות אחרת עמה, כמו מיגון לוויינים מפני פגיעה של רסיסי פסולת זעירים.
פסולת החלל כוללת את כל העצמים המלאכותיים שאינם לוויינים פעילים או חלליות במסלול סביב כדור הארץ: מלוויינים שלמים שסיימו את תפקידם, דרך חלקי טילים, שברים גדולים שנוצרו בהתנגשויות בחלל, ואפילו כלי עבודה שאסטרונאוטים שמטו, ועד רסיסים זעירים, טיפות דלק שקפאו או פיסות צבע שהתקלפו. כל אלה נעים במהירות של עשרות אלפי קילומטרים בשעה, ועלולים לגרום נזק כבד לחלליות פעילות או ליצור עוד פסולת בהתנגשות עם שברים אחרים.
"המחקר מאפשר לנו לענות על השאלה: מהן הדרכים הזולות ביותר להתמודד עם הבעיה הגדלה והולכת של פסולת חלל?", אמר ראש הצוות, ג'ריקו לוקי (Locke). "כשאנו מודדים הכל בדולרים, אנו יכולים להשוות עלויות מיגון לעלויות של הגברת המעקב אחרי חלקיקי פסולת קטנים, או סילוק של חמישים פיסות פסולת גדולות בהשוואה לסילוק 50 אלף פיסות קטנות".
החוקרים לקחו בחשבון לא רק את העלויות הישירות של כל דרך פעולה, אלא גם מחירים עקיפים – למשל הפעלת מנוע של לוויין כדי לשנות את מסלולו ולחמוק מהתנגשות עם פסולת, מה שגורם לבזבוז דלק ולקיצור תקופת הפעילות שלו בחלל.
בשנים האחרונות החל תכנון של כמה משימות לסילוק פסולת חלל, אחת מהן של חברת אסטרוסקייל, תאגיד בינלאומי בבעלות יפנית. מרכז הפיתוח שלו בתל-אביב מוביל את פיתוחן של טכנולוגיות זיהוי וחבירה, החיוניות הן להארכת חיי לוויינים במסלול, והן לאיתור ואיסוף פסולת. החברה זכתה במכרז של ממשלת יפן להוציא לפועל עד 2028 משימה שתדגים את יכולתה לבחון מקרוב, לצלם ולנתח לוויין גדול שיצא מכלל שימוש, כהכנה לסילוקו מהמסלול. אלא שמשימות כאלה צפויות להיות יקרות מאוד. לכן, אומרים בנאס"א, לפני שמטפלים בבעיה בהיקף גדול, יש לבחון את העלויות. "המחקר הוא חלק מהמאמץ של נאס"א לשפר את ההבנה של סביבת החלל באמצעות בחינת הבעיה הקריטית הזו דרך עדשה כלכלית", אמרה ראש ה-OSTP, צ'ריטי ווידן (Weeden).
להסתכל על הבעיה גם בראייה כלכלית כוללת. איור של פסולת חלל סביב כדור הארץ | מקור: NASA
לחקור מבפנים כוכבי לכת רחוקים
כוכב הלכת Wasp-107b התגלה ב-2017 סביב שמש בינונית, המרוחקת כמאתיים שנות מאיתנו. הנפח של כוכב הלכת דומה לזה של צדק, אבל המסה שלו היא רק עשירית מזו של ענק הגז הזה, לכן החוקרים מעריכים שיש לו מרקם של צמר-גפן-סוכר. הוא קרוב מאוד לשמש שלו, ומשלים הקפה סביבה בפחות משישה ימי ארץ. בשל כך האטמוספרה שלו חמה מאוד – כ-500 מעלות צלזיוס.
במחקר שפורסם השבוע הצליחו חוקרים לנתח את הרכב האטמוספרה של כוכב הלכת, ואף את הרכבו הפנימי, בעזרת מדידות בטלסקופ החלל ג'יימס וב. הם הופתעו לגלות כי ריכוז המתאן (CH4) באטמוספרה של Wasp-107b נמוך פי אלף ממה ששיערו קודם, ושלכוכב הלכת יש ליבה כבדה בהרבה ממה שציפו למצוא.
בעזרת הספקטרומטרים הרגישים של טלסקופ החלל, המנתחים את הרכב אורכי הגל של קרני אור המשתנה לפי החומרים הכימיים שהוא נפלט מהם או עובד דרכם, גילו החוקרים כי האטמוספרה של כוכב הלכת מכילה הרבה גופרית דו-חמצנית (SO2), אדי מים, פחמן דו-חמצני (CO2) ופחמן חד-חמצני (CO), וגם יסודות כבדים, אבל כאמור הרבה פחות מתאן מהצפוי על פי השוואה לענקי גזים במערכת השמש שלנו.
החוקרים משערים שלכוכב הלכת הזה היה בעבר מתאן רב יותר, אך הוא מתפרק עקב הטמפרטורות הגבוהות באטמוספרה, ויוצר את תחמוצות הפחמן, שרמתן אכן גבוהה מהצפוי. הסיבה לכך, לדברי החוקרים, אינה נעוצה רק בחום השמש של כוכב הלכת, אלא גם במקור חום פנימי שלו, שנוצר כנראה בשל כוחות המשיכה החזקים של השמש שלו. "מעולם לא הצלחנו לחקור בפירוט כזה את תהליכי ערבול הגזים באטמוספרה של כוכב לכת במערכת שמש אחרת", אמר ראש צוות המחקר, דייויד סינג (Sing) מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס בארצות הברית. "זה יעזור לנו להבין את הדינמיקה של תהליכים כאלה, ואנו בהחלט זקוקים לכך כשאנו מתחילים לחפש כעת כוכבי לכת סלעיים במערכות שמש אחרות, וסימנים שיכולים להעיד על פעילות ביולוגית באטמוספרות שלהם".
מרקם של צמר-גפן מתוק עם הרכב גזים מפתיע וליבה כבדה מהצפוי. כוכב הלכת Wasp-107b בעיני אמן | איור: ROBERTO MOLAR CANDANOSA/JOHNS HOPKINS UNIVERSITY
