התמונות של ג'יימס וב, החור השחור בשביל החלב, ארטמיס 1, משימת רקיע, הסטת אסטרואיד ממסלולו, לווייני תלמידים ישראלים וייצור חמצן על מאדים – אלה רק מקצת אירועי החלל של השנה החולפת
התמונות מקצה היקום
בסוף השנה שעברה שוגר טלסקופ החלל ג'יימס וב, הטלסקופ הענקי והמשוכלל, הקולט בעיקר קרינה תת-אדומה. לאחר כחצי שנה של הכנות שכללה מסע לנקודת L2, פריסת המכשירים המדעיים וכיולם, התחיל הטלסקופ להעביר תמונות ותצפיות מרהיבות מקצות היקום. בחודש יולי השנה פרסמה נאס"א את התמונות הראשונות של הטלסקופ, שהדגימו מגוון מיכולותיו. מאז פרסמו החוקרים המשתמשים בטלסקופ שלל תמונות נוספות, וכתבו כמה וכמה מאמרים מדעיים על בסיס ממצאיו. בין השאר הציגו החוקרים תצפיות על גלקסיות רחוקות במיוחד, התנגשויות בין גלקסיות, על אזורים שבהם נוצרים כוכבים, על הרכב האטמוספרות של כוכבי לכת במערכות שמש אחרות וגם על כוכבי לכת במערכת השמש שלנו, כמו נפטון וכוכב הלכת צדק.
לצד ההצלחות המרשימות, הטלסקופ גורם למפעיליו לא מעט כאב ראש. בשלב מוקדם מאוד המראה הראשית שלו נשרטה מפגיעת מיקרומטאוריט, ואף שהטכנולוגיה של הטלסקופ מאפשרת להתגבר על הנזק, שונו נוהלי התצפית כדי להפחית את הסיכון לפגיעה נוספת. כמו כן התמודדו מפעיליו עם תקלה בגלגל הכיוון של אחת המצלמות, ולאחרונה עם השבתה של שבועיים עקב תקלת תוכנה. למרות התקלות האלה, שחלקן היו צפויות בהתחשב במורכבות הטלסקופ ובסביבה העוינת של החלל, המדענים והמהנדסים מפיקים ממנו שפע של תצפיות מרתקות, וצפויים להמשיך לעשות זאת גם בשנים הבאות.
לפענח את סודות היקום. "עמודי הבריאה" – אזור שבו נוצרים כוכבים רבים, בצילום של טלסקופ וב (מימין) ושל טלסקופ האבל | צילומים: NASA
החור במרכז הגלקסיה
עוד לפני שהחלו להתקבל הצילומים של טלסקופ ג'יימס וב, מיקדה תמונה אסטרונומית אחרת את תשומת הלב התקשורתית: הצילום הראשון של החור השחור סגיטריוס A* במרכז הגלקסיה שלנו, שביל החלב. שיתוף הפעולה הבינלאומי "טלסקופ אופק האירועים" (Event Horizon Telescope) המאגד טלסקופי רדיו גדולים מרחבי העולם, הצליח להרכיב תמונה של החור השחור, ולהראות שהוא אכן שם – מה שעד כה נחזה רק לפי ממצאים עקיפים.
שלוש שנים קודם לכן הציג שיתוף הפעולה הזה צילום ראשון של חור שחור, כשתיעד את החור השחור הענקי במרכזה של גלקסיית M87. החור השחור במרכז הגלקסיה שלנו היה קשה הרבה יותר לצילום, גם כי הוא קטן יותר, וגם בגלל קירבתנו היחסית אליו. הצילומים האלה, וההשוואות ביניהם, מאפשרים לנו לחקור בדרכים חדשות את החורים השחורים, שהם בין התופעות המסקרנות ביקום.
כבד פי ארבעה מיליון מהשמש שלנו. התיעוד של החור השחור במרכז שביל החלב | צילום: EHT Collaboration
ניסוי מוצלח בהגנה פלנטרית
בסוף ספטמבר 2022, אחרי מסע של עשרה חודשים בחלל, התנגשה החללית הלא מאוישת DART של נאס"א, שגודלה במכונית קטנה, באסטרואיד דימורפוס, שגודלו כשני מגרשי כדורגל. מטרת הניסוי הייתה להסיט את האסטרואיד ממסלולו, וכך לבחון את האפשרות לשנות בעתיד את מסלולם של אסטרואידים העלולים להתנגש בכדור הארץ.
כדי שיהיה קל להעריך את תוצאות הניסוי בחרה נאס"א במערכת אסטרואידים כפולה. דימורפוס מקיף אסטרואיד גדול יותר, דידימוס, ומשלים הקפה סביבו בקצת פחות מ-12 שעות. החוקרים קיוו כי ההתנגשות תאט את האסטרואיד הקטן, תסיט אותו למסלול קצת יותר קרוב, ותקצר את זמן ההקפה בעשר דקות, אך הופתעו לגלות כעבור כמה שבועות כי ההקפה התקצרה ב-32 דקות, פי שלושה מהמתוכנן. ההצלחה מעוררת תקווה כי אם נזהה בעתיד אסטרואיד במסלול התנגשות איתנו, נוכל לשגר אליו חללית, או סדרת חלליות, שיתנגשו בו במהירות גבוהה ויסיטו אותו. עם זאת, לשם כך דרוש ידע רב הרבה יותר ממה שנצבר בניסוי הראשוני השנה.
הצלחה בניסוי הראשון, שנותנת תקווה לעתיד בטוח יותר. החללית DART לפני ההתנגשות | הדמיה: NASA
צעד ראשון בחזרה אל הירח
אחרי עיכובים רבים, בנובמבר השנה יצאה לדרך תוכנית ארטמיס, המיועדת להנחית שוב בני אדם על הירח. במשימת ארטמיס 1 שוגרה חללית אוריון לא מאוישת למסע סביב הירח, כולל שני מעברים קרובים אליו מאוד. החללית שוגרה על גבי טיל SLS, טיל השיגור החדש של סוכנות החלל האמריקאית, נאס"א, שאחרי שורת דחיות עקב תקלות ודליפות, תפקד היטב ברגע האמת. חלליות אוריון כוללת את תא הפיקוד, המיועד לשאת ארבעה אסטרונאוטים, ואת רכב השירות הצמוד אליו, שפיתחה סוכנות החלל האירופית, המספק את ההנעה, האנרגיה ושירותים נוספים.
במהלך משימת ארטמיס 1 נבחן התפקוד של כל מערכות החללית: הנעה וכיוון, ניווט, תקשורת, תמיכת חיים וכן הלאה. מסעה בחלל נמשך 26 יום, ובסיומה נפרד תא הפיקוד מרכב השירות וחזר לבדו לכדור הארץ, בתהליך שבו נבחנו מגן החום והמצנחים של החללית. חלק מהמשימה היה גם ניסוי של סוכנות החלל הישראלית וסוכנות החלל הגרמנית עם החברה הישראלית StemRad, שבו מדדו על שתי בובות את רמות הקרינה שהאסטרונאוטים נחשפים אליהן. אחת הבובות הייתה חשופה, והשנייה לבשה את אפוד ההגנה מפני קרינה שפיתחה החברה.
ההצלחה של משימת ארטמיס 1 סוללת את הדרך לארטמיס 2, המתוכננת לשנת 2024, ובה אמור לטוס צוות של אסטרונאוטים ואסטרונאוטיות למסלול סביב הירח, בלי נחיתה עליו. שנה או שנתיים לאחר מכן מתוכננת משימת ארטמיס 3, הנחיתה הראשונה של בני אדם על הירח מאז סיומה של תוכנית אפולו, והיא תתבצע באמצעות חבירה של אוריון לרכב הנחיתה על הירח שמפתחת חברת ספייס אקס. בהמשך התוכנית מקווים בנאס"א, להקים בסיס קבע על הירח.
מעברים קרובים ליד הירח. צילום עצמי של החללית אוריון סמוך לירח עם כדור הארץ ברקע | צילומים: NASA
עוד צעדים קטנים
גם חקר הירח בחלליות לא מאוישות קיבל השנה תנופה. הלוויין האמריקאי הקטן CAPSTONE שוגר ביוני מניו זילנד, לבחון מסלול טיסה ייחודי לירח וחסכוני במיוחד בדלק, ובנובמבר השלים בהצלחה את החלק הזה של המשימה, ונכנס למסלול סביב הירח. במסלול הזה הלוויין אמור לשמש את התוכנית העתידית להצבת תחנת החלל סביב הירח, לאסוף במשך החודשים הבאים נתונים רלוונטיים למשימתה וכן לבחון מערכת ניווט חדשה, המבוססת על תקשורת עם לוויין אחר המקיף את הירח, LRO.
באוגוסט שוגר לוויין של קוריאה הדרומית אל הירח. גם הוא טס לשם במסלול ארוך וחסכוני בדלק, ובסוף דצמבר נכנס כמתוכנן למסלולו סביב הירח. הלוויין, המכונה Danuri, מצויד בין השאר במצלמה רגישה מאוד, והוא אמור לצלם מגובה של כמאה קילומטרים כמה מהמכתשים שאור השמש אינו מגיע לעולם לתחתיתם, סמוך לקטבים של הירח. כך הוא ינסה לאמת את ההשערה שיש בהם קרח, ומשימות מאוישות יוכלו להשתמש בו הן למים, הן לייצור חמצן לנשימה ובעיקר לייצור חמצן ומימן לדלק.
בדצמבר שוגרה לירח הנחתת היפנית Hakuto-R, של חברת ispace, שהוקמה בעקבות התחרות שבה השתתפה עמותת SpaceIL והולידה גם את החללית בראשית. הנחתת היפנית נושאת גם רכב שטח יפני זעיר וכן רכב שטח של איחוד האמירויות. גם היא טסה לירח במסלול ארוך וחסכוני, וכתוצאה מכך, גם אם הנחיתה תצליח כמתוכנן באפריל, היא עלולה לא להיות החללית הפרטית הראשונה שתנחת על הירח – שתי חלליות של חברות מסחריות מארצות הברית מתוכננות לשיגור בתחילת 2023 ועשויות להקדים אותה.
הנחיתות הראשונות של חלליות פרטיות צפויות להיות רק ההתחלה. בשנים הבאות צפויות לנחות על הירח עוד ועוד חלליות, חלקן במימון של נאס"א במסגרת תכנית CLPS, שבה מסייעת סוכנות החלל לחברות המתכננות להנחית מטען מסחרי על הירח, וגם משתמשת בשירותיהן לניסויים שלה. השנה למשל העניקה נאס"א מימון ראשוני לחברות שמפתחות מקורות אנרגיה גרעיניים לשימוש על הירח, ובחרה חברה שתפתח נחתת למחקר גיאולוגי בצד הרחוק של הירח. לצד זה היא ממשיכה להשקיע בחברות פרטיות המפתחות מרכיבים למשימות ירח מאוישות, ובתקופה האחרונה יצאה במכרז לייצור עוד רכב נחיתה, ובמכרז לפיתוח חליפות חלל חדשות.
האם זו תהיה החללית הפרטית הראשונה שתנחת על הירח? הדמיה של הנחתת היפנית Hakuto-R פורקת רכב שטח זעיר | מקור: ispace
מעצמת החלל מהמזרח
סין השלימה השנה את בנייתה של תחנת החלל החדשה שלה, טיאנגונג 3, ואף שיגרה אליה במהלך השנה שני צוותים של טייקונאוטים. התחנה כוללת מעבדה גדולה, שבה יכולים לעבוד במקביל כמה אנשי צוות, ויש גם אפשרות להציב ניסויים מחוץ לתחנה. היא מיועדת לפעול במשך כעשור. בסוף השנה הבאה מתכוונת סין לשגר גם טלסקופ חלל, שאמור לעגון אל התחנה לפרקים.
2022 הייתה שנה מוצלחת מאוד לסין בפעילות החלל שלה, והיא רשמה במהלכה 64 שיגורים למסלול סביב כדור הארץ – מתוכם 62 מוצלחים. בכך היא שברה את שיאה מהשנה שעברה – 55 שיגורים. רוב השיגורים שלא היו קשורים לתחנת החלל היו של מגוון לוויינים אזרחיים וצבאיים. סין גם חנכה שני טילי שיגור חדשים, אחד מהם טיל השיגור הראשון בעולם המונע במתאן. השיגור הזה אמנם הסתיים בכישלון עקב תקלה בשלב השני, אך הוא מעיד על המקום הבכיר שכבשה סין בתעשיית החלל העולמית.
תחנה גדולה ומשוכללת. הדמיה של תחנת החלל טיאנגונג 3 במסלול סביב כדור הארץ | מקור: CMSA
ישראלי בתחנת החלל
בשנת 2022 שוגרו 24 בני אדם למסלול סביב כדור הארץ, ועוד 18 תיירי חלל טסו לטיסה תת-מסלולית בטיסות המאוישות מספר 4, 5 ו-6 של חברת בלו אוריג'ין. אזרחים שאינם אסטרונאוטים מקצועיים טסו גם לתחנת החלל הבינלאומית במסגרת משימת אקסיום 1, של החברה הבונה את תחנת החלל הפרטית הראשונה. החברה קנתה את השיגור ואת הטיסה עצמה מחברת ספייס אקס. מפקד המשימה היה אחד מבכירי אקסיום, האסטרונאוט האמריקאי הוותיק מייקל לופז אלגריה ( López-Alegría) ושלושת אנשי הצוות האחרים היו אסטרונאוטים פרטיים ששילמו כ-55 מיליון דולר: לארי קונור (Connor) מארצות הברית, מארק פאתי (Pathy) מקנדה ואיתן סטיבה מישראל.
סטיבה תרם את המשימה שלו לקרן רמון, שהוא היה ממקימיה, והיא כונתה משימת "רקיע". במסגרתה הוא ביצע בתחנת החלל עשרות ניסויים מדעיים, רובם הגדול של חברות ומעבדות מחקר ישראליות, וכן הוביל שורה ארוכה של פעילויות חינוך ותרבות מתחנת החלל. "במשימה הזאת נעשה שימוש בכסף פרטי במקום בכסף ציבורי, והוא נתרם כדי להשפיע על ישראל לטובה, דרך המשימה החינוכית, המדע ושאר המשתתפים", הוא הדגיש לאחר הנחיתה.
אולי בקרוב יטוסו עוד ישראלים במסגרת חברת אקסיום? עמיר בלכמן, מנכ"ל ההשקעות של החברה, אמר ביוני לאתר מכון דוידסון כי מתנהלים מגעים לטיסת חלל של ישראלים נוספים.
אחרי שמתרגלים – זה אושר. סטיבה מרחף בקופולה, עמדת התצפית מהתחנה על הנוף בכדור הארץ | מקור: משימת רקיע, קרן רמון
שמונת פלאי תבל
ישראלים נוספים שהגיעו לחלל בתחילת השנה – עוד לפני איתן סטיבה – הם שמונה לוויינים שבנו תלמידים ותלמידות מרחבי הארץ במסגרת תוכנית ת.ב.ל – "תלמידים בונים לוויינים". הפרויקט נולד בעקבות שלושת לווייני "דוכיפת" שבנו תלמידות ותלמידים במרכז המדעים בהרצליה, ושוגרו לחלל בין 2014 ל-2019. את הלוויינים של תוכנית תבל בנו משתתפות ומשתתפי התוכנית משער הנגב, אופקים, גבעת שמואל, טייבה, ירוחם, מעלה אדומים, נצרת וקרית אתא. במרכז המדעים בהרצליה עשו את הבדיקות הסופיות והפעילו את אחת מתחנות הקרקע לתקשורת עם הלוויינים.
התלמידות והתלמידים בתוכנית מרכיבים בעצמם את הלוויינים, עושים את הבדיקות, כותבים את תוכנת ההפעלה ולומדים לתקשר עם הלוויינים. "זו תוכנית חינוכית מדעית פורצת דרך ברמה העולמית", אמר אורי אורון, מנכ"ל סוכנות החלל הישראלית, שמפעילה את התוכנית עם מרכזי המדעים.
לווייני תבל שוגרו יחד בינואר 2022 בטיל פלקון 9 של חברת ספייס אקס, עם עוד שני לוויינים של אוניברסיטת אריאל. באופן סמלי משהו, אם הכל יתנהל כשורה, גם השיגור האחרון השנה של ספייס אקס לקח לחלל לוויין ישראלי: ביום שישי בבוקר שוגר EROS C3, לוויין צילום בצבע שבנתה התעשייה האווירית.
תוכנית חינוכית ומדעית פורצת דרך. שלושה מלווייני "תבל" בשלב הבדיקות האחרונות במרכז המדעים בהרצליה | צילום: איתי נבו
הפלקון מעל כולם
אם מספר שיגורים הוא מדד לעוצמה בחלל, הרי שמעצמת החלל השנייה בגודלה, אחרי סין, הייתה השנה חברת ספייס אקס. מתוך 87 שיגורים אמריקאים למסלול סביב כדור הארץ, 60 היו של חברת ספייס אקס – 59 שיגורים של פלקון 9, ושיגור אחד של פלקון הבי. כמעט כל השיגורים היו בטילים שהשלב הראשון שלהם מוחזר מטיסות קודמות.
34 מהשיגורים היו של לווייני סטארלינק, רשת התקשורת שספייס אקס מציבה בחלל, וכוללת כעת יותר מ-3,300 לוויינים קטנים. שיגורים אחרים היו של לוויינים ושל אסטרונאוטים לתחנת החלל, כולל השיגור של אקסיום 1 באפריל. השיגור של Eros C3 ב-30 בדצמבר היה ה-60 במספר של ספייס אקס השנה – קצב ממוצע של יותר משיגור בשבוע, ומספר כפול כמעט מהשיא שקבעה החברה ב-2021 – 31 שיגורים בשנה.
את השיגור המעניין ביותר לא הצליחה החברה להוציא לפועל השנה. חללית העתיד הענקית שלה, הסטארשיפ, עם טיל השיגור העצום, עדיין ממתינים לשיגור הבכורה לחלל, הצפוי להתרחש בחודשים הקרובים.
טיל בשימוש חוזר. שיגור של פלקון 9 עם לווייני סטארלינק, ינואר 2022 | צילום: SpaceX
חמצן על מאדים
שני רכבי שטח אמריקאים ממשיכים לפעול על מאדים: קיוריוסיטי, שחגג בקיץ עשר שנות ארץ על כוכב הלכת האדום, ופרסבירנס, שהצטרף אליו בתחילת 2021. בין שאר משימותיו, פרסבירנס נוטל דגימות קרקע המיועדות להבאה לכדור הארץ במשימה עתידית, אי שם בעשור הבא ככל הנראה. בימים האחרונים הוא התחיל להשאיר ביעדי האיסוף את השפופרות עם הדגימות.
פרסבירנס גם עשה השנה צעד חשוב בסלילת הדרך למשימות מאוישות למאדים. במאמר שפורסם בספטמבר דיווחו החוקרים כי ניסוי MOXIE שנושא רכב השטח הצליח להפיק חמצן מהאטמוספרה של מאדים. המכשיר שפותח במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס מחמם פחמן דו חמצני מהאטמוספרה של מאדים ל-800 מעלות צלזיוס, ומעביר אותו דרך זרזים שמחלצים מהמולקולה את אחד מאטומי החמצן. אטומי החמצן החופשיים מתחברים ליצירת O2, החמצן הגזי שאנחנו נושמים. המכשיר הקטן ייצר רק כששה גרם של חמצן בשעה, אבל פעל היטב במגוון תנאי טמפרטורה ומזג אוויר, והוכיח את היתכנות הטכנולוגיה. לקראת משימה עתידית יהיה אפשר לשלוח מכשירים גדולים יותר, שיפעלו זמן רב ויכינו עתודות חמצן גדולות לקראת בואם של האסטרונאוטים.
חמצן על מאדים חשוב כמובן לנשימה, אבל הוא בעיקר חשוב כמרכיב בדלק טילים. ה"סטארשיפ" של ספייסאקס, למשל, מתוכנן לפעול על מתאן וחמצן נוזלי. את המתאן – CH4 – יהיה אפשר כנראה להפיק מהאטמוספרה של מאדים, והניסוי של MOXIE הראה שיהיה אפשר להפיק שם גם את החמצן. המשמעות היא שחלליות סטארשיפ ואחרות יוכלו לנחות על מאדים בלי צורך להביא איתן עתודות דלק, ויוכלו לתדלק שם לשיגור חזרה לכדור הארץ, למסלול סביב מאדים, או אפילו לצורך מעבר בין אתרים על פני כוכב הלכת עצמו.
ממש בסוף השנה נפרדה סוכנות החלל האמריקאית מנחתת המאדים Insight, שהפסיקה לתפקד בעקבות ירידה בתפוקת החשמל, לאחר שהלוחות הסולריים שלה התכסו בחול ובאבק. הנחתת פעלה על פני מאדים כארבע שנות ארץ וחקרה את המבנה הפנימי שלו, בעיקר באמצעות סיימסומגרף ומדחום שננעץ בעומק האדמה. בין השאר היא גילתה שלמאדים יש קרום דק מזה של כדור הארץ וליבה נוזלית, וכי למרות שהוא התקרר הרבה יותר מכדור הארץ, ייתכן שעמוק בפנים הוא עדיין פעיל גיאולוגית.
לייצר דלק טילים מהאוויר של מאדים. מכשיר MOXIE במעבדה, הדמיה של פרסבירנס על מאדים, והתגובה הכימית של פירוק הפחמן הדו-חמצני | מקור: NASA
