גלילאו (חללית)
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
גלילאו הוא שמה של חללית בלתי מאוישת שנשלחה על ידי נאס"א לחקור את כוכב הלכת צדק ואת ירחיו. החללית נקראה על שמו של האסטרונום ואיש תקופת הרנסאנס גלילאו גליליי, שגילה בין היתר את ארבעת ירחיו הגדולים של צדק. היא שוגרה ב-18 באוקטובר 1989 מסיפון מעבורת החלל אטלנטיס בטיסה STS-34 והגיעה לצדק ב-7 בדצמבר 1995, למעלה משש שנים לאחר שיגורה, כשהיא נעזרת בכוח המשיכה של כוכב הלכת נוגה (על ידי שימוש בשיטה של Gravitational slingshot). החללית גלילאו ביצעה את הטיסה הראשונה בקרבת אסטרואיד, גילתה את הירח הראשון של אסטרואיד, והייתה החללית הראשונה שחגה במסלול סביב צדק וכן שיגרה גישושית לעבר האטמוספירה של צדק. ב-21 בספטמבר, 2003, לאחר 14 שנים בחלל ו-8 שנים של חקר מערכת צדק, הופסקה משימת גלילאו על ידי נאס"א והיא נשלחה למסלול שהחדיר אותה לתוך אטמוספירת צדק במהירות 50 קילומטרים לשנייה כדי למנוע חשש של זיהום אחד הירחים בחיידקים ארציים, אם היא הייתה מתרסקת על אחד מהם, במיוחד הדאגה הייתה מפני זיהום הירח מכוסה הקרח אירופה, שהודות לגיליאו חושדים כיום המדענים כי יש אוקיאנוס מלוח מתחת לפני השטח שלו.
תוכן עניינים |
[עריכה] תקציר המשימה
שיגורה של החללית גלילאו התעכב זמן רב בשל אסון הצ'לנג'ר. הליכי בטיחות חדשים שהוצאו בעקבות האסון חייבו את נאס"א להשתמש בטיל האצה חלש יותר במקום טיל הקנטאור כדי לשגר את החללית מכדור הארץ לצדק ולכן שיגרו את החללית לעבר נוגה וכיוונו אותה גם לשני מפגשים עם כדור הארץ. תמרונים אלה סיפקו את המהירות הנוספת הנדרשת כדי להגיע לצדק. בדרך חקרה גלילאו את האסטרואידים 951 גספרה ו-243 אידה, וגילתה את ירחו של אידה, שזכה לשם דקטיל. ב-1994 הייתה גלילאו במיקום טוב כדי לצפות בהתרסקות רסיסי השביט שומייקר-לוי 9 על צדק. טלסקופים קרקעיים נאלצו לחכות להמשך הקפתו של צדק סביב צירו כדי לצפות באזורי ההתרסקות דקות ארוכות לאחר ההתרסקויות עצמן. החללית תוכננה לחקור את מערכת צדק במשך כשנתיים. החללית הקיפה את צדק במסלולים אליפטיים מאורכים, כאשר כל הקפה נמשכה כחודשיים. המרחקים השונים מצדק במסלול זה איפשרה לגלילאו לחקור חלקים שונים של המגנטוספירה החזקה של כוכב הלכת. המסלולים תוכננו כך שהחללית תעבור בקרבת ירחיו הגדולים של צדק. מייד כשהסתיימה משימתה העיקרית של גלילאו, הוחלט על הארכת המשימה החל ב-7 בדצמבר 1997. החללית ביצעה כמה התקרבויות מסוכנות-יחסית לירחים אירופה ואיו. ההקרבות הגדולה ביותר הייתה כשהגיעה ב-15 באוקטובר 2001 למרחק של 180 קילומטרים מאיו. סביבת הקרינה ליד איו חזקה במיוחד והיא הזיקה למערכותיה של גלילאו, וזו הסיבה שהתקרבויות אלה נשמרו לשלב ההארכה של המשימה, שבו אובדן אפשרי של החללית לא יגרום נזק ניכר.
מצלמותיה של גלילאו הושבתו ב-17 בינואר 2002, לאחר שספגו נזקי קרינה שלא איפשרו לתקנן. המהנדסים הצליחו לתקן את מכשיר ההקלדה האלקטרוני, ואז חזרה גלילאו לשדר לכדור הארץ את הנתונים המדעיים משאר המכשירים, עד שהוחלט לרסקה על צדק ב-2003, כשהיא מבצעת ניסוי מדעי אחרון - מדידת המסה של הירח אמלתיאה, כשגלילאו חלפה לידו.
[עריכה] החללית גלילאו
המעבדה להינע סילוני (JPL) בנתה את החללית גלילאו וניהלה את המשימה עבור נאס"א. גרמניה סיפקה את מנועי החללית. מרכז המחקר "איימס" של נאס"א ניהל את החללית, שנבנתנה בידי חברת "יוז מטוסים".
בעת השיגור היה משקל המערך המשולב של החללית וטיל ההאצה 2,564 ק"ג וגובהו היה שבעה מטרים. חלק אחד של החללית הסתובב במהירות שלושה סיבובים לדקה, וכך שמר על יציבותה של גלילאו והחזיק את ששת המכשירים שאספו נתונים מכיוונים שונים, לרבות מכשירים שמדדו את החלקיקים. החלק השני של החללית שמר על יציבות ובו אוחסנו המצלמה וארבעה מכשירים שנדרשו כדי להצביע במדויק על מטרת הצילום בעוד החללית טסה בחלל. זו הייתה המשימה של מערכת בקרת הגובה. בנוסף לתוכנות המחשב שהפעילו את החללית ואשר עדכונים שלהן שודרו אליה מדי תקופה, הרי שעל כדור הארץ השתמשו אנשי הבקרה בתוכנה שכללה 650 אלף שורות קוד ששלטו על רצף הפעולות במסלול, 1,615,000 שורות קוד במערכת פרשנות הטלמטריה, וכ-550 אלף שורות קוד לצורך הניווט. מערכות המחשוב של החללית היו פרימיטיביות ביותר. המעבד המרכזי היה מדגם RCA 1802 במהירות 1.6 מגהרץ, שבו נעשה שימוש בחלליות וויאג'ר וויקינג בשנות השבעים.
[עריכה] תקלה רצינית וההתגברות עליה
התקלה הגדולה ביותר בפרויקט הייתה השבתת האנטנה הגדולה (High Gain Antenna) של החללית, אשר הייתה אמורה להיפתח כמו מטריה. מסיבות אשר לא כל כך מובנות, האנטנה לא נפתחה כראוי. אנטנה זו אמורה הייתה להעביר לכדור הארץ שידורים בקצב של 134 קילוביט בדקה - תמונה בכל דקה. התקלה אילצה את נאס"א להסתמך על אנטנה קטנה יותר (Low Gain Antenna), אשר תפקידה היה למצוא את כדור הארץ אם החללית חלילה תאבד את הכיוונים.
בנאס"א הבינו מיד את משמעות התקלה: מכייון שהאנטנה הקטנה לא הייתה אמורה להעביר מידע מדעי, יהיה ניתן לשלוח תמונות בקצב של 10 ביט בדקה - או תמונה אחת בחודש. לאחר שבועות ארוכים של חרדה, נמצא הפתרון. מנהלי המשימה החליטו לטעון למחשב החללית תוכנה חדשה, שתאפשר את דחיסת המידע המתקבל מהאנטנה המשנית. חלפו שנים עד שהתוכנה נטענה למחשב. לאחר מכן, הסתבר שהיא מסוגלת לשלוח כ-200 תמונות בחודש. אמנם קצב זה היה נמוך מהמתוכנן, אך הוא הציל את המשימה מכישלון צורב. הקרינה החזקה בקרבת צדק נתנה גם היא את אותותיה על החלקים האלקטרוניים בחללית, שקיבלה את האנרגיה שלה מפלוטוניום רדיואקטיבי.
[עריכה] תגליות עיקריות בצדק
בין התמונות המרהיבות ביותר מבין 14 אלף התמונות שהעבירה גלילאו, בולטות אלו שצולמו בירח איו. החללית קלטה כמה מ-150 הרי הגעש הוולקנים על הירח בעת פעילותם, יורקים לבה לוהטת וענני אבק וגזים. בין השאר חשפו תמונותיה ירחים רבים החגים סביב צדק, שהיו קטנים מכדי להיראות מכדור הארץ. על פי הערכה הנוכחית, לצדק יש לא פחות מ-61 ירחים. בנוסף צילמה החללית כמה אסטרואידים - וכן את כוכב השביט "שומייקר-לוי -9" וגילתה כי סביב אחד האסטרואידים חג ירח.
חצי שנה לפני שהחללית הגיע לצדק, היא שיחררה "גשש" שתפקידו היה להכנס לאטמוספירה של צדק (חצי שנה אחרי השיחרור). לאחר הכניסה לאטמוספרה, הגשש שלח במשך שעה ארוכה נתונים חשובים לגבי המבנה הכימי של צדק, הרוחות, הקרינה וסביבתו הטבעית. הגשש התרסק בתוך האטמוספרה של צדק. לגשש לא היה מערכת ניווט משלו. למעשה, כאשר החללית שיחררה את הגשש היא הייתה במסלול להתרסק בתוך צדק, ואחרי השיחרור, החללית תיקנה כיוון כדי להיכנס למסלול מסביב לצדק ולא להתנגש בצדק.
ב-1996 שידרה החללית תמונות של הירח "אירופה", שהובילו את המדענים למסקנה כי מתחת למעטה הקרח המכסה אותו, נמצאים מים. ממצאים אלה הובילו לוויכוח עז סביב השאלה אם בתוך המים אפשרית הייתה התפתחות חיים. תמונות אלו הן ששכנעו את המדענים לרסק את גלילאו על צדק, מחשש שהחללית, שמשקלה 1,300 קילוגרם, תתרסק על הירח אירופה.
[עריכה] תגליות מדעיות עיקריות מחוץ לצדק
לאחר הגעתה לצדק ב-7 בדצמבר 1995, והשלמת 35 סיבובים סביב צדק עצמו במשך כשמונה שנות המשימה, רוסקה החללית בצורה מבוקרת על צדק ב-21 בספטמבר 2003. במהלך שנים אלה שינתה גלילאו את הדרך שבה הבינו המדענים את המתרחש במערכת צדק וירחיו וסיפקה כמות נתונים עצומה על הירחים המקיפים את צדק, נתונים שיספקו תעסוקה לחוקרים לשנים רבות.
[עריכה] גילוי מרחוק של חיים (על כדור הארץ)
האסטרונום המנוח קארל סייגן העלה את השאלה האם החיים על כדור הארץ יכולים להתגלות מן החלל, והציע סדרת ניסויים בסוף שנות השמונים שניתן יהיה לבצע אותם תוך שימוש במערכות החישה של גלילאו. הניסוי התבצע במהלך ההתקרבות הראשונה של גלילאו לכדור הארץ בדצמבר 1990. לאחר ביצוע המדידות ועיבודן, פרסמו סייגן ועמיתיו מאמר בכתב העת "נייצ'ר" ב-1993 ובו פירטו את תוצאות הניסוי. גלילאו מצאה את מה שמכונה היום "קריטריון סייגן למציאת חיים". הייתה בליעה חזקה של אור בקצה האדום של האור הנראה, במיוחד מהיבשות, שנגרם בידי הכלורופיל בצמחים המבצעים פוטוסינתזה, רצועות בליעה של חמצן מולקולרי שגם הוא תוצאה של פעילות הצמחים, רצועות בליעה בתחום האינפרה אדום שנגרמו בידי 1 מיקרומול לעומת מול אחד של מתאן באטמוספירה של כדור הארץ (גז שנוצר הן מפעילות וולקנית והן מפעילות ביולוגית) וכן נקלטו בחללית שידורי רדיו בפס צר - מזהה שאיננו אופייני למקור טבעי. הניסוי של גלילאו היה הניסוי המבוקר הראשון במדע החדש של חישה מרחוק לצרכי אסטרוביולוגיה.
[עריכה] מפגשים עם אסטרואידים
[עריכה] האסטרואיד גספרה
ב-29 באוקטובר 1991, חודשיים לאחר כניסתה לחגורת האסטרואידים, ביצעה גלילאו את משימת המעבר הראשונה אי פעם של חללית ליד אסטרואיד. היא חלפה 1,600 ק"מ מהאסטרואיד גספרה במהירות יחסית של 8 קילומטרים לשניה.
כמה מהתמונות של גספרה צולמו ביחד עם מדידות שנעשו באמצעות מכשיר NIMS, כדי לקבוע את הרכבו הכימי ותכונותיו הפיזיקליות של האסטרואיד. שתי התמונות האחרונות, שהן גם טובות ביותר, שודרו לכדור הארץ בנובמבר 1991 וביוני 1992.
התמונות חושפות גוף שמימי מלא מכתשים ובעל צורה לא סדירה בגודל של 19 על 12 על 11 ק"מ. שאר הנתונים שנאספו, לרבות תמונות ברזולוציה נמוכה של חלקים נוספים מפני הטשח, שודרו לכדור הארץ בסוף נובמבר 1992.
[עריכה] האסטרואיד איידה וירחו דקטיל
22 חודשים לאחר המפגש עם גספרה, ב28 באוגוסט 2003, התקרבה גלילאו למרחק של 2,400 ק"מ מהאסטרואיד איידה. החללית גילתה כי לאידה יש ירח קטן שזכה לשם דקטיל (Dactyl), קוטרו 1.4 ק"מ בלבד והוא ירח האסטרואיד הראשון שהתגלה. החללית ביצעה מדידות במכשיר ההדמיה במצב מוצק, במגנטומטר ובמכשיר NIMS.
מניתוח של הנתונים העוקבים, התברר שהירח שונה מאוד מהאסטרואיד עצמו. המדענים מעריכים שדקטיל נוצר כתוצאה מהתכה של שברי אסטרואיד שממנו נוצרו גופים המכונים משפחת גופי קורוניס. גם אידה עצמו שייך לאותה משפחה הנעה בחגורת האסטרואידים העיקרית בין מאדים לצדק. אידה ניצל ככל הנראה מגורל דומה והוא לא הותך.
