המסע לחיפוש חיים: התמדה צפויה לנחות הערב במאדים

רכב החלל ייכנס הערב לאטמוספרה של כוכב הלכת האדום, בגובה של כמה קילומטרים ייפתח מצנח. מנועים רקטיים ינווטו אל מקום הנחיתה המיועד במכתש ג'זרו. המנועים יאטו את המהירות כמה עשרות מטרים מעל הקרקע והרובר ישולשל באמצעות כבלים לאדמת מאדים. משם הנחתת תתרומם בחזרה ותתרסק במקום בטוח. המטרה: לבדוק אם היו פעם חיים במאדים ולבדוק אם אפשר לקיים חיים שם. עדכונים חיים מהערב ב-22:00 ב-ynet

ד"ר הילל רובינשטיין וד"ר יגאל פת-אל
תמונה כלליתתמונה כלליתתמונה כללית

צעד נוסף של נאס"א בדרך למשימות מאוישות על כוכב הלכת האדום: Perseverance (התמדה) יחד עם המסוק הרובוטי (Ingenuity) צפויים לנחות הערב (יום ה') במכתש ג'זרו שעל מאדים. הרובר יחפש סימני חיים, ידגים הפקת חמצן מהאטמוספרה ויכין דגימות שיישלחו בהמשך בחזרה לכדור הארץ.


ד"ר יגאל פת-אל בריאיון אתמול באולפן ynet (צילום: אבי חי)


מדי שנתיים אנו עדים למשימות חלל המגיעות למאדים, כוכב הלכת המסקרן. הסיבה היא שמדי שנתיים וחודשיים מאדים, כוכב הלכת הקרוב ביותר לכדור הארץ לאחר נוגה, מגיע לקרבה מירבית לכדור הארץ, קרבה שמאפשרת לשלוח אליו חלליות במהירות יחסית. מדובר במסע שאורך קצת מעל חצי שנה. 

השנה נשלחו שלוש משימות אל כוכב הלכת האדום. המשימה הראשונה הייתה של איחוד האמירויות, שהצליחה להכניס מקפת למסלול סביב מאדים ואף לשלוח תמונות של כוכב הלכת האדום. המשימה, הקרויה תקווה (Hope) נעשתה בשיתוף עם אוניברסיטאות בארה"ב, והצליחה עד כה להיכנס למסלול לאחר מסע בן שבעה חודשים בחלל והיא נועדה בעיקר למדוד את האטמוספירה של מאדים. יממה לאחר מכן, נכנסה המקפת הסינית משאלה שמיימית ובשמה הסיני - Tianwen-1, להקפה סביב כוכב הלכת האדום. המקפת תקיף את כוכב הלכת כמה חודשים, תחקור ותצלם את פניו ותבחר מקום כדי להנחית עליו את הרובר שהיא נושאת, שימשיך במשימת חקר המאדים.  

והערב יגיע תורה של המשימה האחרונה בסדרה, שתהיה גם המסובכת והמורכבת מבין השלוש, שאופפת בחובה כמה חידושים מהפכניים בחקר כוכבי הלכת. זו משימת ההתמדה - Perseverance.


המחקר שמצית את הדמיון

צוות משימת Mars 2020 ימתין בהתרגשות רבה לקראת רגע השיא - נחיתת הרכב הרובוטי (רובר) Perseverance ואיתו מסוק מאדים Ingenuity, ויקווה שתימשך סידרת ההצלחות של סוכנות החלל האמריקנית, שהנחיתה עד היום ארבעה רוברים על פני מאדים. המשימה הנוכחית מאתגרת במיוחד וכוללת לראשונה גם הדגמות טכנולוגיות המהוות צעד חשוב לקראת משימות מאוישות למאדים.

בעבר זרמו מים על פני מאדים, הן בצורת נחלים או כמקווי מים גדולים. ייתכן שהתנאים על פניו איפשרו התפתחות של חיים. האפשרות למצוא מחוץ לכדור הארץ חיים, הקרבה היחסית של מאדים לכדור הארץ והסיכוי להקים שם מושבה אנושית בעתיד הלא רחוק, מציתים את הדמיון האנושי שנים רבות, אך בעשור האחרון נעשתה התקדמות ממשית לקראת שיגור משלחת אסטרונאוטים ראשונה לכוכב הלכת האדום. 

המשימה העיקרית של "התמדה" היא לבדוק האם התקיימו בעבר תנאים שיכלו לתמוך בחיים, אפילו פרימיטיביים. אמנם, שאלה זו נבדקה כבר בשנת 1976 על ידי צמד הנחתות מסדרת וויקינג האמריקניות, אולם המשימה שכללה בדיקה של הקרקע לא נתנה תשובה חדש משמעית. מאז, התמקדו יתר המשימות בעיקר בחקר מבנה הקרקע של מאדים ובשאלת הטריליון דולר - האם היו מים על מאדים? מה קרה להם והאם יש מים כעת. 

צילום: נאסהרחפן/מסוק. הדמיה (צילום: נאס"א)


ובכן, כנראה שיש מים על מאדים והם מצויים במצב קפוא מתחת לפני השטח. כמו כן, הרובר יבדוק את קרקע המאדים במכתש ג'זרו שנחשב למכתש שכנראה הכיל מים רבים בעבר. כלי מיוחד יחפור בקרקע המכתש ובסלעים, שאם היו בעבר חיים, אז ייתכן שעקבותיהם השתמרו שם. חלק מהדגימות שיאספו ימתינו למשימה עתידית שתאסוף אותן ותביא אותן לבדיקה כאן, בכדור הארץ. מצלמות שנישאות על הרובר יצלמו את הקרקע ובמקביל, תתבצע המשימה של בדיקת ייצור חמצן באטמוספירה הדלילה של מאדים, שמכילה רובה ככולה פחמן דו-חמצני, שמצוין אולי לצמחיה, אולם לבני אנוש הוא לא מתאים. במקביל, בפעם הראשונה, ירחף בשמי מאדים הליקופטר קטן שיסייע במדידות ובמחקר.

מורכבות המשימה מתחילה למעשה בנחיתה המורכבת. רכב החלל יכנס לאטמוספרה במהירות ומגן החום יגן עליו מהתחממות בעת הכניסה לאטמוספירת מאדים. בגובה שבין 10 ל-13 ק"מ ייפתח המצנח שיאט את הנחיתה, פרווילגיה שמתאפשרת במאדים ולא בירח חסר האטמוספירה. בשלב זה, המכלול בודק באמצעות מכ"מ ומצלמות תוואי שטח שמתאים לנחיתה שתהיה רכה ככל האפשר בסביבה הקשה של מכתש ג'זרו ומנועים רקטיים ינווטו אותו אל מקום המחיתה המיועד. מנועי רכב הנחיתה יאטו את המהירות בשלב הסופי, עשרות מטרים מעל הקרקע, הרובר ישולשל באמצעות כבלים את הקרקע, וכשאלה יתנתקו, הנחתת תמריא חזרה כדי לנחות נחיתת ריסוק הרחק ממיקום הרובר.   

צילום: נאסהדמיה של הרובר במאדים (צילום: נאס"א)

ההכנה לטיסות מאוישות למאדים

כאמור, חלק ממשימות  "התמדה"  היא בדיקת התכנות ייצור חמצן באטמוספירה. בכדור הארץ תהליך זה החל בעבר הרחוק על ידי הפוטוסינטזה על ידי צורות החיים הראשוניות שנוצרו על כדור הארץ, והן אלה שיצרו את החמצן המולקולרי באטמוספירה, שאפשר את המשך התפתחות החיים. במאדים אין את התהליך הזה כיוון שאין צמחיה על פניו. לכן, כדי לשלוח צוות אסטרונאוטים למאדים נאס"א תצטרך להתגבר על אתגרים טכנולוגיים רבים - אחד מהם היא בעיית אספקת החמצן. 

"התמדה" כוללת מכשיר בשם MOXIE שידגים לראשונה הפקת חמצן על ידי פירוק הפחמן הדו חמצני שבאטמוספרת מאדים. חלוצי מאדים ישתמשו בעתיד בחמצן לא רק כדי לנשום, אלא גם כדלק לשיגור ממאדים חזרה לכדור הארץ. השיגור ממאדים הוא אתגר טכנולוגי נוסף, שבלעדיו לא נוכל לבצע משימה כזו, ומשימת "התמדה" מכינה את הקרקע גם בהיבט הזה: הדגימות הגיאולוגיות שיאספו על ידי הרובר יוכנו לשיגור בחזרה לכדור הארץ שיתבצע בהמשך במשימה נוספת של נאס"א Mars Sample-Return (MSR) . 

המסוק ingenuity שימריא מ"התמדה" לסיורים קצרים הינו הדגמת טכנולוגיה חשובה מאוד ככלי עזר  למשימות רובוטיות ומאוישות עתידיות על מאדים: צילום בזמן אמת יעזור לאסטרונאוטים לנווט, להימנע מסכנות, לזהות נקודות עניין ולחפש מים ומשאבים שונים. 

שיתוף פעולה של רחפן עם אסטרונאוטים הודגם לאחרונה בישראל בסימולציה שהתקיימה במרכז להדמיית משימות חלל D-MARS שבמכתש רמון. הדמיות מסוג זה מתקיימות במקומות שונים ברחבי העולם בודקים טכנולוגיות ומאמנים אסטרונאוטים לקראת משימות פלנטריות.  טכנולוגיית ניווט מבוסס ראיה (vision based navigation) של הרובר "התמדה" תיבדק גם היא במשימה נוספת שתתבצע במתקן D-MARS בקרוב. 

ד"ר יגאל פת-אל, קוסמוס טלסקופים , חבר האיגוד האסטרונומי הבינלאומי ומחבר האנציקלופדיה של קבוצות הכוכבים

ד"ר הילל רובינשטיין, מנכ"ל D-MARS