יום רביעי, 22 באוגוסט 2012

וויאג'ר - הצילום האחרון

משפחות תמיד אהבו להצטלם ביחד. אבל משפחה אחת קשה לצלם. ככה זה כשהמרחקים בין האחים יכולים להיות מעל 5 מיליארד קילומטר ואין סיכוי שהם יתקרבו. צלם מיומן יצטרך להתרחק מאד בשביל להצליח לראות את כולם. זה היה המצב המערכת השמש אולם לקראת סיום המסע הגדול של וויאג'ר הסתבר שהיא יכולה להיות צלם מצוין ושהיא נמצאת בדיוק במקום המתאים. כפי שאתם זוכרים היו שתי חלליות וויאג'ר כמעט זהות, אבל במסלולים שונים. לביצוע הצילום נבחרה וויאג'ר 1 מהסיבה הפשוטה שהמיקום שלה היה טוב יותר. וויאג'ר 1 עזבה את מישור המילקה (אותו מישור בו סובבים כל כוכבי הלכת את השמש) כבר בשבתאי והייתה מספיק גבוהה מעליו בשביל זוית צילום מיטבית. וויאג'ר 2 עזבה את המישור רק לאחר נפטון והייתה עדיין קרובה אליו ובזווית פחות טובה.
אלו התמונות האחרונות של החללית (של שתיהן). ב-14 לפברואר 1990 החללית הופנתה לעבר השמש (בניגוד למכונית או מטוס - הפניית החללית לא משפיעה על כיוון תנועתה) ולקחה תמונה משפחתית של מערכת השמש שנראית כך.
פורטרט מערכת השמש - וויאג'ר 1
פורטרט מערכת השמש - וויאג'ר 1

טוב, אז זה לא בדיוק מה שציפיתם ועכשיו נתחיל לנתח מה רואים. הריבועים האפורים הם משטחי התמונות שנלקחו. היה צורך ביותר משישים תמונות כדי לכסות את כל המשפחה, וכמו בהרבה צילומים משפחתיים תמיד מישהו חסר. הפעם המישהו הזה היה כוכב חמה (קרוב מדי לשמש) ומאדים (החללית לא הצליחה למצוא אותו עקב אור השמש שהפריע), גם פלוטו, שבאותו זמן היה  קרוב יותר לשמש מאשר נפטון וגם חבר מכובד במשפחת כוכבי הלכת לפני שגורש למעמד זוטר של כוכב לכת ננסי, לא בתמונה (חיוור מדי ולא היה אפשר לראות אותו), אולי כמעין נבואה על גורלו העגום.

בתמונות רואים אותיות שמייצגים את כוכבי הלכת, ותמונות בודדות שלהם. אפשר בקושי רב לראות מספר פרטים על צדק ואת הטבעות של שבתאי. אוראנוס ונפטון נראים הרבה יותר גודלים מפני שהם יותר קרובים אבל בעיקר בגלל שהם נמרחו בצילום שלקח 15 שניות. את השמש לשם השוואה צילמו במהירות הגבוהה ביותר האפשרית 1/125 של שנייה ועם הפילטר הכהה ביותר שהיה בנמצא. אור השמש כל כך בהיר שברוב התמונות רואים אור מפוזר. המצלמה בקושי הצליחה לקלוט את כדור הארץ. גודלו פחות מפיקסל והתמונה שמראה רק אותו, זכתה לכינוי האייקוני הנקודה הכחולה החיוורת The pale blue dot על ידי קארל סאגאן
Pale Blue Dot
כדור הארץ - הנקודה הכחולה החיוורת

לאחר תמונה זו המצלמות כובו. אין עוד מה לצלם ומצלמה פועלת מבזבזת אנרגיה. לוויאג'ר מכשירים אחרים הדורשים את מעט האנרגיה שנשארה לכמה שיותר זמן, אבל תמונה אחרונה זו מהווה סיום מושלם למשימת המסע הגדול.

מאמרים קודמים בסדרה
וויאג'ר - המסע הארוך מכולם

יום שישי, 10 באוגוסט 2012

וויאג'ר - המסע הארוך מכולם

חלליות וויאג'ר, כשמן כן הן. מסען בחלל הוא הרחוק ביותר שהיה אי פעם והוא גם יימשך עוד אלפי שנים. לרגל ציון 35 שנה לשיגור החלליות נקדיש סדרת מאמרים שיבחנו היבטים שונים במשימות על פני תקופת זמן של כשישים שנה. זהו הפרוייקט ארוך הטווח ביותר של נאסא והותיק ביותר שהינו פעיל. במאמר הראשון נבחן מעט רקע היסטורי על המשימות.

כאשר רק הוחל לתכנן את וויאג'ר, היו הרבה סימני שאלה, הידע על מערכת השמש היה שברי אחוזים מהידע שיש היום. פרטים רבים על ענקי הגזים ובפרט על אוראנוס ונפטון לא היו יודעים כלל וחלליות הגיעו בסך הכל לשכנים הקרובים שלנו: ירח, נוגה ומאדים.
הבעיה הראשונה והעיקרית במסעות בחלל היא המרחקים הארוכים. צריך הרבה זמן בשביל לעבור אותם וגם במהירויות גבוהות, המרחקים פשוט עצומים מדי. לשלוח משהו לשולי מערכת השמש הה פרוייקט בלתי אפשר בהתחשב בכמויות הדלק האדירות הדרושות.
עד שמישהו, אחד או יותר (ויש מעט מחלוקת למי בדיוק מגיע הקרדיט על המחשבה ועל היישום שלה ולכן לא נרשום שמות), חשב על רעיון מדהים. לא צריך כלל להגיע לנפטון. מספיק להגיע בזווית הנכונה לצדק. כח המשיכה האדיר של צדק יאיץ את החללית אולם אם היא תגיע במהירות מספיק גבוהה, היא תוכל להתרחק מצדק מבלי שאותה תאוצה תהפוך לתאוטה ותרסק אותה (או תכניס אותה למסלול) סביב צדק. מהירותה לאחר המפגש עם צדק תהיה גבוהה הרבה יותר ותקצר מאד את זמן ההגעה לתחנה הבאה. לאחר מכן אפשר לעשות את אותו תרגיל בשבתאי ולאחר מכן באוראנוס והנה הגענו לנפטון בזמן סביר.
חישובים מסובכים במיוחד (ותזכרו שכח המחשוב העולמי בתחילת שנות השישים, היה מגוחך, בהשוואה לימינו, בערך מיליארדית ואף פחות) הראו שקומבינציה של כוכבי הלכת ומיקומם היחסי של צדק, שבתאי, אוראנוס ונפטון, בסוף שנות השבעים תתאים מאד למסע מסוג זה (קומבינציה שתחזור שוב רק בעוד עשרות שנים)!
תוכנית אפולו כבר הייתה לקראת סיום. נאסא זנחה במעט את תוכניותיה הפלנטאריות והתרכזה בעיקר בתוכנית מעבורות החלל, וקבוצה קטנה בתוך JPL, המעבדה להינע סילוני, התחילה ליזום ולקדם את הרעיון של "המסע הגדול". חלליות שיגיעו לצדק ולשבתאי לאוראנוס ולנפטון. אמנם כבר חלליות פיוניר עשו זאת (צדק ושבתאי) אולם החלליות החדשות יגיעו רחוק יותר וכמובן עם ציוד ויכולת ניסויית גבוהה בהרבה.
מאחר ונתונים רבים על צדק ועל שבתאי לא היו ידועים כלל, תוכננו שתי משימות. וויאג'ר 1 וויאג'ר 2, כאשר המשימה של הראשונה תהיה להגיע קצת יותר מהר לצדק, לבצע מדידות רבות שם ולבחון את אפשרות ההגעה לשבתאי (ולבצע שם את אותן מדידות). הנסיון שיצטבר ממסלול זה, והמדידות המדויקות יותר של השדה הגרביטציוני ישמשו את החללית השנייה שתגיע כעבור כמה זמן לאותם כוכבי לכת ממש. כזכור, היה צורך לשגר את שתי החלליות באותו זמן עקב הסידור המיוחד של כוכבי הלכת שלא היה חוזר על עצמו, ובוודאי שלא היה זמן לחכות עד שהנתונים יהיו בידינו ולשגר אז את החלליות השנייה. הנחת עבודה הנגזרת מכך, היא שהחלליות צריכות להיות גמישות מאד ובעלות יכולות לקבל שינויים ועדכונים מרחוק.
בפועל וויאג'ר 2 שוגרה ראשונה ב-20 לאוגוסט 1977 וויאג'ר 1 שבועיים לאחר מכן 5 לספטמבר 1977 (במהירות מעט גבוהה יותר, והשיגה תוך זמן קצר את אחותה) ובכך החל באופן רשמי המסע הארוך, הגדול, והרחוק מכולם.

וויאג'ר
וויאג'ר - דגם