וויאג'ר - הצילום האחרון

איך מצלמים בחלל?

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 זווית צילום מיטבית. וויאג'ר 2 עזבה את המישור רק לאחר נפטון והייתה עדיין קרובה אליו ובזווית פחות טובה.

פנורמה אחרונה בהחלט

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

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.

הנקודה הכחולה

בתמונות רואים אותיות שמייצגים את כוכבי הלכת, ותמונות בודדות שלהם. אפשר בקושי רב לראות מספר פרטים על צדק ואת הטבעות של שבתאי. אורנוס ונפטון נראים הרבה יותר גדולים 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.

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 נוספים בסדרה
וויאג'ר - המסע הארוך מכולם

מה וויאג'ר עושה היום
וויאג'ר - אנרגיה בחלל
וויאג'ר - תקליט הזהב

וויאג'ר - המסע הארוך מכולם

על המשימה

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.

איך להגיע רחוק?

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.

מיקום מושלם של כוכבי הלכת

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.

ההתחלה

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 - דגם

המשך הסדרה:

וויאג'ר - התמונה האחרונה
מה וויאג'ר עושה היום
וויאג'ר - אנרגיה בחלל
וויאג'ר - תקליט הזהב

קוריוסיטי

משימת החלל קוריוסיטי עומדת לנחות בשבוע הבא (6 באוגוסט בבוקר) על המאדים. הנחיתה מהווה סיום השלב הראשון של המשימה, ההגעה למאדים ולאחריה תתחיל משימת המחקר המדעית עליה נרחיב בפעם אחרת. בכל משימה יש הרבה רגעים קריטיים אבל הנחיתה היא קריטית במיוחד. הכל קורה מאד מהר, לנו בכדור הארץ אין מושג מה קורה וכמובן שאין יכולת להשפיע והכל חייב לתקתק כמו שעון שוויצרי משומן היטב.
קוריוסיטי, רכב מחקר משוכלל וגדול, המריאה ב-26 בנובמבר 2011. גם במסע הארוך למאדים היו פעולות רבות, ובעיקר תיקוני מסלול כאלו ואחרים, אולם אותם היה אפשר לתקן במידת הצורך. כעת קוריוסיטי, שכבר עברה למעלה מחצי מיליון קילומטרים (והתרחקה  240 מיליון קילומטרים מכדור הארץ) מגיעה למאדים במהירות של 20000 קילומטר בשעה ועליה תוך 7 דקות בלבד להגיע למהירות אפס ולנחות כמה שיותר קרוב ליעד. איך עושים את זה? משתמשים בכל מה שיש: אטמוספירה, מבערים, מצנחים, סכינים מכ"ם ועוד.

נחיתת קוריוסיטי. מקור: נאסא

בשלב ראשון נותנים לאטמוספירה הדלילה (מאד) של מאדים לעשות את העבודה. לקוריוסטי מגיני חום, בדומה לחלליות סויוז ואפולו, ואפילו במאדים הטמפרטורה תגיע ל-1600 מעלות.










שלב זה יאט את החללית למהירות של 1600 קמ"ש בלבד ובגובה 12 קילומטר ייפתחו המצנחים. זהו המצנח הגדול ביותר המתוכנן למהירות על-קולית. משקלו קרוב לחמישים קילו וגודלו העצום נדרש בגלל דלילות האטמוספירה מחד והמהירות האדירה מאידך.








המצנח יאט את החללית למהירות של 500 קמ"ש בלבד, ובזמן הזה מגן החום ייפרד ויחשוף את הרכב מתחתיו. זה יקרה בגובה 9 קילומטר. באותו רגע אפשר גם להפעיל מצלמה שתצלם את הנחיתה (כלומר את הקרקרע המתקרבת). רקטות יפעלו על מנת להאט עוד את החללית. הרקטות פועלות כלפי מעלה (בכיוון המראה) ופרט להאטה תפקידן לשמור על כל החבילה ישרה ומאוזנת.






ככה במשך כמה דקות עד מהירות של 110 קמ"ש.




 כאשר החללית מגיעה למהירות של 4 קמ"ש בלבד, מנוף מיוחד מוריד אותה מתוך הקונכיה ששמרה עליה.










הרקטות של שלב הנחיתה עדיין פעילות. במהירות 0 קמ"ש, קוריוסיטי נוחתת ולאחר שנייה וחצי, מטענים מיוחדים חותכים את הכבלים. שלב הנחיתה, שהרקטות שלו ממשיכות לפעול, משנה כיוון, ממריא ומתרחק מאד מהרכב.








בשלב הזה נצטרך להמתין כמה דקות מורטות עצבים בשביל לדעת האם הכל הצליח. אפילו במהירות האור לתשדורות מהמאדים יקח עשרים דקות להגיע לכדור הארץ. אין דרך לבדוק מה קורה, אין אפשרות לתקן. עשרות תכנונים, חצי מיליון שורות קוד, 76 אביזרים פירוטכניים ואפס מקום לשגיאות. כמו שאמר ג'ין קרנץ FAILURE IS NOT AN OPTION!








הנה תרשים אחר המציג את הנחיתה

נחיתת קוריוסיטי. מקור: נאסא

אבל למה להסתבך בתמונות כשהחברה הטובים של נאסא עשו סרטון הדמיה שמראה בדיוק מה הולך לקרות?

לאחר הנחיתה הרכב נכנס למצב של בדיקות ומתחיל לנהל תשדורות איטית ורצופה עם כדור הארץ, ובעיקר מתבצעות בדיקות מרובות. רק לאחר שהן מסתיימות, אפשר להתחיל במשימה על המאדים!
בהצלחה!

לעמוד המשימה באתר נאסא עם שפע עצום של חומרים המקום הטוב ביותר להתחיל הוא הערכה הזו - כמה עשרות עמודים המקיפים את כל נושאי המשימה ורקע כללי על מאדים.

סיכום התכסות צדק

התכסות צדק לא איכזבה. עקב הלחות לא היה אפשר להשאיר את הציוד פתוח ולכן כל מלאכת ההרכבה החלה בשלוש לפנות בוקר. כבר אז ראו בעין בצורה יפה מאד את צדק ליד חרמש הירח כאשר המרחק ביניהם כל הזמן קטן! לאחר קצת זמן גם נוגה זרח והצטרף לחגיגה. התצפית בוצעה עם שני טלסקופים, כאשר לאחד חוברה מצלמה, והשני שימש לתצפית ויזואלית. התוצאות לפניכם

התכסות צדק

והנה הוידאו:

אבל לא לדאוג, לאחר כשעה צדק חזר מהצד השני (למעשה, הירח הוא שזז)

התכסות צדק

ולסיום תמונה של צדק והירח כאשר נוגה למטה. תמונה זו צולמה כבר בדמדומים לפני הזריחה.

הירח נוגה וצדק

התכסות צדק

התכסות היא כינוי לאירוע בו גוף שמימי מכסה גוף שמימי אחר ומסתיר אותו. התכסות של השמש בירח היא ליקוי חמה וגם המעבר של נוגה הוא סוג של התכסות.
בחודש יולי 2012 תהיה התכסות של כוכב הלכת צדק בירח. גם הירח וגם כוכבי הלכת נעים בערך באותו מישור, המילקה (אקליפטיק), ואכן מיד חודש יש התקבצות בין הירח לבין כל אחד מכוכבי הלכת, אולם לרוב המרחק הוא כמה מעלות. בהתכסות, הירח מסתיר את כוכב הלכת לפרק זמן שאורכו המקסימלי הוא כשעה (הזמן בו לוקח לירח לעבור מרחק השווה לקוטרו הזוויתי). התכסויות יכולותת להיות כמובן גם קצרות יותר תלוי במיקום המעבר של הירח. גם כוכבים (וצבירים) מתכסים על ידי הירח, ובמיוחד הפלאידות M45 וצביר הכוורת או האבוס M44 בסרטן, וכוכב אנטרס. הצפייה בהתכסות אפשרית גם ללא טלסקופ אולם המראה של כוכב לכת נעלם מאחורי הירח (וצץ מחדש) הוא מרהיב.

התכסויות גם יכולות לתרום לתגליות מדעיות ממשיות. בהתכסות של כוכב על ידי כוכב הלכת נפטון, המדענים שמו לב שהכוכה מהבהב כמה פעמים, נעלם מאחורי נפטון ואז מהבהב שוב אותו מספר פעמים. ההשערה הייתה כי גם לנפטון יש טבעות (בדומה לשבתאי) שגרמנו להבהובים (מאחר וגם הטבעות הסתירו חלקית את הכוכב). ההשערה התאמתה כאשר חלליות וויאג'ר 2 הגיעה לנפטון וצילמה את הטבעות.


זמני התכסות צדק וירחיו
תאריך 15/7/2012 (מוצאי שבת, הלילה בין שבת לראשון ובין ה-14 ל-15).
תחילת ההתכסות: 4:03
סיום ההתכסות: 5:06

כמובן שגם ירחיו הגדולים של צדק יתכסו ויתגלו.
כדאי לקום מוקדם.
תמונות אילוסטרציה:

התכסות צדק בירח - אילוסטרציה

למאמר על התכסות נוגה