המאמרים באתר מוגנים בזכויות יוצרים. ניתן לעשות שימוש למטרות פרטיות ולא מסחריות תוך קישור לעמוד המקורי ומתן קרדיט לגדי איידלהייט. לפרטים נא לפנות לאימייל gadieide@yahoo.com.

מעונינים לקבל מידע אסטרונומי ישירות לנייד? הצטרפו לערוץ הטלגרם או לערוץ הווטצאפ של אסטרונומיה ומדע !

יום שבת, 13 בפברואר 2010

אסטרונומיה לקטנטנים

אסטרונומיה היא תחביב שניתן להתחיל איתו בכל גיל. בפוסט זה נתחיל מהגילאים הקטנטנים ביותר, מינקות ועד גילאי 4-5. בגילאים אלו, הרצאות, מצגות ואפילו תצפיות ארוכות לא מצליחות לעניין את הילדים לאורך זמן ויש להשתמש בחומרים אחרים פשוטים יותר.
בגילאי הינקות (שנתיים-שלוש) צעצועים, כדורים בצורת השמש, כדור הארץ והירח וספרים פשוטים לקריאה או עם תמונות בלבד יהוו פתרון מצוין. לצערי, המבחר בארץ לאביזרים וספרים בעברית די מוגבל, ולמרות שיצאו ספרים על החלל הם יותר לילדים שכבר יודעים לקרוא מגיל 6 ומעלה ונעסוק בהם במאמר אחר. מצד שני ספרי תמונות צריך בעיקר בשביל התמונות וכמה מילים באנגלית לא יפריעו.
עדיין, אסטרונומיה היא תחביב צפייתי וצריך לצפות במשהו, כדאי להשתמש בדברים היומיומיים ביותר ולהסביר לילדים את הקשר לאסטרונומיה. הניסוי הבא עובד מצוין עם ילדים בגיל ארבע  והוא מתייחס לאור וצל שממילא מענין ילדים. מחבינת גיל יש גיל מינימלי אבל אין גיל מקסימלי, גם ילדים יותר גודלים ואף מבוגרים יכולים להשתעש בניסויים פשוטים אלו, כהורים אפשר להרחיב ולהעמיד בהסברים על התופעות ככל שהילדים דורשים את זה (במאמרים נוספים נביא הצעות למחקר מדעי אמיתי שאפשר לעשות בתצפיות פשוטות ביותר כפי שיתוארו בהמשך).
הכוכב הראשון שאפשר לצפות בו הוא השמש. בשמש לא צופים ישירות. לא בעין ובודאי לא במשקפת, אבל אפשר לעשות תצפית עקיפה באמצעות הצל. הראו לילדים את הצל שלהם ביום בשעות שונות ואת הכיוון שלו, הראו להם שלא משנה איפה הם עומדים הצל באותו כיוון ורק כשעובר זמן והשמש זזה בשמים כיוון הצל משתנה (אפשר להדגים את זה לפני שהולכים לגן וכשחוזרים ממנו). במיוחד כדאי לעשות תצפית זו בשקיעה או בזריחה כשהצללים ארוכים מאד. כמה שהדבר נשמע לכם אלמנטרי, לילד זוהי תצפית חוויתית מדרגה ראשונה. גם בלילה אפשר לבצע ניסויים. כאשר הערב יורד עימדו מתחת לפנס וראו שכמעט אין צל, זוזו מעט וראו איך הצל זז איתכם. עברו על פני הפנס וראו איך הצל עובר מאחוריכם לפניכם. כשהולכים עם ילד ורוצים שיזדרז קצת אפשר להציע לו לעשות מרוץ עם הצל. ולהסביר לו שתמיד לפני הפנס הוא משיג את הצל ומיד לאחרי הפנס הצל משיג אותו. כך גם מתקדמים מהר (עבד אצלנו מצוין בדרך חזרה מבית הכנסת), גם משחקים עם הילד וגם מעניקים ידע מדעי. עם ילדים יותר גדולים אפשר לחשוב למה צל ביום מאור השמש לא משנה מיקום כשאנו זזים וצל מהפנס זז. רימזו לילדים על התשובה אבל תנו להם הזדמנות להגיע אליה בעצמם.
גרם שמים נוסף  שיעניין ילדים בגיל כזה (בתצפית בעין ולא בתמונות) הוא הירח. את הירח אפשר לראות בקלות  ולהסביר על השינויים בצורה שלו. גם תצפית בטלסקופ מומלצת. משקפת בגיל הזה אינה מומלצת. ילדים קטנים יתקשו מאד לכוון את המיקוד שלה ולהחזיק אותה יציבה מספיק. אפשר להסביר לילד קצת על הירח אבל בעיקר להנות מההתלהבות שלו לראות משהו כל כך גדול. אין טעם ללמד את הילד שמות מכתשים בירח אבל אפשר לנסות להסביר לו שגם על הירח יש הרים גבוהים כמו על כדור הארץ.

יום רביעי, 10 בפברואר 2010

משפטים

המאמר לפרשת משפטים עבר לאתר פרשת השבוע. ליחצו על הקישור כדי להגיע ולהנות מהמאמר.

יום שלישי, 9 בפברואר 2010

הרוח וההזדמנות – משימות גישוש למאדים

לאחר שכתבנו באופן כללי על כוכב הלכת מאדים, נעמיק יותר בשני רכבי החלל שנמצאים עליו כבר שש שנים.  הרכבים SPIRIT ו-OPPORTUNITY (להלן יקראו ספיריט ואופרטיוניטי) שוגרו בשנת 2003 (בהפרש של כחודש) ונחתו על מאדים לאחר כחצי שנה. שיגורים למאדים מתבצעים כאשר הארץ ומאדים בגיאומטריה המאפשרת מסלול קצר ביותר.

עדכון - פברואר 2019
משימת אופרטיוניטי הסתיימה לאחר שנסיונות ליצור קשר עם החללית לא צלחו במשך שמונה חודשים. סופת אבק כיסתה את התאים הסולאריים של החללית והקשר איתה אבד ביוני 2018. לאחר מאות ניסיונות תקשורת, לא הייתה ברירה אלא להודיע על סיומה המולצח של משימה אדירה זו.
משימת ספיריט הסתיימה כבר בשנת 2011.

הנה סרטון סיכום של נאסא:



וכעת למאמר המקורי:

הנה מפת המסלול. כדור הארץ מסתובב סביב השמש מהר יותר ממאדים ולכן צריך להגיע לעמדה שמאדים משיג במקצת את כדור הארץ. השיגור מתבצע לא לכיוון מאדים, אלא למיקום בו מאדים יהיה בעוד חצי שנה. שיגור ישיר למאדים יפספס אותו במיליוני קילומטרים.

מסלול השיגור מהארץ למאדים: NASA JPL

כדי להרוויח עוד זמן בדיקות וניסויים, הרכבים משוגרים עם תוכנה מינימלית ביותר. צוותי הפיתוח בכדור הארץ ממשיכים בבדיקות ופיתוח התוכנה ושולחים עדכון כשהרכבים על מאדים.
המשימה המדעית העיקרית של הרכבים הייתה לחקור את פני הקרקע של מאדים בנסיון לגלות מים. לשם כך הם מצוידים במעין מעבדה גיאולוגית ניידת המאפשרת להוציא חומרים מהאדמה ולחקור אותם באמצעות סנסורים שונים ומשונים. בנוסף מצוידים הרכבים המצלמה סטריאוסקופים (תלת מימידת) המדמה את מאדים כפי שיראה אותו בן אדם שנמצא שם.

חלק חיוני ברכבים, הם קולטי השמש. כידוע אין תחנות דלק או כח על מאדים והרכבים צריכים אנרגיה. מקור האנרגיה הזמין היחידי הינו אור השמש והרכבים מצוידים בקולטים. הרכבים צריכים אנרגיה לכמה מטרות, לתנועה, להפעלת המנועים, להפעלת המכשור ואמצעי התקשורת, ולחימום בחורף הקר של מאדים. קולטי השמש נתקלו בבעיות מרובות. סופות חול על המאדים לכלכו אותם מאד וגרמו להפקת אנרגיה פחותה (דבר דומה קורה לדודי השמש שלנו אחרי סופת אבק, מומלץ לשטוף את הקולטים ופתאום המים יהיו שוב רותחים). במצבים כאלו מערכות התנועה והמחקר מושבתות ורק המערכות החיוניות של החימום והתקשרות עובדות בהספק המינימאלי האפשרי. למרבה המזל רוחות אחרות העיפו את כל האבק והקולטים נהיו נקיים. בעיה נוספת קשה בקולטים היא שהם אינם מתכווננים ואינם יכולים לשנות זווית. לכן כדאי להגיע לקליטה מקסימאלית צריך כל הרכב לשנות מיקום ולצודד כלפי השמש. תמרונים כאלו עושים לקראת כל חורף, להגיע לזוויות שיאפשרו הפקת אנרגיה מקסימאלית. המחקר והתנועה ממשיכים בקיץ.


רכבי החלל MER ספיריט ואופרטיוניטי. מקור JPL NASA
רכבי החלל MER ספיריט ואופרטיוניטי. מקור JPL NASA


הרכבים נעים לאט מאד. מטרים בודדים ביום. אחרי 6 שנים של פעילות אופרטיוניטי עברה פחות מעשרים קילומטרים. הסיבה לאיטיות היא זהירות. הרכבים נעים מעט, מצלמים את סביבתם, אולי מגלים אבן מעניינת ומתעכבים אליה כמה שבועות, ובעיקר מחכים להוראות מכדור הארץ. בגלל המרחק, הזמן התקשורת למאדים נע בין חמש לעשרים דקות לכיוון אחד, בארץ מנתחים את המצב ושולחים הוראות המשך וכך הלאה. לדוגמה כאשר הרכבים ניסו לרדת למכתש היה צורך בזהירות מרובה שלא יתהפכו או ידרדרו. והתהליך היה שכל פקודה מכדור הארץ גרמה לתזוזה של כסנטימטר בודד, והערכת מצב חדשה. לפעמים על כדור הארץ לא יודעים מה לעשות ולכן מנסים בשטח. יוצרים תבניות גבס וחול המדמות את מיקום הרכבים בצורה מושלמת ועושים ניסויים. לכן כל התקדמות היא איטית מאד.

אכן תקלות לא חסרות, תקיעה בחול (אין אפשרות להזמין גורר), מנועים שהתקלקלו, ועוד. עד היום הצליחו להתגבר על כל התקלות האלו, או לפחות לעקוף אותן (למשל לנסוע רק אחורנית...), אבל לפני כמה חודשים, ספיריט נתקע בצורה חמורה במיוחד ומאמצים לחלץ אותו במשך חצי שנה לא צלחו. לפיכך החליטו בנאסא להפוך אותו למעבדה נייחת ולא לנסות להזיז אותו יותר. לרוע המזל הרכב היה בזווית שלא מאפשרת לו לקבל מספיק אור שמש ולכן נעשו מהלכים במשך שלושה שבועות שגרמו לתזוזה של 34 סנטימטרים לצורך שיפור עמדות. ניתן לראות את התנועה בסרטון הבא.
מבחינת המשימה המדעית הרכבים הם הצלחה אדירה. המשימה תוכננה לשלושה חודשים בלבד, בשטחים מוגבלים והרכבים כבר שש שנים על מאדים, עברו מרחקים גדולים, חקרו מכתשים וגילו חומרים וסלעים שלא ידעו על קיומם במאדים.

מידע רב,משחקים לילדים וסרטוני וידאו נוספים ניתן למצוא באתר NASA מיוחד המוקדש לרכבים. אפיילו קומיקסים עשו עליהם:
רכב חלל זנוח. מקור XKCD


יום רביעי, 3 בפברואר 2010

פרשת יתרו

המאמר לפרשת יתרו עבר לאת פרשת השבוע. ליחצו על הקישור כדי לקרוא ולהנות מהמאמר.

יום שני, 1 בפברואר 2010

מעבורת החלל




מעבורות החלל תוכננו כהמשך תוכנית החלל האמריקאית לאחר תוכנית אפולו שהסתיימה באופן רשמי בשנת 1975. בשונה מאפולו המעבורת תוכננה ככלי לשימוש רב פעמי (רוב רובה של חללית אפולו, נשאר בחלל או נשרף באטמוספירה. לא נעשה שימוש חזור בקפסולות חזרו ארצה והן מוצגות במוזיאונים שונים) שישוגר כטיל וינחת כמטוס. המעבורת הראשונה המריאה לחלל בשנת 1981. המפקד שלה היה ג'ון יאנג. שמו אינו מוכר לרבים, אבל הוא אסטרונאוט ותיק מאד ובעל הקריירה הארוכה ביותר ב-NASA. ג'ון יאנג היה שותף לטיסות ג'מיני, לשתי טיסות אפולו, באחת מהן (אפולו 16) הוא פיקד ונחת על הירח, והיה בחירה טבעית לטייס הראשון של החללית החדשה. המעבורת הראשונה שנבנתה היתה קולומביה והטיסה הייתה הצלחה.
לטיסות הראשונות היו בעיקר מטרות של מחקר או של הצבת לווינים במסלול. עם התחלת בניית תחנת החלל הבינלאומית, רוב משימות המעבורות היו לבניית התחנה. המעבורות מביאה חלקים לתחנה והאסטרונאוטים מרכיבים ומחברים אותם מבחוץ בהליכות חלל. עם התפתחות תחנת החלל יותר ויותר משימות מבוצעות על ידי רובטים חיצוניים.
התקלה הקטלנית הראשונה במעבורות הייתה ב-1986 במעבורת צ'אלנגר. שניות בלבד לאחר השיגור (ששודר כמובן בשידור חי) החללית התפוצצה באוויר כתוצאה מאטם דולף. זכרוני כילד רואה את השיגור בשידור חי ברחוב  ואת ההלם שהיכה בכולם. לאחר האסון קורקעה פעילות המעובורת לזמן ארוך, ונכתבו דוחות חקירה ארוכים ומפורטים. בצוות החקירה היה גם ריצ'רד פיינמן שמסמך החקירה האישי שלו (שפורסם במקביל למסמך הרשמי של הוועדה) מהווה כתב מופת וראוי לקריאה בפני עצמו. ריצ'רד פיינמן עמד על ליקויים רבים וחמורים, לא טייח כלום וביקרתות היתה נוקבת מאד. הדו"ח חשף כשלים רבים ב-NASA ופעילות המעבורות חודשה רק לאחר זמן רב.

למעבורות נרשמו הישגים רבים, אבל אסון נוסף, אסון הקולומביה בו נהרג אילן רמון, סימן למעשה את תחילת הסוף. קולומביה שוגרה בהצלחה, אולם תמונות ראשונות מהשיגור כבר הצביעו על כך שיש בעיה בבידוד של המעבורת.. הדוחות לאחר האסון הראו ששוב היו כשלים בהעברת מידע, בהחלטות של מנהלים בכירים ובשאננות יתר של "לי זה לא יקרה". בחזרתה לכדור הארץ, בידוד המעבורת לא היה תקין והחום הגדול הנוצר כתוצאה מהחיכוך באטמוספירה פירק את המעובורת וגרם לפיצוצה. את ההתרגשות שהיתה בארץ בזמן השיגור והמשימה קשה לשכוח, ורבים מאיתנו ראו את השיגור בשידור חי, נחיתת המעבורת הייתה בשבת ולכן שמענו על האסון רק במוצאי שבת.
מאחור (מימין לשמאל): אילן רמון, מייקל אנדרסון, לאורל קלארק,דייויד בראון
מלפנים (מימין לשמאל): ויליאם מק'קול, קלפנה צ'אולה, ריק האסבנד


לאחר השבתה נוספת בפעילות המעבורות הוחלט להוציאן משירות. לאחר אסון צ'אלנגר נבנתה מעבורות נוספת (אנדוור), אולם לאחר אסון קולומביה לא נבנתה מעבורת נוספת ומשימות רבות בוטלו. כיום, המעבורות מוצעות למכירה תמורת סכום צנוע של 29 מיליון דולר (לא כולל הוצאות העברה).

משימה מתוקשרת אחרת של המעבורת הייתה STS-125. משימת שירות לטלסקופ החלל על שם האבל. הטלסקופ נמצא בחלל כבר זמן רב ומודלים רבים בו התקלקלו. המשימה אושרה בלחץ הקהל, ובגלל חשיבתו של הטלסקופ למדע ולתרבות האנושית בכלל. לא היה טלסקופ אחר שהעשיר את עולמנו כל כך. למרות הסיכון והעלות הגובהה המשימה אושרה ועברה בהצלחה מלאה. טלסקופ האבל ישרת אותנו לפחות עד 2015.
בלי קצת נתונים טכניים אי אפשר.
המעבורת ממריאה תמיד מפלורידה מאחד משני כני שיגור (כיום רק אחד מהם פעיל, השני כבר עובר הסבה לדור הבא של רכבי החלל). המעבורת מורכבת במבנה ענק. המבנה בעל קומה האחת הגבוה ביותר בעולם עם הדלתות הגדולות ביותר בעולם ומוסע על רכב מיוחד לכן השיגור. מהירות הנסיעה היא, תחזיקו חזק, כחצי קילומטר בשעה... המעבורת מחוברת למיכל דלק חיצוני ענק ולשני מאיצים. בזמן השיגור המאיצים ומנועי המעבורת יוצרים דחף עצום, ולאחר שתיים וחצי דקות המאיצים מתנתקים ונופלים בחזרה לאוקינוס האטלנטי. המעבורת ממשיכה מכח המנועים שלה עוד שמונה דקות. אז גם נגמר הדלק במיכל החיצוני והא מתנתק ונופל באוקינוס ההודי.
לאחר שהמעבורות בחלל היא עושה את משימותיה או מתחברת לתחנת החלל. כדי לנחות המעבורת פשוט מאיטה ומתחילה ליפול לכדור הארץ (האטה של 200 קמ"ש מספיקה). בזמן הנפילה המעבורת מאטה מאד בגלל החיכוך באויר ומגובה מסוים מתחילה בדאייה עד לנחיתה. מהרגע שתהליך הנחיתה התחיל אין אפשרות לעצור אותו. ההתחלה המדויקת נקבעת לפי מיקום הנחיתה. לרוב רצוי לנחות בפלורידה, אולם יש אפשרות לנחות גם בקליפורניה. מעבורת שנוחתת בקליפורניה עושה את דרכה לפלורידה על מטוס בואינג מיוחד בעלות של עוד מיליון דולר. ברחבי העולם יש שדות תעופה נוספים שבהם באופן תיאורטי מעבורת יכולה לנחות, במקרה שיש תקלת חירום המחייבת נחיתה מיידית, בפועל, מעולם לא בוצעה נחיתה מחוץ לגבולות ארצות הברית.

מעבורת החלל אנדוור תשוגר בשבוע הבא אל תחנת החלל עם מודולים נוספים. זמן השיגור הוא כרגע ל4:39 זמן מקומי בלילה (11:39 בבוקר בישראל)  וזהו השיגור הלילי האחרון המתוכנן. זמן השיגור יכל להשתנות. החל מתקלות וליקויים שמתגלים כמה ימים לפני השיגור ועד ביטול שיגור, ממש דקות או שניות לפני תחילתו (כאשר האסטרונאוטים, כבר יושבים בחליפותיהם ומוכנים), בגלל תקלת מחשב, מזג אויר גרוע ואפילו בגלל מטוס חוצפן שנכנס למרחב השיגור. עדכונים, ספירה לאחור וצפייה בשיגור אפשריים באתר NASA. צפייה במעבורת ובתחנה אפשריים כשהם בחלל, כפי שפירטתי במאמר קודם.

הערה: תוכנית החלל האמריקאית נתונה לשינויים רבים בשנה האחרונה, מאז כניסת אובמה לנשיאות והחלפת ראש נאס"א. ייתכן והשימוש במעבורות יוארך במספר משימות נוספות לאור העובדה כי קיים פער שלא יאפשר לאמריקאים שיגור אנשים לתחנת החלל למשך כמה שנים והם יצטרכו להיות תלויים ביכולות הרוסיות בלבד. גם לרוסים היית המעבורת משלהם, בוראן, שהייתה חיקוי משופר אך לא זכתה לטיסת חלל משלה והתפרקה בקריסת ההאנגר בו שהתה.