מקפת לירח שבתאי אנצלדוס (Enceladus)

NEAR Landing on asteroid

NEAR Landing on asteroid

 

בעקבות הגילויים המצטברים ביחס לירח של שבתאי אנצלדוס, התחילה להתארגן קבוצת חוקרים ששמה לה למטרה לפתח מתווה לחקירת המשך שלו. הכוונה היא לשגר חללית שתיכנס למסלול סביב שבתאי, תוך ניצול כוח המשיכה שלו תופנה לכיוונו של אנצלדוס, תחלוף ליד הירח, ותחזור שוב למסלול סביב שבתאי. במועד מאוחר יותר החללית תוכל להיות מכוונת שוב לביצוע טיסת מעבר בקרבת הירח, כשך שיעשה שימוש רב פעמי בטכניקת טיסה זו. למעשה זאת הטכניקה שבה השתמשו עבור חללית “קסיני” (Cassini) המקיפה מזה 8 שנים את שבתאי. תכנון מסלולים זה אפשר את צילומם של כל הירחים של שבתאי לרבות מיפוי שלהם, ועל סמך צילומים אלה נבנו אטלסים לכל אחד מהם. במהלכה של טיסת החללית העתידית שתחלוף ליד אנצלדוס היא תנוע בתוך הגייזרים שלו, ותאסוף דגימות מים שיוכנסו לתוך כמוסה שתשוגר לכדור הארץ. אחת ממטרות היסוד היא לתת מענה לשאלה אם יש חיים במאגרי המים המצויים מתחת לקרקע. מועד השיגור הוא 2020(1). 

עלויות הפיתוח והייצור של חללית כזו הן גדולות ביותר ביחס למטרת המחקר, חשובה ככל שתהיה. משום כך קרוב לוודאי שחללית כזו תיועד תחקור גם את שאר הירחים. עם זאת, נראה שניתן לבצע מחקרים הרבה יותר מקיפים של אנצלדוס. במקום להסתפק בטיסות מעבר, אפשרי לחשוב על מקפת שתנוע סביב הירח לזמן ממושך, שנה, ואפילו יותר. לחללית האם אפשר להצמיד חללית בת שתטוס ביחד איתה לשבתאי, ותשוחרר ממנה למסלול סביב אנצלדוס, כאשר חללית האם תבצע את טיסת המעבר הראשונה שלה לידו. גם בטכניקה זו נעשה שימוש בטיסת “קסיני”. לחללית היתה צמודה גשושית בשם “הויגנס” (Huygens) מבית היוצר של סוכנות החלל האירופית. בקרבת שבתאי חללית “הויגנס” שוחררה מהקסיני וכוונה לנחיתה על הירח טיטן (Titan), ירחו הגדול ביותר של שבתאי. תוכנית זו נחלה הצלחה בלתי רגילה. 

המקפת של אנצלדוס תוכנס למסלול קוטבי בעל אקסצנטריות גדולה סביב הירח. המדידות ודגימת הגייזרים יעשו כאשר המקפת תהיה בפריגיאה שלה, ושידור הנתונים ארצה לרבות שיגור כמוסת הדגימות ארצה, יעשו מהאפיגיאה. קסיני ביצעה מספר מעברים ליד הירח ובמספר פעמים מרחקה מהקרקע הצטמצם ל 25 ק"מ בלבד. כתוצאה מכך התקבלו צילומים ברזולוציה חסרת תקדים, ובמספר מקרים צולמה גם קרקעיתם של מספר קניונים. לחללית ה- MRO המקיפה את המאדים רזולוציה של 25 ס"מ לפיקסל. יש להניח שעד לשיגורה של החללית המיועדת לשבתאי, אפשר יהיה להגיע לרזולוציות גבוהות אפילו יותר. אם כך, המקפת של אנצלדוס תוכל להבחין לא רק בסלעים אלא אפילו בגרגרים. הגייזרים על אנצלדוס מצויים בקוטב הדרומי של הירח. הם נפלטים מ-3 גראבנים (4) שקיבלו את השם "רצועות הנמר"(Tiger strips). באמצעות מקפת קבועה ניתן יהיה לבצע מעקב ממושך אחר התפרצויותיהם ולבדוק כל אחד מהם בצורה פרטנית. אפשרויות המחקר הן מגוונות, ולהלן חלק מהן: 

1. מעקב פרטני אחר כל גייזר וגייזר. 

2. דגימת אדי המים הנפלטים לצורך ניתוח תכולתם, למשל כמות המלחים, ומדידת הטמפרטורה של הקרקע סמוך למועד היפלטותם. בדיקה זו אפשרית באם מודדים את הטמפרטורה באופן רציף, כך שלאחר התפרצות הגייזר אפשר לבדוק מה היתה הטמפרטורה ממש לפני ההתפרצות. 

3. בדיקת שינויים בפני השטח בזמן אמת. 

4. צילום קניונים אלה לפני, במהלך ולאחר התפרצותם של הגייזרים. 

5. בדיקת אדי המים החוזרים לקרקע מיד לאחר העפתם למעלה, ובעזרתם מצלמות המקפת לבדוק את מהלך התגבשותם הפיזית לקרח. 

6. בדיקה סטרטיגרפית של דפנות "רצועות הנמר". לראות באם הקרקע אכן ​מרובדת. 

7. בדיקה ספקטרוסקופית של הקרקע – ההרכב הכימי והמינרלוגי שלה. 

8. לבדוק את מידת ההארה של פני השטח על ידי אור השמש המוחזר מפני השטח. קרוב לוודאי שבצד הלילי החשכה אינה מוחלטת, וזאת הודות לאור השמש המוחזר משבתאי. דומה במידת מה להארת הקרקע של כדור הארץ בליל ירח מלא. קרוב לוודאי שמראה כזה יהיה עוצר נשימה מבחינת היופי שלו. 

מקור הכוח של המקפת יהיה קרוב לודאי גרעיני, אם כי קיימת אפשרות תיאורטית לצייד אותה בקולטי שמש כדוגמת אלה המצויים על חללית Juno הנמצאת בדרכה לצדק. אם אכן יותקנו בה קולטי שמש אפשר יהיה לעשות בהם שימוש דומה לזה שנעשה בחללית NEAR, שהקיפה את האסטרואיד EROS. לקראת סיום משימתה, כאשר נשארה בה כמות קטנה מאוד של דלק, האמריקאים עשו מעשה נועז מאין כמותו. מכיון שתוכנית העבודה של החללית הסתיימה הוחלט להנחיתה על האסטרואיד למרות שלא היתה מצוידת בכני נחיתה. לצורך זה שניים מתוך ארבעת קולטי שמש שימשו ככני נחיתה. מכיון שכמות הדלק שנשארה הייתה קטנה מאוד, משקל החללית היה נמוך מאוד, וקולטי השמש יכלו לעמוד במעמסה. החללית הושכבה למעשה על קרקעית האסטרואיד, כך שהקצה האחורי שלה היה על הקרקע עצמה, והחלק הקדמי היה מעל הקרקע בזכות קולטי השמש ששימשו ככני נחיתה. אם אכן יוחלט להנחית את מקפת אנצלדוס מקום אפשרי לנחיתה הוא בסמיכות לאחת מרצועות הנמר, מה שאולי יאפשר לבצע מדידות של הגייזרים ממרחק אפס. 

האפקטיביות של מחקר כזה תהיה הרבה יותר גבוהה מאשר רק החזרת דגימות מים מהירח, וכדאי לשקול את שילובן של שתי טכניקות המחקר. אין ספק כי התשואה המדעית תהיה הרבה יותר נרחבת. 

 

קרחוני קרח באנצלדאוס. 

מקור 

1. Mike Wall- "Saturn moon Enceladus eyed for sample return mission" 6.2.2012 

2. http://en.wikipedia.org/wiki/Enceladus_%28moon%29 

3. http://en.wikipedia.org/wiki/Cassini%E2%80%93Huygens 

4. http://he.wikipedia.org/wiki/גראבן 

 

צילום מהירח אנצלדאוס.

אודות חיים מזר

בעל B.A במדע המדינה וסוציולוגיה. עורך לשוני של ספרות טכנית. חבר באגודה הישראלית לאסטרונומיה ובאגודה לחקר עב"מים. פרסם מאמרים באתר הידען, באתר של אלי אשד על ניתוח ספרותי, ובכתב העת של האגודה לאסטרונומיה בתחום גיאולוגיה ואטמוספירה של כוכבי לכת. כמו כן כתב על ייעוץ ארגוני, מדע המדינה, היסטוריה עם היבטים ניהוליים, בינה מלאכותית, חישוב מקבילי, מקרא ,סוציולוגיה, מודיעין (בכתב העת של המל"מ), וכלכלה.
הפוסט הזה פורסם בתאריך מדע פופולרי עם התגים , . קישור קבוע.

תגובה אחת על מקפת לירח שבתאי אנצלדוס (Enceladus)

  1. מאת סבדרמיש יהודה:‏

    מעניין מאוד. תודה על עוד מאמר מעניין של מזר.

כתיבת תגובה

האימייל שלך לא יוצג בבלוג. (*) שדות חובה מסומנים

*

תגי HTML מותרים: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

*