אקסו מארס

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
סמל הפרויקט
גולת הכותרת של פרויקט אקסו מארס היא רובר אקסו מארס, שמתוכנן לשיגור בשנת 2020. בתמונה נראה דגם של הרובר במדבר אטקמה בצ'ילה.

אקסו מארסאנגלית: ExoMars, ברוסית: Экзомарс; "אקסו" כקיצור של אקסוביולוגיה) היא תוכנית מחקר לכוכב הלכת מאדים, שמטרתה המרכזית היא חיפוש אחר סימני חיים בסביבה הקדומה או הנוכחית של מאדים. הפרויקט מובל על ידי סוכנות החלל האירופאית (ESA) בשיתוף פעולה עם סוכנות החלל הרוסית (רוסקוסמוס), יחד עם סיוע משני של נאס"א.[1]

הפרויקט מחולק לשתי משימות נפרדות: המשימה הראשונה, ששוגרה ב־14 במרץ 2016, כוללת את מקפת שְיָירי הגז אקסו מארס‏ (Trace Gas Orbiter, בקיצור TGO), שנכנסה למסלול סביב מאדים ותמדוד ותחקור את מקורם של גזים הנמצאים בכמות זעירה באטמוספירה של מאדים, כשהחשוב שבהם הוא גז מתאן. גז זה אינו יציב לאורך זמן באטמוספירה המאדימית, ולכן מקור כלשהו - ביולוגי או גאולוגי - צריך לחדש אותו, אם המדידות יצביעו כי קיימת כמות מספקת של מתאן. המקפת תשמש גם כתחנת ממסר עבור משימות עתידיות למאדים. משימת 2016 כוללת גם נחתת קטנה בשם סקיאפארלי, שנועדה לבחון את טכנולוגיית הנחיתה שהאיחוד הארופאי ורוסיה ישתמשו בה במשימה השנייה של הפרויקט. הנחתת נכשלה בניסיון הנחיתה והתרסקה על הקרקע של מאדים.[2]

המשימה השנייה, שעתידה להיות משוגרת ב־2020,[3] תתמקד בשני רכבים שינחתו על גבי מאדים - הרכב הראשון הוא פלטפורמה קרקעית נייחת שתכלול מספר מכשירים מדעיים; הרכב השני הוא גולת הכותרת של פרויקט אקסו מארס - רובר אקסו מארס, אשר ינוע מספר קילומטרים על פני השטח, ויחקור אין סיטו את מאדים כדי לחפש סימני חיים. הוא יכיל מעבדה ניידת שתעבד ותנתח דגימות שהרובר יאסוף מהשטח. הרובר יוכל גם לחפור באמצעות מכשיר ייחודי ולהוציא דגימות מעומק של עד 2 מטר מתחת לפני השטח, שם מעריכים החוקרים כי ייתכן שחומרים אורגניים שרדו את התנאים הקשים של מאדים.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

ההצעה הראשונית[עריכת קוד מקור | עריכה]

פרויקט אקסו מארס עבר שינויים ותהפוכות רבות מאז שהוצע לראשונה במסגרת תוכנית אורורה של סוכנות החלל האירופאית בשנת 2002.[4] בתוכנית אורורה, שרובה לא יצא לפועל בסופו של דבר, האיחוד הארופאי הניח אסטרגטיה ארוכת טווח למחקר רובוטי ומאויש של מערכת השמש, עם כוונה לבצע משימות מאוישות לירח ולמאדים בשנות ה־30 או ה־40 של המאה העשרים ואחת. התוכנית כללה בין היתר "תוכניות דגל" (Flagship mission) שהראשונה שבהם היא משימת אקסו מארס.[5] לאחר מספר שנות מחקר, שרי האיחוד האירופאי אישרו ב־2005 את התוכנית.[6]

הגרסה הראשונית של אקסו מארס כללה שיגור של רובר במשקל של 220 ק"ג שעיצובו היה דומה למדי לרוברים האמריקאים בתוכנית מארס רובר (ספיריט ואופורטיוניטי).[7] בניגוד לרוברים של נאס"א ששוגרו למאדים בשנת 2004 והתמקדו במחקר גאולוגי של כוכב הלכת, הרובר תוכנן עבור מחקר אקסוביולוגי של מאדים - לחפש אחר סימנים לקיום חיים במאדים, בעבר או בהווה.

לפי התכנון הראשוני, שיגור המשימה תוכנן לשנת 2009. יעד השיגור נדחה ב־2005 לשנת 2011, בין היתר עקב אסון מעבורת החלל קולומביה, אשר הביא לדחייה בפרויקטים שונים של האיחוד האירופאי הקשורים לבניית תחנת החלל הבינלאומית. ב־2007 שוב נדחה השיגור, הפעם ל־2013, עקב תפיחת תקציב הפרויקט מעבר למיליארד יורו.[8] בשנת 2008 יעד השיגור שוב נדחה עקב קשיי מימון. בין היתר גרמה לכך סירובה של איטליה, אחת הממנות המרכזיות של הפרויקט, להקציב כספים נוספים לפרויקט. בנובמבר 2008 החליטה ועידה מיניסטריאלית של האיחוד האירופי להקצות 850 מיליון יורו לפרויקט, כאשר 150 המיליון הנותרים אמורים היו להגיע משותף בינלאומי נוסף.[9]

שיתוף פעולה עם נאס"א[עריכת קוד מקור | עריכה]

בעקבות החלטת האיחוד הארופאי לחפש שותפות בינלאומית, בדצמבר 2008 החלו שיחות בין נאס"א וסוכנות החלל האירופאית, שהבשילו באמצע 2009 להסכם שכונה "יוזמה משותפת לחקר מאדים" (Mars Exploration Joint Initiative; בקיצור MEJI).[10] במסגרת ההסכם, פרויקט אקסו מארס קיבל עיצוב דומה לעיצובו הנוכחי, אלא שהשותפה הבינלאומית הייתה ארצות הברית ולא רוסיה. התוכנית כללה שני שיגורים שונים ב־2016 וב־2018. משימת 2016 כללה את הלוויין TGO‏ (Trace Gas Orbiter), אשר תוכנן להיבנות על ידי האיחוד האירופאי ולכלול מכשור מדעי שיסופק ברובו על ידי ארצות הברית. המשימה כללה גם נחתת אירופאית קטנה. משימת 2018 כללה שני רוברים - האחד אקסו מארס האירופאי והשני רובר שכונה MAX-C ‏(Mars Astrobiology Explorer-Cacher) ויועד גם הוא למחקר אסטרוביולוגי וכן לאיסוף דגימות מכוכב הלכת האדום, שעשויות היו לשמש במסגרת משימה עתידית להבאת דגימה ממאדים לכדור הארץ. לפי ההסכם נאס"א הייתה אמורה לספק את מערכת הנחיתה, שתהייה מבוססת על ה"סקיי קריין" ששימש את הרובר קיוריוסיטי בנחיתה על מאדים, וכן את רכבי השיגור של שתי המשימות.[11]

ב־2011 בעיות תקציביות נוספות הביאו את נאס"א וסוכנות החלל האירופאית לשקול לאחד את שני הרוברים השונים לכדי רובר גדול יותר, בין היתר עקב העלות הרבה שבהתאמת מערכת הנחיתה של קיוריוסיטי, הסקיי קריין, לשני רוברים נפרדים[13]

בסופו של דבר גם הצעה זו ירדה לטמיון, עקב בעיות תקציביות אליהם נקלעה נאס"א, בין היתר עקב התפיחה המשמעותית בעלות טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שמיועד להוות את היורש של טלסקופ החלל האבל. כדי להציל את פרויקט טלסקופ החלל, בהצעת התקציב של נאס"א לשנת 2013, שהתפרסמה בפברואר 2012, ממשלו של הנשיא ברק אובמה הכריז על ביטול ההשתתפות של נאס"א בפרויקט אקסו מארס.[14]

שיתוף הפעולה עם רוסיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

כדי להציל את הפרויקט סוכנות החלל האירופאית פנתה לשותפות רוסית שתחליף את ארצות הברית. ב־14 במאי 2013 חתמו נציגי סוכנות החלל האירופאית וסוכנות החלל הרוסית (רוסקוסמוס) על הסכם לשיתוף פעולה בפרויקט, שבמסגרתו נקבעה הגרסה הנוכחית של הפרויקט.[15] במסגרת ההסכם נקבעה השותפות הבאה:

  • משימת 2016 תכלול את מקפת אקסו מארס TGO שתבנה על ידי האיחוד האירופאי ותכלול בעיקר מכשור מדעי אירופאי ורוסי. המשימה תכלול גם נחתת אירופאית קטנה שתבחן טכניקת נחיתה על מאדים.
  • משימת 2018 תכלול את רובר אקסו מארס האירופי שיכלול גם מספר מכשירים מדעיים שתספק רוסיה. רוסיה תהייה אחראית על מערכת הנחיתה של המשימה, וכן תספק פלטפורמה קרקעית נייחת שתכלול מכשור מדעי רוסי ואירופאי.
  • רוסיה תספק את מערכות השיגור של שתי המשימות ב־2016 וב־2018. השיגורים יתבצעו באמצעות משגרי פרוטון־M ושלב רקטי עליון מסוג Briz-M.

במאי 2016 הוחלט לדחות את משימת 2018 של הרובר לחלון השיגור של שנת 2020.[16]

משימת 2016: מקפת ונחתת[עריכת קוד מקור | עריכה]

מקפת שיירי הגז (TGO)[עריכת קוד מקור | עריכה]

דגם של הגשושית TGO, שהוצג בתערוכת הסלון האווירי בפריז, 2015

מקפת שיירי הגז אקסו מארס‏ (Trace Gas Orbiter, בקיצור: TGO) היא גשושית מחקר ששוגרה ב־14 במרץ 2016 על גבי משגר פרוטון רוסי מקוסמודרום בייקונור שבקזחסטן, והגיעה למאדים ב־19 באוקטובר 2016.[17] הגשושית נשאה על גבה את הנחתת סקיאפארלי, ולפני ההגעה למאדים שיחררה אותה כדי שזו תוכל לנחות על כוכב הלכת. לאחר מכן הגשושית תחל בשלב איטי והדרגתי שבמהלכו תשנה את מסלולה סביב מאדים למסלול מבצעי בגובה של כ־400 ק"מ עד נובמבר 2017.[18] היא תוכל לשמש גם כתחנת ממסר שתאפשר תקשורת בין רכבים שישלחו לפני השטח של מאדים, ובמיוחד עבור הרובר של משימת 2020. הגשושית מתוכננת לפעול לפחות עד לשנת 2022.[19]

המשימה המדעית המרכזית של הגשושית TGO היא למדוד ולחקור את מקורם של גזים הנמצאים בכמות מזערית באטמוספירה של מאדים (פחות מ־1% מהאטמוספירה). אחת השאלות שמעסיקות את החוקרים בנוגע למאדים היא האם אכן יש באטמוספירה של מאדים כמות מזערית של גז מתאן. מדידות שנעשו על ידי גשושיות קודמות וכן מתצפיות טלסקופיות בכדור הארץ, הצביעו על כמות מזערית כזו שמגוונת מבחינת זמן ומקום במאדים. המדידות הללו לא היו מדויקות מספיק, וגם מדידות מדויקות יותר של הרובר קיוריוסיטי השאירו את השאלה פתוחה. מכיוון שמתאן אינו יציב לאורך זמן באטמוספירה של מאדים, נדרש איזשהו מקור שיחדש אותו - ומקור זה יכול להיות ביולוגי או גאולוגי. בכדור הארץ למשל, מקורו של רוב המתאן באטמוספירה הוא מתהליכים ביולוגיים. עם זאת, גם תהליכים גאולוגיים, שלא מעורבים בהם חיים, יכולים להסביר תופעה זו.[20][21]

כדי למדוד את מרכיבי האטמוספירה של מאדים, הגשושית תשתמש בשתי שיטות של תצפיות ספקטרוסקופיות: פעמיים במסלול סביב מאדים, במהלך האוקולטציה הסולארית (בזריחה ובשקיעה מבחינת הגשושית), היא תכוון את הספקטרוסקופים שלה לכיוון השמש. בצורה זו, קרני השמש שמגיעים למכשירי המדידה דרך האטמוספירה של מאדים, משמשים כ"פנס" לחיזוק עוצמת הקרינה שמתקבלת במכשירי המדידה. כך מתאפשרת מדידה מדויקת יותר, עד לרמה של חלקיק אחד למיליארד (ppb). המסלול של הגשושית מותאם לאפשר לה כמה שיותר אוקולטציות סולאריות. השיטה השנייה שהגשושית תפעיל היא לכוון את הספקטרוסקופים לתצפית ישירה על כוכב הלכת. מכיוון שבשיטה כזו הם קולטים את הקרינה התת־אדומה היוצאת מכוכב הלכת, שהיא חלשה יותר, המדידה הופכת למדויקת פחות.[21]

הנחתת סקיאפארלי[עריכת קוד מקור | עריכה]

הדמיית הנחיתה של סקיאפארלי על מאדים
Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – סקיאפארלי (נחתת)

סקיאפארלי (Schiaparelli; שם טכני: "מודול הדגמת חדירה, הנמכה ונחיתה", Entry, Descent and Landing Demonstrator Module או EDM) היא נחתת שיועדה לשמש כמדגים טכנולוגי ליכולת אירופאית לנחות על פני השטח של מאדים. סקיאפארלי שוגרה על גבי הגשושית TGO והיא התנתקה ממנה לקראת הנחיתה על מאדים. ב־19 באוקטובר היא ביצעה את ניסיון הנחיתה אך נכשלה והתרסקה על הקרקע.[22]

הנחתת הייתה הניסיון השני של סוכנות החלל האירופאית להנחית רכב ולהפעילו בהצלחה על פני מאדים, לאחר שהמשימה האירופאית הקודמת לכוכב הלכת, ביגל 2 (אנ'), אמנם נחתה עליו ב־2003 אך לא הצליחה ליצור קשר עם מפעיליה.[23] הנחתת מכונה על שמו של האסטרונום האיטלקי ג'ובאני סקיאפארלי שחקר את מאדים.[24]

מכיוון שהיעד המרכזי של הנחתת היה להדגים את טכנולוגיית הנחיתה על פני מאדים, לנחתת לא היה מקור אנרגיה מתחדש כגון לוחות סולאריים, והיא תוכננה לפעול על פני מאדים רק באמצעות סוללות חשמליות לתקופה של בין 2 עד 8 סול (יום מאדימי).[25]

משימת 2020: רובר ופלטפורמה קרקעית[עריכת קוד מקור | עריכה]

משימת 2020 כוללת רובר שיוכל לנוע על פני השטח כדי לבצע מחקרים גאולוגים ואקסוביולוגיים, וכן פלטפורמה קרקעית שתכלול גם היא ציוד מדעי ותוכל לפעול לפחות שנה על פני הקרקע כתחנה נייחת.[26]

הרובר מפותח על ידי סוכנות החלל האירופאית ונבנה על ידי חטיבת החלל של קבוצת איירבוס,[27] כאשר המטען המדעי שלו כולל מכשירים אירופאיים ורוסיים. הפלטפורמה הקרקעית תסופק על ידי רוסיה ותפותח על ידי חברת לאבוצ'קין.[28] השיגור מתוכנן להתבצע על ידי משגר פרוטון רוסי ביולי 2020, כאשר הנחיתה על פני מאדים תקרה ב־2021.

מנגנון הנחיתה של המשימה יפותח ברובו על ידי רוסיה,[28] והוא כולל מגן חום עבור החדירה לאטמוספירה, שני מצנחים להאטה נוספת של מהירות הנפילה וכן את הפלטפורמה הקרקעית עליה יורכב הרובר, שתהייה אחראית על נחיתה באמצעות מנועים רקטיים על הקרקע.

רובר אקסו מארס[עריכת קוד מקור | עריכה]

דגם של רובר אקסו מארס

הרובר של משימת אקסו מארס מיועד לנוע על פני השטח ובין היתר יחפש אחר "חתימות ביולוגיות" (אנ'), סימנים המעידים על קיום חיים בעבר או בהווה של מאדים. המשימה הנומינלית של הרובר מיועדת להימשך 220 סול (יום מאדימי; כחצי שנה), אך עשויה להימשך תקופה ארוכה יותר.[29]

המשקל הכולל של הרובר יעמוד על 310 ק״ג. הוא ישתמש בלוחות סולאריים שיספקו לו את האנרגיה החשמלית שדרושה לתפעולו, והוא ימוגן מפני הקור העז על פני השטח באמצעות מחממים רדיואיזוטופיים (אנ'), הפועלים באמצעות החום שנוצר מדעיכה רדיואקטיבית. לרובר 6 גלגלים המסוגלים לנוע ולהסתובב כל אחד באופן עצמאי. הגלגלים יכולים גם להתרומם כל אחד בנפרד, וכך ליצור תנועה המדמה הליכה, שתאפשר לנוע על פני משטחים רכים ולא מגובשים כגון דיונות. על התורן של הרובר מותקנות שתי מצלמות פנורמיות ומצלמה אחת ברזולוציה גבוהה,[30] אשר יאפשרו לו לנוע באופן אוטונומי על בסיס יעדים שנקבעו מראש על ידי מרכז הבקרה בכדור הארץ. הוא מתוכנן לנוע למרחק של עד 100 מטר בכל סול.[31]

במהלך המשימה המדעית של הרובר, הוא יחקור דגימות קרקע וסלעים כדי לקבוע את מאפייניהם הפיזיים והכימיים. הוא יכלול חבילת מכשירים מדעיים המורכבים בתוכו המכונה "פסטר" (על שם לואי פסטר), אשר כוללת מספר ספקטרוסקופים וספקטרומטר מסה. באמצעות מכשיר קדיחה הוא יוכל להשיג דגימות מעומק של עד שני מטר מתחת לפני השטח. אם אכן קיימים סימנים לקיום חיים בעבר או בהווה, כגון תרכובות אורגניות מסוימות, הן צפויות יותר לשרוד מתחת לפני השטח, היכן שהן מוגנות מהקרינה העזה שעל פני השטח.[32] מכ"ם חודר קרקע שיבצע מחקר סטרטיגרפי לבחינת שכבות תת־קרקעיות וספקטרומטר נייטרונים לאיתור קרח מתחת לפני הקרקע, יסייעו לרובר לאתר אתרים מתאימים לביצוע קדיחה.[33]

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא אקסו מארס בוויקישיתוף

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ נאס"א סיפקה את מערכות תקשורת הרדיו "אלקטרה" של הגשושית TGO במשימת 2016, ותספק ספקטרומטר מסה עבור המכשור המדעי של רובר אקסו מארס במשימת 2020
  2. ^ Detailed images of Schiaparelli and its descent hardware on Mars, ESA, 27 October 2016
  3. ^ איאן סאמפל, גרדיאן, החיים במאדים פחות קלים ממה שנהוג לחשוב, באתר הארץ, 7 ביולי 2017
  4. ^ Liftoff for Aurora: Europe's first steps to Mars, the Moon and beyond, ESA, 11 October 2002
  5. ^ Paolo Ulivi & David M. Harland, Robotic Exploration of the Solar System: Part 4: The Modern Era 2004 – 2013, 2015, p. 316
  6. ^ European Ministers deliberate on discovery and competitiveness, ESA, 6 December 2005
  7. ^ Paolo Ulivi & David M. Harland, Robotic Exploration of the Solar System: Part 4: The Modern Era 2004 – 2013, 2015, p. 318
  8. ^ Paolo Ulivi & David M. Harland, Robotic Exploration of the Solar System: Part 4: The Modern Era 2004 – 2013, 2015, p. 319
  9. ^ Jonathan Amos, Europe delays its ExoMars mission, BBC News, 17 October 2008
  10. ^ NASA and ESA Establish a Mars Exploration Joint Initiative, NASA, 8 July 2009
  11. ^ NASA And ESA'S First Joint Mission To Mars Selects Instruments, NASA, 2 August 2010
  12. ^ Paolo Ulivi & David M. Harland, Robotic Exploration of the Solar System: Part 4: The Modern Era 2004 – 2013, 2015, pp. 324 - 325
  13. ^ .[12]
  14. ^ Mike Wall, Obama's 2013 NASA Budget Request Shifts Funds from Mars to Space Tech, Space.com, 13 February 2012
  15. ^ Peter B. de Selding, ESA, Roscosmos Formalize ExoMars Pact, Space News, 14 March 2013
  16. ^ Jonathan Amos, Europe and Russia delay ExoMars rover project to 2020, BBC News, 2 May 2016
  17. ^ Jonathan Amos, Mars TGO probe despatched on methane investigation, BBC News, 14 March 2016
  18. ^ Jorge L. Vago et al., ESA ExoMars program: The next step in exploring Mars, Solar System Research 49(7), p. 519, December 2015
  19. ^ ExoMars Trace Gas Orbiter and Schiaparelli Mission (2016), ESA
  20. ^ ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), ESA
  21. ^ 21.0 21.1 Jorge L. Vago et al., ESA ExoMars program: The next step in exploring Mars, Solar System Research 49(7), pp. 519–520, December 2015
  22. ^ Mars Reconnaissance Orbiter view of Schiaparelli landing site, ESA, 21 October 2016
  23. ^ אבי בליזובסקי, ‏נחתת המאדים שיפריאלי בדרך לקרקע, באתר "הידען", 17 באוקטובר 2016
  24. ^ ExoMars lander module named Schiaparelli, ESA, 8 November 2013
  25. ^ Schiaparelli: the ExoMars Entry, Descent and Landing Demonstrator Module, ESA
  26. ^ ExoMars 2020 surface platform, ESA
  27. ^ ExoMars programme: a lander for Mars, Airbus Defence and Space
  28. ^ 28.0 28.1 V. V. Khartov et al. Conceptual Design of “Exomars 2018” Descent Module Developed by Federal Enterprise “Lavochkin Association”, Solar System Research, 2015, Vol. 49, No. 7, pp. 500–508
  29. ^ Jorge L. Vago et al., ESA ExoMars program: The next step in exploring Mars, Solar System Research 49(7), p. 524, December 2015
  30. ^ The ExoMars Rover Instrument Suite: PanCam - the Panoramic Camera, ESA
  31. ^ ExoMars Rover, ESA
  32. ^ Jorge L. Vago et al., ESA ExoMars program: The next step in exploring Mars, Solar System Research 49(7), p. 523, December 2015
  33. ^ The ExoMars Rover Instrument Suite, ESA