גלילאו (גשושית)

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
גלילאו
Galileo Preparations - GPN-2000-000672.jpg
ההכנות להכנסת הגשושית גלילאו אל תוך המשגר
מידע כללי
סוכנות חלל נאס"א
תאריך שיגור 18 באוקטובר 1989
משגר מעבורת החלל אטלנטיס + שלב IUS
אתר שיגור LC-39B מרכז החלל קנדי
זיהוי NSSDC 1989-084B
אתר אינטרנט גלילאו באתר נאס"א
משימה
סוג משימה ביצוע יעף, מקפת
ביצוע יעף על נוגה, כדור הארץ, 951 Gaspra, 243 Ida
לוויין של צדק
כניסה למסלול 8 בדצמבר 1995
משך המשימה 8 בדצמבר 1995 - 21 בספטמבר 2003
מידע טכני
משקל 2,300 ק"ג
כוח 570 ואט

גלילאו הוא שמה של גשושית שנשלחה על ידי נאס"א לחקור את כוכב הלכת צדק ואת ירחיו. הגשושית נקראה על שמו של האסטרונום ואיש תקופת הרנסאנס גלילאו גליליי, שגילה בין היתר את ארבעת ירחיו הגדולים של צדק. היא שוגרה ב-18 באוקטובר 1989 מסיפון מעבורת החלל אטלנטיס בטיסה STS-34 והגיעה לצדק ב-7 בדצמבר 1995, למעלה משש שנים לאחר שיגורה. לצורך כך היא נעזרה בכוח המשיכה של כוכב הלכת נוגה, על ידי שימוש בשיטת האצה של מקלעת כבידתית. הגשושית גלילאו ביצעה את הטיסה הראשונה בקרבת אסטרואיד, גילתה את הירח הראשון של אסטרואיד, והייתה הגשושית הראשונה שחגה במסלול סביב צדק וכן שיגרה גשושית לעבר האטמוספירה של צדק. ב-21 בספטמבר 2003, לאחר 14 שנים בחלל ו-8 שנים של חקר מערכת צדק, הופסקה משימת גלילאו על ידי נאס"א והיא נשלחה למסלול שהחדיר אותה לתוך אטמוספירת צדק במהירות 50 קילומטרים לשנייה. זאת על מנת למנוע חשש של זיהום אחד הירחים בחיידקים ארציים, אם היא הייתה מתרסקת על אחד מהם. במיוחד הייתה דאגה מזיהום הירח מכוסה הקרח אירופה, שהודות לגילויי גלילאו חושבים כיום המדענים כי על שטחו יש אוקיינוס.

תקציר המשימה[עריכת קוד מקור | עריכה]

שיגורה של הגשושית גלילאו התעכב זמן רב בשל אסון הצ'לנג'ר. הליכי בטיחות חדשים שהוצאו בעקבות האסון חייבו את נאס"א להשתמש בטיל האצה חלש יותר במקום טיל הקנטאור כדי לשגר את הגשושית מהמעבורת אטלנטיס לצדק ולכן שיגרו את הגשושית לעבר נוגה וכיוונו אותה גם לשני מפגשים עם כדור הארץ. תמרונים אלה סיפקו את המהירות הנוספת הנדרשת כדי להגיע לצדק. בדרך חקרה גלילאו את האסטרואידים גספרה ואידה, וגילתה את ירחו של אידה, שזכה לשם דקטיל. ב-1994 הייתה גלילאו במיקום טוב כדי לצפות בהתרסקות רסיסי השביט שומייקר-לוי 9 על צדק. טלסקופים קרקעיים נאלצו לחכות להמשך הקפתו של צדק סביב צירו כדי לצפות באזורי ההתרסקות דקות ארוכות לאחר ההתרסקויות עצמן. הגשושית תוכננה לחקור את מערכת צדק במשך כשנתיים. הגשושית הקיפה את צדק במסלולים אליפטיים מאורכים, כאשר כל הקפה נמשכה כחודשיים. המרחקים השונים מצדק במסלול זה איפשרה לגלילאו לחקור חלקים שונים של המגנטוספירה החזקה של כוכב הלכת. המסלולים תוכננו כך שהגשושית תעבור בקרבת ירחיו הגדולים של צדק. מיד כשהסתיימה משימתה העיקרית של גלילאו, הוחלט על הארכת המשימה החל ב-7 בדצמבר 1997. הגשושית ביצעה כמה התקרבויות מסוכנות-יחסית לירחים אירופה ואיו. ההתקרבות הגדולה ביותר הייתה כשהגיעה ב-15 באוקטובר 2001 למרחק של 180 קילומטרים מאיו. סביבת הקרינה ליד איו חזקה במיוחד והיא הזיקה למערכותיה של גלילאו, וזו הסיבה שהתקרבויות אלה נשמרו לשלב ההארכה של המשימה, שבו אובדן אפשרי של הגשושית לא יגרום נזק ניכר.

מצלמותיה של גלילאו הושבתו ב-17 בינואר 2002, לאחר שספגו נזקי קרינה שלא איפשרו לתקנן. המהנדסים הצליחו לתקן מרחוק את מכשיר ההקלטה האלקטרוני, ואז חזרה גלילאו לשדר לכדור הארץ את הנתונים המדעיים משאר המכשירים, עד שהוחלט לרסקה על צדק ב-2003, כשהיא מבצעת ניסוי מדעי אחרון - מדידת המסה של הירח אמלתיאה, כשגלילאו חלפה לידו.

הגשושית גלילאו[עריכת קוד מקור | עריכה]

שיגור טיל ההאצה שבתוכו הגשושית גלילאו מעל סיפון מעבורת החלל אטלנטיס

המעבדה להנעה סילונית (JPL) בנתה את הגשושית גלילאו וניהלה את המשימה עבור נאס"א. גרמניה סיפקה את מנועי הגשושית. מרכז המחקר איימס של נאס"א ניהל את משימת הגשושית הקטנה שחדרה את אטמוספירת צדק, שנבנתה על ידי חברת יוז איירקראפט.

בעת השיגור היה משקל המערך המשולב של הגשושית וטיל ההאצה 2,564 ק"ג וגובהו היה שבעה מטרים. חלק אחד של הגשושית הסתובב במהירות שלושה סיבובים לדקה, וכך שמר על יציבותה של גלילאו והחזיק את ששת המכשירים שאספו נתונים מכיוונים שונים, לרבות מכשירים שמדדו את החלקיקים. החלק השני של הגשושית שמר על יציבות ובו אוחסנו המצלמה וארבעה מכשירים שנדרשו כדי להצביע במדויק על מטרת הצילום בעוד הגשושית טסה בחלל. זו הייתה המשימה של מערכת בקרת הגובה. בנוסף לתוכנות המחשב שהפעילו את הגשושית ואשר עדכונים שלהן שודרו אליה מדי תקופה, הרי שעל כדור הארץ השתמשו אנשי הבקרה בתוכנה שכללה 650 אלף שורות קוד ששלטו על רצף הפעולות במסלול, 1,615,000 שורות קוד במערכת פרשנות הטלמטריה, וכ-550 אלף שורות קוד לצורך הניווט. מערכות המחשוב של הגשושית לא היו מתקדמות במיוחד. המעבד המרכזי היה מדגם RCA 1802 במהירות 1.6 מגהרץ, שבו נעשה שימוש בחלליות וויאג'ר 1, וויאג'ר 2 וויקינג בשנות השבעים.

השבתת האנטנה[עריכת קוד מקור | עריכה]

התקלה הגדולה ביותר בפרויקט הייתה השבתת האנטנה הגדולה (High Gain Antenna) של הגשושית, אשר הייתה אמורה להיפתח כמו מטריה. מסיבות אשר אינן מובנות כל צרכן, האנטנה לא נפתחה כראוי. אנטנה זו אמורה הייתה להעביר לכדור הארץ שידורים בקצב של 134 קילוביט בדקה - תמונה בכל דקה. התקלה אילצה את נאס"א להסתמך על אנטנה קטנה יותר (Low Gain Antenna), אשר תפקידה היה למצוא את כדור הארץ אם הגשושית חלילה תאבד את הכיוונים.

בנאס"א הבינו מיד את משמעות התקלה. מכייון שהאנטנה הקטנה לא הייתה אמורה להעביר מידע מדעי, יהיה ניתן לשלוח תמונות בקצב של 10 ביט בדקה - או תמונה אחת בחודש. לאחר שבועות ארוכים של חרדה, נמצא הפתרון. מנהלי המשימה החליטו לטעון למחשב הגשושית תוכנה חדשה, שתאפשר את דחיסת המידע שישודר מהאנטנה המשנית. חלפו שנים עד שהתוכנה נטענה למחשב. לאחר מכן, הסתבר שהיא מסוגלת לשלוח כ-200 תמונות בחודש. אמנם קצב זה היה נמוך מהמתוכנן, אך הוא הציל את המשימה מכישלון צורב. הקרינה החזקה בקרבת צדק נתנה גם היא את אותותיה על החלקים האלקטרוניים בגשושית, שקיבלה את האנרגיה שלה מפלוטוניום רדיואקטיבי.

תגליות עיקריות בצדק[עריכת קוד מקור | עריכה]

בין התמונות המרהיבות ביותר מבין 14 אלף התמונות שהעבירה גלילאו, בולטות אלו שצולמו בירח איו. הגשושית קלטה כמה מ-150 הרי הגעש הוולקנים על הירח בעת פעילותם, יורקים לבה לוהטת וענני אבק וגזים. בין השאר חשפו תמונותיה ירחים רבים החגים סביב צדק, שהיו קטנים מכדי להיראות מכדור הארץ. על פי הערכה הנוכחית, לצדק יש לא פחות מ-61 ירחים. בנוסף, צילמה הגשושית כמה אסטרואידים - וכן את כוכב השביט "שומייקר-לוי -9", וגילתה כי סביב אחד האסטרואידים חג ירח.

חצי שנה בטרם הגיעה לצדק, היא שחררה לווין מחקר קטן במשקל 339 ק"ג, שתפקידו היה להיכנס לאטמוספירת צדק (חצי שנה לאחר השחרור). לאחר החדירה לאטמוספירה, שלח הלוויין אל הגשושית במשך שעה ארוכה נתונים חשובים לגבי המבנה הכימי של צדק, הרוחות, הקרינה וסביבתו הטבעית. ללווין המחקר לא הייתה מערכת ניווט משל עצמו ולמעשה, כאשר הגשושית שחררה אותו היא הייתה במסלול התרסקות על צדק, ולאחר השחרור, הגשושית תיקנה כיוון כדי להיכנס למסלול סביב צדק ולא להתנגש בו.

ב-1996 שידרה הגשושית תמונות של הירח אירופה, שהובילו את המדענים למסקנה כי מתחת למעטה הקרח המכסה אותו, נמצאים מים. ממצאים אלה הובילו לוויכוח עז סביב השאלה אם בתוך המים אפשרית הייתה התפתחות חיים. תמונות אלו הן ששכנעו את המדענים לרסק את גלילאו על צדק, מחשש שהגשושית, שמשקלה 1,300 ק"ג, תתרסק על הירח אירופה.

תגליות מדעיות עיקריות מחוץ לצדק[עריכת קוד מקור | עריכה]

לאחר הגעתה לצדק ב-7 בדצמבר 1995, והשלמת 35 סיבובים סביב צדק עצמו במשך כשמונה שנות המשימה, רוסקה הגשושית בצורה מבוקרת על צדק ב-21 בספטמבר 2003. במהלך שנים אלה שינתה גלילאו את הדרך שבה הבינו המדענים את המתרחש במערכת צדק וירחיו וסיפקה כמות נתונים עצומה על הירחים המקיפים את צדק, נתונים שיספקו תעסוקה לחוקרים לשנים רבות.

גילוי מרחוק של חיים (על כדור הארץ)[עריכת קוד מקור | עריכה]

האסטרונום קארל סייגן העלה בשנות השמונים את השאלה האם החיים על כדור הארץ יכולים להתגלות מן החלל, והציע סדרת ניסויים אותם ניתן היה לבצע תוך שימוש במערכות החישה של גלילאו. הניסוי התבצע במהלך ההתקרבות הראשונה של גלילאו לכדור הארץ בדצמבר 1990. לאחר ביצוע המדידות ועיבודן, פרסמו סייגן ועמיתיו מאמר בכתב העת "נייצ'ר" ב-1993 ובו פירטו את תוצאות הניסוי. גלילאו מצאה את מה שמכונה היום "קריטריון סייגן למציאת חיים". הייתה בליעה חזקה של אור בקצה האדום של האור הנראה, במיוחד מהיבשות, שנגרם בידי הכלורופיל בצמחים המבצעים פוטוסינתזה, רצועות בליעה של חמצן מולקולרי שגם הוא תוצאה של פעילות הצמחים, רצועות בליעה בתחום האינפרה אדום שנגרמו בידי 1 מיקרומול לעומת מול אחד של מתאן באטמוספירה של כדור הארץ (גז שנוצר הן מפעילות וולקנית והן מפעילות ביולוגית) וכן נקלטו בגשושית שידורי רדיו בפס צר - מזהה שאיננו אופייני למקור טבעי. הניסוי של גלילאו היה הניסוי המבוקר הראשון במדע החדש של חישה מרחוק לצורכי אסטרוביולוגיה.

מפגשים עם אסטרואידים[עריכת קוד מקור | עריכה]

האסטרואיד גספרה[עריכת קוד מקור | עריכה]

ב-29 באוקטובר 1991, חודשיים לאחר כניסתה לחגורת האסטרואידים, ביצעה גלילאו את משימת המעבר הראשונה אי פעם של גשושית ליד אסטרואיד. היא חלפה 1,600 ק"מ מהאסטרואיד 951 גספרה במהירות יחסית של 8 קילומטרים לשנייה.

כמה מהתמונות של גספרה צולמו ביחד עם מדידות שנעשו באמצעות מכשיר NIMS, כדי לקבוע את הרכבו הכימי ותכונותיו הפיזיקליות של האסטרואיד. שתי התמונות האחרונות, שהן גם טובות ביותר, שודרו לכדור הארץ בנובמבר 1991 וביוני 1992.

התמונות חושפות גוף שמימי מלא מכתשים ובעל צורה לא סדירה בגודל של 19 על 12 על 11 ק"מ. שאר הנתונים שנאספו, לרבות תמונות ברזולוציה נמוכה של חלקים נוספים מפני השטח, שודרו לכדור הארץ בסוף נובמבר 1992.

האסטרואיד איידה וירחו דקטיל[עריכת קוד מקור | עריכה]

האסטרואיד איידה והירח דקטיל (הנקודה הקטנה מימין)

22 חודשים לאחר המפגש עם גספרה, ב-28 באוגוסט 1993, התקרבה גלילאו למרחק של 2,400 ק"מ מהאסטרואיד 243 איידה. הגשושית גילתה כי לאיידה יש ירח קטן שזכה לשם דקטיל (Dactyl). קוטרו של דקטיל 1.4 ק"מ בלבד, והוא ירח האסטרואיד הראשון שהתגלה. הגשושית ביצעה מדידות במכשיר ההדמיה במצב מוצק, במגנטומטר ובמכשיר NIMS.

מניתוח של הנתונים העוקבים, התברר שהירח שונה מאוד מהאסטרואיד עצמו. המדענים מעריכים שדקטיל נוצר כתוצאה מהתכה של שברי אסטרואיד שממנו נוצרו גופים המכונים משפחת גופי קורוניס. גם איידה עצמו שייך לאותה משפחה הנעה בחגורת האסטרואידים העיקרית בין מאדים לצדק. אידה ניצל ככל הנראה מגורל דומה והוא לא הותך.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]