הניסוי השני של סטארשיפ:
השבוע בחלל

סטארשיפ: טייק 2

מִנהל התעופה האזרחית של ארצות הברית (FAA) העניק השבוע לחברת ספייס אקס את הרישיון לניסוי השיגור השני של חללית סטארשיפ מבסיס החלל של החברה בדרום טקסס. בעקבות זאת הודיעה החברה כי ניסיון השיגור יתבצע בשבת  הקרובה, 18 בנובמבר, בחלון שיגור של שעתיים שייפתח בשבע בבוקר, שעה 15:00 בישראל. בהודעת המִנהל נאמר כי ספייס אקס עמדה בכל הדרישות הנוגעות לבטיחות, לשמירה על הסביבה ולהתנהלות כלכלית אחראית.

האישור התקבל לאחר כמה חודשים של דיונים, שבהם נדרשה החברה לתקן ליקויים שהתגלו בניסוי השיגור הקודם, באפריל השנה. הניסוי הסתיים בכישלון ההיפרדות המתוכננת של החללית מטיל השיגור, והבקרים נאלצו להשמיד את שניהם בפיצוץ מבוקר בשמי מפרץ מקסיקו. אחת התקלות שהחברה נדרשה לתקן הייתה עיכוב בהפעלת הפיצוץ, מה שגרם לכך שהוא התרחש בגובה נמוך מהמתוכנן וגרם לנזקים בעיירה סמוכה ולסיכון סביבתי. כמו כן התגלו ליקויים בכן השיגור, שניזוק קשות בשיגור הקודם, ורסיסים ממנו הועפו למרחק רב. החברה נדרשה לתקן עוד עשרות ליקויים  ומפגעים, כדי להבטיח שהשיגורים הבאים יהיו בטיחותיים יותר ומסוכנים פחות לסביבה.

ניסוי השיגור בשבת אמור להתקיים במתווה דומה לזה שתוכנן בניסוי הקודם: לאחר הפרדת החללית מטיל השיגור, המכונה "סופר הבי" (Super Heavy), יעשה הטיל תמרון נחיתה, אך בניסוי הזה ייפול לים, בלי ניסיון לנחיתה מבוקרת כפי שהוא מתוכנן לעשות בעתיד. החללית עצמה, שכמובן לא תהיה מאוישת, תשלים הקפה חלקית של כדור הארץ בגובה 250 קילומטר, תחזור לאטמוספרה מעל הוואי ותבצע תמרון נחיתה, שיסתיים גם הוא בנפילה לים. במשימות עתידיות אמורה החללית לבצע נחיתה אנכית רכה, והחברה מתכננת גם מגדל נחיתה עצום שיוכל לתפוס בזרועות מיוחדות את החלליות הנוחתות, ולהניחן ברכות על הקרקע. ההבדל העיקרי בין הניסוי הקודם לנוכחי, הוא שהפעם הכוונה היא להשתמש ב"הפרדה חמה", כלומר להפעיל את מנועי הסטארשיפ עוד לפני ההפרדה מטיל השיגור. 

מקווים שהפעם הניסוי לא יסתיים בפיצוץ. חללית סטארשיפ וטיל השיגור סופר-הבי על כן השיגור לפני הניסוי הקודם, אפריל 2023 | צילום: SpaceX

סטארשיפ היא חללית עצומה בגודלה, שספייס אקס מייעדת למשימות ארוכות ומאתגרות בעומק החלל. טיל סופר הבי הוא מכל דלק אדיר בגובה 69 מטרים ובקוטר תשעה מטרים, מצויד ב-33 מנועי רפטור חזקים. הסטארשיפ שמותקן עליו הוא חללית בגובה 50 מטרים, וגם היא בקוטר תשעה מטרים. היא מצוידת בשישה מנועי רפטור, שמקנים לה גם יכולת תמרון בחלל. החללית עצמה מסוגלת לשאת מטען של כ-150 טונות – פי שלושה ויותר מטיל סטורן 5 ששיגר את חלליות אפולו אל הירח. גם החללית וגם הטיל עשויים נירוסטה – חומר כבד יחסית, אבל חזק מאוד, שאמור לסייע בהכשרתם המהירה לשיגור חוזר. החללית גם מצוידת במגן חום המורכב מאריחים קרמיים, כדי להגן עליה בכניסה לאטמוספרה.

חלליות סטארשיפ מתוכננות לא רק לשאת מטען, אלא גם בני אדם. החלום הגדול של אילון מאסק (Musk), הבעלים והנשיא של ספייס אקס, הוא להקים בעזרת צי גדול של חלליות כאלה מושבה אנושית על מאדים. זו גם אחד הסיבות שהחללית והטיל מונעים במתאן (CH4) וחמצן (O2) – גזים שאפשר להפיק מהאטמוספרה של מאדים. עוד לפני כן, סוכנות החלל של ארצות הברית, נאס"א, בחרה בסטארשיפ לרכב הנחיתה על הירח בתוכנית ארטמיס, שאמורה להנחית שוב בני אדם על הירח, ככל הנראה ב-2026. משימה כזו תדרוש גם שימוש בחלליות סטארשיפ אחרות כרכב תדלוק בחלל.

אבל כדי שתוכל להגשים את היעדים השאפתניים האלה, הסטארשיפ צריכה לעבור בהצלחה את טבילת האש הראשונה שלה בחלל. אפשר לעקוב אחרי הניסוי בשידור חי בערוץ היוטיוב של ספייס אקס, ובשלל ערוצי חלל אחרים שיעבירו את השידור.

 ההבזקים המוזרים אחרי הסופרנובה

בספטמבר 2022 הבחינו אסטרופיזיקאים בפיצוץ עז של כוכב בגלקסיה רחוקה מאוד מאיתנו, כארבעה מיליארד שנות אור מכאן. האירוע, שקיבל את השם AT2022tsd, לא היה סופרנובה רגילה, אלא פיצוץ מסוג נדיר הרבה יותר. התפוצצויות כאלה מאופיינות בזמן חיים קצר של ימים אחדים, ולא שבועות או חודשים כמו סופרנובות נפוצות, וכן בפליטה רבה יותר של אור כחול. לכן תופעות כאלה מכונות "אירוע אופטי קצר, כחול, מהיר וזוהר" (Luminous Fast Blue Optical Transient, או בקיצור LFBOT). מכיוון שהחוקרים יודעים מעט מאוד על פיצוצים קוסמיים מהסוג הזה, הם מנסים לחקור אותם לעומק, וזה בדיוק מה שעשה ד"ר פינג צ'ן (Chen), פוסט דוקטורנט במכון ויצמן למדע. צ'ן שהשתמש בזמן צפיה בטלסקופ האירופי "מגלן" המוצב בצ'ילה, כדי לחקור את שרידי הפיצוץ 100 ימים לאחר שהתגלה, ולנסות להבין מה נותר משרידיו. מסיבות טכניות הוא חילק את זמן התצפית שהוקצב לו לחשיפות קצרות יחסית, של דקות אחדות. כשבחן את הצילומים, הופתע לגלות שבכמה מהם נראו הבזקי אור בוהקים מאוד – הרבה יותר חזקים מהצפוי זמן כה רב אחרי LFBOT.

"עד עכשיו לא ידענו בדיוק מה גורם להתפוצצויות כוכבים מהסוג הזה", אמר צ'ן לאתר מכון דוידסון. "כעת בזכות הגילוי אנו בטוחים כמעט לגמרי שבפיצוץ כזה נוצר חור שחור או כוכב נייטרונים, והם סופחים בחזרה חלק מהחומר שנפלט בפיצוץ, מה שגורם להבזקי האור". בעקבות התגלית החלו צ'ן ועמיתיו לנהל מעקב צמוד אחרי AT2022tsd, בין השאר באמצעות מערך הטלסקופים החדש של מכון ויצמן בנאות סמדר שבערבה. "מכיוון שהגילוי הראשוני היה מקרי, התחלנו לחפש הבזקי אור כאלה באופן יזום. זיהינו עוד הבזקים בתצפיות על אותו LFBOT, אבל אנו לא יודעים אם הם קיימים גם בהתפוצצויות אחרים מהסוג הזה. יכול להיות שכן, אבל פשוט לא ראינו אותם עד כה", אמר צ'ן. "עכשיו אנו מנסים לחפש הבזקים כאלה גם סביב פיצוצי LFBOT נוספים שזוהו לאחרונה".

"זו הפעם הראשונה שרואים דבר כזה, והוא יכול לעזור לנו להבין את המנגנון של התפוצצויות כאלה",  מסביר פרופ' ערן אופק מהמחלקה לאסטרופיזיקה במכון ויצמן למדע, שחתום על מאמר המחקר עם צ'ן ועם חוקרים נוספים מהמכון: שגיא בן-עמי, אבישי גל-ים, דוד פולישוק ואנריקו סגרה, לצד שורה ארוכה של מדענים מרחבי העולם. "יש המון סוגים של פיצוצי כוכבים, ויש המון שאלות פתוחות בנוגע למנגנוני הפיצוץ שלהם. אחת השאלות היא מה נשאר אחרי הפיצוץ. אחרי ששללנו את האפשרות שההבזקים הם ממקור אחר, ואחרי שזיהינו עוד הבזקים כאלה, המסקנה היא שנשאר שם עצם פעיל שמתחיל לפלוט אנרגיה. מדובר כנראה בחור שחור שסופח חומר, אבל יכול להיות גם כוכבי נייטרונים, או אפילו מערכת כפולה של שני גופים. כדי להבין זאת אנו מחפשים עכשיו עוד סופרנובות כאלה, וגם מחפשים את התופעה בסוגים נוספים של סופרנובות".

בעוד קצת יותר משנתיים אמורה נאס"א לשגר את טלסקופ החלל הישראלי אולטראסט, שמפותח במכון ויצמן למדע. הטלסקופ יסרוק את השמיים בחיפוש אחר אירועים מהירים הפולטים קרינה על-סגולה, ויאפשר לכוון אליהם בזמן אמת טלסקופים נוספים על הקרקע ובחלל. "זה בדיוק מסוג האירועים שאולטראסט יעזור לנו לגלות", אומר אופק, החבר בצוות המחקר של הטלסקופ.

ההבזקים הקצרים הרבה אחרי הפיצוץ עשויים ללמד מה הוא השאיר אחריו. הדמיה של התפוצצות כוכב מסוג LFBOT | מקור: NASA, ESA, NSF's NOIRLab, Mark Garlick , Mahdi Zamani

הפיצוץ שמערער את האטמוספרה

מחקר נוסף על התפוצצות מרוחקת בחלל מגלה כי למרות המרחק העצום שלה, הקרינה שנפלטה ממנה השפיעה על האטמוספרה של כדור הארץ, ושינתה זמנית את השדות החשמליים שלה.

הפיצוץ המדובר הוא התפרצות קרני גמא שהתגלתה באוקטובר 2022. היא התרחשה במרחק 2.4 מיליארד שנות אור מאיתנו, והייתה אחת החזקות ביותר שנמדדו אי פעם. צוות גדול של חוקרים, בהובלת מדענים מאיטליה, בחן כיצד הקרינה מההתפרצות הזו השפיעה על היונוספרה של כדור הארץ. היונוספרה היא אחת משכבות האטמוספרה, ומאופיינת בריבוי אלקטרונים חופשיים, משום שהקרינה החזקה מהשמש, כמו קרינת גמא וקרינת רנטגן, מעיפה אותם מאטומי הגז בשכבה הזו, והופכת את האטומים ליונים. היונוספרה, החופפת כמה שכבות אחרות של האטמוספרה, מתחילה בערך בגובה 50 קילומטר מעל פני כדר הארץ, ומגיעה עד גובה של כ-1,000 קילומטר – אזור שמבחינה מעשית הוא כבר בחלל עצמו.

עד כה לא נבדקו ההשפעות של התפרצויות קרינה כה מרוחקות על האטמוספרה, והפעם החוקרים החליטו לבחון זאת. בעוד את השפעות הקרינה על המוליכות החשמלית של היונוספרה התחתונה אפשר למדוד באמצעות אנטנות קרקעיות, האתגר הגדול הוא דווקא מדידת ההשפעה בחלקים גבוהים יותר של היונוספרה, שכבר נמצאים בחלל. לשם כך החוקרים מדדו שינויים בתקשורת לוויינים בזמן שההתפרצות נמדדה אצלנו, וגילו שינויים משמעותיים במוליכות היונוספרה בגובה של כ-500 קילומטרים.

החוקרים גם גילו כי אף על פי שההתפרצות נמדדה במשך שבע דקות בלבד, ההשפעה על מוליכות היונוספרה נמשכה כעשר שעות. לדבריהם הבנה טובה יותר של השפעת התפרצות כזו על האטמוספרה הגבוהה תסייע לנו להבין כיצד התפרצות קרינה קרובה יותר עלולה להשפיע על האטמוספרה שלנו ועל הפעילות בה, כמו תקשורת לוויינים, וגם להיערך לכך בהתאם.

התפרצות קרינת הגמא GRB 221009A שנמדדה באוקטובר 2022 וצולמה בטלסקופ החלל האבל. ההתפרצות המוקפת בעיגול נראית זוהרת פחות מכוכבים אחרים, אבל היא הרבה הרבה יותר רחוקה מאיתנו | צילום: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Levan (Radboud University); Image Processing: Gladys Kober

 מרחיבים את הפיקוח

המימשל בארצות הברית מקדם הצעת חוק להגברת הפיקוח הפדרלי על פעילות של חברות מסחריות  בחלל, כולל פעילות שעד היום לא היו נתונות בפיקוח כזה. על פי הצעת החוק שגיבשה מועצת החלל הלאומית, בראשות סגנית נשיא ארצות הברית, קמלה האריס (Harris), הפיקוח לא יופקד בידי רשות אחת אלא יפוצל בין שני משרדים: התחבורה והתקשורת, ששניהם עוסקים כבר כיום בנושאי חלל, בהיקף מצומצם יחסית.

משרד התחבורה מפקח כיום באמצעות מינהל התעופה האזרחית על שיגורים לחלל וחזרה של טילים, חלליות ולוויינים – לכן ספייס אקס זקוקה לאישור שלו לניסוי הסטארשיפ. על פי ההצעה החדשה הפיקוח הזה יורחב ויחול על כל הפעילות של חברות פרטיות בחלל, כולל הפעלה של תחנות חלל מסחריות, טיסות לירח והעברת אספקה או ציוד לשם, וכן טיסות לגרמי שמיים אחרים.

גם לשכת החלל של משרד התקשורת, המפקחת כיום על פעילות חישה מרחוק, תרחיב את תחומי הפיקוח שלה, ותהיה אחראית על פעילות שאינה כלולה במנדט של משרד התחבורה, כמו משימות לשירות ותחזוקה של לוויינים, תוכניות לייצור חומרים בחלל, וכן סילוק של פסולת חלל. כמו כן הלשכה תקבל ממשרד ההגנה את הפיקוח על תעבורה בחלל, שנועד למנוע התנגשויות בין לוויינים וחלליות.

אף על פי ששני המשרדים הביעו תמיכה בהצעת החוק, וכך גם גופים נוספים, בהם נאס"א, היא כבר נתקלה במשוכה ראשונה כאשר ועדת המדע של בית הנבחרים דחתה את הדיון בנושא לאחרי פגרת חג ההודיה, בעוד כשבוע. הסיבה העיקרית לדחייה היא דרישה של צירים מהמפלגה הרפובליקנית לתקן כמה סעיפים בחוק, כך שיתאימו להצעה שהם עצמם הגישו בנושא.

על פי החוק החדש, חברות מסחריות יצטרכו לקבל רישיון ממשרד התחבורה להקמת תחנת חלל פרטית. הדמיית תחנת החלל העתידית Orbital Reef שמתכננת חברת Blue Origin | מקור: Blue Origin