זוג לוויינים זעירים בדרך למאדים, אבל לא בדרך הרגילה. הם יבצעו תמרונים מורכבים ויחקרו תעלומה בת ארבעה מיליארד שנה: כיצד הפך מאדים לשממה? איך הם יצפו בסטריאו ואיך כל זה קשור לחזון ההתיישבות בכוכב האדום?

פרסומת

משימת ESCAPADE שוגרה ב-13 בנובמבר 2025 במטרה לענות על השאלה ההיסטורית: מה הפך את מאדים לשממה האדומה שאנו מכירים כיום? [1] הסברה הרווחת היא שרוח סולרית בשילוב עם היעלמות השדה המגנטי העלימו את האטמוספרה. וואו, זה משפט מסובך, בואו נסביר אותו שלב שלב. 

ראשית, רוח סולרית היא כמו בריזה בחוף הים, רק בחלל. מדובר בשטף חלקיקים שנפלטים מהשמש ומתפזרים במרחב. כשהם מגיעים לכוכבי לכת, החלקיקים נבלמים על ידי השדה המגנטי של הפלנטה, כמו בכדור הארץ (השדה המגנטי נובע מתנועה סיבובית של הליבה של כדור הארץ). האזור סביב כוכב הלכת המושפע מהשדה המגנטי העוטף אותו, נקרא מגנטוספרה. 

אבל בניגוד לכדור הארץ, המוגן על ידי שדה מגנטי ענקי הנוצר בליבתו, למאדים אין שדה מגנטי פנימי. במקום זאת, יש לו "שדה מגנטי היברידי", שהוא שילוב מבולגן של רוח השמש הפוגעת באטמוספרה, עם שרידים מגנטיים מקומיים ועתיקים המוטמעים בקרום הסלעי שלו. ההנחה היא שהשדה המגנטי המקורי של מאדים נעלם לפני כארבעה מיליארד שנה. 

בהיעדר שדה מגנטי, הרוח הסולרית מפזרת את האטמוספרה, וזו הסיבה שהאטמוספרה דלילה יותר במאדים מאשר בכדור הארץ. השמש פולטת חלקיקים שפוגעים ישירות בחלק העליון של האטמוספרה של מאדים. במשך מיליארדי שנים, זה "קילף" לאט לאט את האטמוספרה.
הסברה היא שהרוח הסולרית לא רק מפזרת את האטמוספרה של מאדים (כלומר לא נותנת לגזים להצטבר), אלא גם גורמת לאידוי מים מפני השטח של כוכב הלכת [2]. חקר תופעה זו הוא מטרת המשימה שמובילה אוניברסיטת קליפורניה בברקלי תחת תוכנית SIMPLEx של נאס"א [3]. 

השיגור בוצע על גבי משגר ניו גלן של בלו אוריג'ין [4] בסוף 2025 במסלול ייחודי שאינו ישיר - הלוויינים יחכו בחלל עד שמאדים יגיע לנקודה מתאימה, ואז יחלו את המסע לעברו. הלוויינים צפויים להגיע למאדים ולהתחיל שם את משימתם בעוד שנתיים. המשימה תבוצע באמצעות זוג לוויינים קטנים (SmallSats), ששמותיהם כחול וזהוב [4].

בשלב הראשון של המשימה, הלוויינים יקיפו את מאדים זה אחר זה. הלוויין הראשון יבצע מדידה, ואז הלוויין השני שיעבור אחריו, יבצע שוב מדידה באותו אזור. זה יאפשר להבדיל בין שינויים בזמן לשינויים במרחב. לדוגמה, אם הלוויין הראשון ימדוד גל פלזמה, הלוויין השני ימדוד את האזור כמה דקות לאחר מכן, ואז המדענים יוכלו לחשב את מהירות התקדמות הגל ואת השינוי בזמן. זה החלק המגניב באמת, כי זהו חישוב בלתי אפשרי עבור חללית אחת בלבד, כיוון שיש תלות בין המרחב לזמן. ננסה להדגים בעזרת אנלוגיה. דמיינו שאתם שטים בקיאק במורד נהר עכור, ולא רואים את הקרקעית. פתאום הקיאק מיטלטל בחוזקה מעלה ומטה. האם עברתם הרגע מעל סלע גדול שקבוע בקרקעית (מרחב)? או שאולי בדיוק נוצר גל חולף (זמן)? הפתרון מגיע בעזרת שני קיאקים: קיאק נוסף שט דיוק 10 שניות אחריכם, באותו מסלול. אם גם הוא מיטלטל באותו מקום בדיוק – זה בגלל סלע (מבנה קבוע במרחב). אם הוא עובר שם והמים חלקים – זה היה גל (אירוע חולף בזמן שכבר המשיך הלאה).

בשלב השני הלוויינים יסתובבו באזורים שונים של המגנטוספרה ויבצעו מדידות בו-זמנית משתי נקודות שונות. אם נדמיין את רוח השמש כזרם מים, אז לוויין אחד ימדוד את התנאים לפני שהזרם פוגע במאדים, והלוויין השני ימדוד אחר כך, כלומר את החלקיקים שאבדו או הוסטו לאחר המפגש. על בסיס שתי המדידות נוכל להבין כיצד שינוי פתאומי ברוח השמש משפיע בזמן אמת על בריחת האטמוספרה. בניסוח אלגנטי יותר: נקבל לראשונה תמונה סטריאוסקופית בו-זמנית של אינטראקציית רוח השמש עם סביבת מאדים. 

כל לוויין יבצע את המדידות בעזרת ארבעה מכשירים מדעיים, שהינם זהים אצל שניהם: מגנטומטר, למדידת השדה המגנטי; מנתח אלקטרוסטטי, לכימות האנרגיה והזרמים של יונים ואלקטרונים טעונים; גשוש, למדידת צפיפות וטמפרטורת הפלזמה (גז מיונן) באטמוספירה העליונה, ומערכת תצפית בתחום הנראה ואינפרה-אדום (מצלמה כפולה שנבנתה על ידי סטודנטים).

לסיכום, הצלחה של המשימה תוכיח שאפשר להגיע רחוק גם עם כלים קטנים. זה יסלול את הדרך לצי שלם של חלליות זולות ויעילות. נוסף על כך, המידע שיאספו על סופות הקרינה הוא שיקבע בעתיד איך נגן על האסטרונאוטים הראשונים שיצעדו על האדמה האדומה [5]. נחזיק להם אצבעות.

משימת ESCAPADE (קרדיט: נאס"א).

עריכה: שיר רוזנבלום-מן

מקורות לקריאה נוספת:

1. 1. על הלוויינים
   2. על המשימה
   3. על תוכנית SIMPLEX
   4. שיגור ניו-גלן
   5. מדע מאחורי סרטים - שכחו אותי על מאדים