סוכנות החלל האירופית שיגרה אתמול (שני) חללית שתחקור לראשונה את הקטבים של השמש. הסולאר אורביטר, שנבנתה בשיתוף עם נאס"א, שוגרה מנמל החלל קייפ קנוורל שבפלורידה, תשתף פעולה עם חללית של נאס"א בשם פארקר סולאר פרוב ששוגרה ב-2018. יחד, שתי משימות הדגל של סוכנויות החלל ינסו לענות על אחת השאלות הגורליות לעתיד האנושות: מה מזג האוויר בחלל?
סוער שם בחוץ
השמש שלנו מנשבת רוחות סולאריות, זרם מתמיד של חלקיקים טעונים ומהירים המשתחררים מהקורונה ומגיעים לכל מקום במערכת השמש. השדה המגנטי של כדור הארץ אמנם הודף את רוב החלקיקים הללו (וכך אנו מקבלים את התופעה היפיפייה של זוהר הקוטב), אבל מפעם לפעם – במנגנון שאינו נהיר לנו – השמש משחררת בבת אחת כמיליארד טונות של חלקיקים כאלה, שיכולים לנוע במהירויות של מיליוני קילומטרים בשעה. זוהי סופה סולארית, או התפרצות קורונלית מאסיבית (Coronal Mass Ejection).
בשנת 1859 אירעה סופה סולארית כזאת בשם "אירוע קרינגטון", שהרסה רשתות טלגרף ברחבי צפון אמריקה – שהיו אז בראשיתן. לכן המוטיבציה לחקור את התופעה אינה רק מדעית גרידא, אלא גם כלכלית ובטיחותית, בהתחשב בתלות ההולכת וגוברת של האנושות ברשתות חשמל ואלקטרוניקה. לפי הערכות האקדמיה האמריקנית הלאומית למדעים, התפרצות דומה לאירוע קרינגטון תעלה כשני טריליון דולרים – ותשאיר את כל החוף המזרחי של ארצות הברית בעלטה למשך שנה שלמה.
1280px-Magnificent_CME_Erupts_on_the_Sun_-_August_31.jpg
מטרתן של הסולאר אורביטר והפארקר סולאר פרוב היא לחקור את המנגנונים הפנימיים שמאיצים את הרוחות הסולאריות הנפלטות מהקורונה לכדי סופות סולאריות, ובכך לאפשר את הקמתה של מערכת התראה מוקדמת, שתגן על החשמל והאינטרנט שלנו – אבל גם על גופם של אסטרונאוטים בחלל, בירח או במאדים.
מה קורה בקטבים?
קטבי השמש משחקים תפקיד מרכזי בהתפרצויות סולאריות. למעשה, מדענים חושדים שהתפרצויות סולאריות נגרמות מהאינטראקציה בין חלקיקים טעונים הנפלטים מהקטבים לחלקיקים הנפלטים מאזורי קו המשווה.
ככלל, כשהשמש מגיעה לשיא פעילותה מדי 11 שנה לערך, אזורי המשווה פולטים חלקיקים טעונים במהירויות של כ-1.6 מיליון קמ"ש – שעה שהקטבים פולטים חלקיקים במהירות כפולה של כ-3.4 מיליון קמ"ש. לפי סברה אחת, התפרצויות סולאריות הן תוצאה של מערבולות הנוצרות בין הזרמים האיטיים למהירים: אם החלקיקים מהקטבים מתנגשים בחלקיקים מקו המשווה, והתוצאה היא מעין התאבכות בונה, כמו של גלים בים המחזקים אלה את אלה – ומאיצים את החלקיקים עוד יותר.
למרבה הפלא, עד היום לא נשלחה אף חללית לחקור את הקטבים של הכוכב שלנו. גם הפארקר סולאר פרוב של נאס"א, ששוגרה כדי "לגעת בשמש" מתוך הקורונה עצמה – חוקרת את השמש מקו המשווה בלבד, לא מהקטבים. המקפת סולאר אורביטר של סוכנות החלל האירופית תהיה הראשונה בהיסטוריה שתצלם תמונה של הקוטב הצפוני והדרומי של השמש.
איך זה ייתכן? ובכן, צריך להבין שאמנם השמש נמצאת כאן, מחוץ לחלוננו, אבל היא גם גדולה כל כך שרק קו המשווה שלה נמצא – ומגדיר את – קו המשווה של מערכת השמש. כל כוכבי הלכת במערכת השמש, לרבות כדור הארץ, מקיפים את השמש פחות או יותר על אותו מישור מדומיין שנקרא מישור המילקה, שכמעט מתלכד עם קו המשווה של השמש. לכן לעולם לא נוכל לצלם תמונה של קטבי השמש מכדור הארץ, לא חשוב כמה עוצמתי יהיה הטלסקופ שלנו.
בעיה דומה תתעורר אם נרצה לשלוח לשם חללית. כדי לחקור את קטבי הירח, מאדים או צדק, אין צורך לצאת ממישור המילקה – שכן הם קטנים מאוד יחסית לשמש. לעומת זאת, כדי לחקור את קטבי השמש החללית צריכה להימצא מצפון או מדרום למישור המילקה.
וזה בדיוק מה שתעשה החללית החדשה של סוכנות החלל האירופית. בשנתיים הקרובות, הסולאר אורביטר תבצע תמרוני מקלעת כבידתית מסביב לכדור הארץ ולנוגה במטרה להגיע למסלול אליפטי מאוד סביב השמש. התמרון האחרון יוציא אותה כליל ממישור המילקה ויאפשר לה לחקור, בפעם הראשונה, את הקטבים המסתוריים.
במשימתה, שתארך חמש שנים, החללית תקיף את השמש במסלול החורג ב-17 מעלות מתחת ומעל למישור המילקה. לשם השוואה, מסלולו האליפטי של פלוטו, ואחת מהסיבות לפסילתו ב-2006 ככוכב לכת, הייתה הקפתו את השמש בהטיה של 17 מעלות. ואילו לאחר חמש השנים הראשונות, הסולאר אורביטר תבצע תמרונים נוספים ותיכנס למסלול אליפטי עוד יותר – של 33 מעלות.
Solar_Orbiter_artist_impression_20190916_1_625.jpg
אירופה יוצאת לחלל
הסולאר אורביטר היא המשימה השנייה שיוצאת לדרך כחלק מתוכנית קוסמיק וויז'ן של סוכנות החלל האירופית לשנים 2015-2025, לאחר שבאוקטובר 2019 שוגר הלוויין CHOPES, שמטרתו לצלם כוכבי לכת חוץ-שמשיים (ובימים האחרונים "פקח את עיניו"). בהמשך ישוגרו כחלק מהתוכנית החללית JUICE לירחי הקרח של צדק, מיירט שביטים ו-LISA – מערך גלאים שיוצב בחלל בניסיון לגלות גלי כבידה.