גאווה ישראלית: החללית ג'וס (JUICE - Jupiter ICy Moons Explorer) של סוכנות החלל האירופית עברה להרכבה במרכז הטכנולוגי של ESA בהולנד – עם טכנולוגיה ומדע מתוצרת כחול-לבן. ג'וס תישא 12 ניסויים שונים, רובם במטרה להעריך אם מתקיימים תנאים לחיים באוקיינוסים התת-קרקעיים של ירחי הקרח גנימד, קליסטו ואירופה. אחד מאותם תריסר ניסויים תוכנן על ידי פרופ' יוחאי כספי ממכון ויצמן למדע בתמיכת סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע והטכנולוגיה, ונבנה על ידי חברת אקיוביט הישראלית במימון הסוכנות. ואילו תשעה ניסויים אחרים ישתמשו בשבבים תוצרת חברת רמון ספייס, הנתמכת אף היא על ידי סוכנות החלל הישראלית. הן הניסוי והן המוצרים יגיעו רחוק יותר מכל דבר אחר שיוצר בישראל – למערכת כוכב הלכת צדק, במרחק של כ-600 מיליון ק"מ מכדור הארץ.
ג'וס תשוגר במאי 2022 על גבי משגר הכבד של סוכנות החלל האירופית אריאן 5, והיא צפויה להגיע לירחים הגליליאניים ב-2029. המשימה מתוכננת ל-3.5 שנים, ובמהלכה החללית תחקור את התנאים לקיומם של חיים בשלושה מבין ארבעת הירחים הגדולים של צדק: גנימד, קליסטו ואירופה (איו הוא ירח געשי ללא פוטנציאל לחיים – ועם קרינה קטלנית – ולכן ג'וס לא תבקר בו).
לפי הערכות, בגנימד, בקליסטו ובאירופה ישנו אוקיינוס תת-קרקעי של מים נוזלים, שמחוממים על ידי כוחות הגאות החזקים מכוכב הלכת צדק. כאן בכדור הארץ, אנחנו מוצאים חיים סביב נביעות הידרותרמיות בקרקעית האוקיינוס – ולפי סברה אחת זהו מוצא החיים בעולמנו. ג'וס תעריך אם תנאים דומים מתקיימים גם בסביבה הקיצונית של מערכת צדק. אחרי שתבצע גיחות לאיו, לגנימד, לקליסטו ולצדק עצמו, ג'וס תיכנס ב-2032 למסלול סביב גנימד – החללית הראשונה בהיסטוריה שנכנסת למסלול סביב ירח שאינו הירח שלנו. כשייגמר לה הדלק לבסוף, בפברואר 2034, החללית – עם הניסוי והרכיבים הישראליים –תתרסק על גנימד.
USO לפני משלוח ל ESA.JPG
"רחוק יותר מכל דבר תוצרת כחול-לבן בהיסטוריה"
המכשיר שפותח עבור הניסוי הישראלי יגיע רחוק יותר מכל מכשיר אחר מתוצרת כחול-לבן בהיסטוריה. הניסוי, בהובלת החוקרים ממכון ויצמן למדע, נועד למדוד את צפיפות האטמוספירה בחלקים שונים של הענק הגזי צדק. "אנחנו בעצם שולחים קרן רדיו דרך האטמוספירה של צדק לכיוון כדור הארץ", מסביר פרופ' יוחאי כספי מהמחלקה למדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת במכון ויצמן למדע. "כשהקרן עוברת דרך האטמוספירה, היא מוסטת קלות – ולפי מידת ההסטה אנחנו יכולים ללמוד על צפיפות הגזים בפרופיל אנכי של אותו אזור ועד לעומק של כ-10 ק"מ מתחת לעננים. יהיו לנו מאות דגימות כאלה, מה שיאפשר לנו למדוד את תנועת הרוחות בקווי רוחב שונים. בירחים של צדק אין אטמוספרה, אלא אקסוספרה דלילה מאוד, אבל את הניסוי שלנו נערוך גם בגנימד, בקליסטו ובאירופה, עם שני יעפים ליד אירופה, 17 ליד קליסטו ולבסוף במסלול סביב גנימד".
כמובן, כדי שהניסוי יצליח יש צורך במכשיר רגיש מאוד, שידע למדוד את הסטת קרן הרדיו. ב-2013 חברת אקיוביט הישראלית בדקה את ההיתכנות של הניסוי. אחרי שהבדיקות הראשונות עלו יפה, חוקרי מכון ויצמן יחד עם חברת אקיוביט פנו לסוכנות החלל הישראלית במשרד המדע והטכנולוגיה. סוכנות החלל הישראלית הובילה את שיתוף הפעולה עם סוכנות החלל האיטלקית והאירופית והשקיעה עשרות מיליוני שקלים בפרויקט.
"המכשיר משדר תדר ובודק את הפרש הפאזה בין המצבים – לפני הכניסה לאטמוספרה ואחרי היציאה מהאטמוספירה – כאשר כל הניסוי כולו אורך בין 200 ל-400 שניות", מסביר רוני מן, מנהל פרויקטים באקיוביט, שאחראי על פיתוח מכשיר ה-USO (ראשי תיבת: Ultra Stable Oscillator). "לכן חשוב מאוד מאוד שהמדידה תהיה מדויקת. המכשיר שפיתחנו יודע למדוד את הסטת התדר בדיוק של 13 ספרות אחרי הנקודה. אין שני לו בעולם, ולמיטב ידיעתנו אין עוד חברה שמייצרת אוסילטור, או מתנד, מהסוג הזה. לא פתחנו פה קו ייצור, מדובר במתנד יחיד מסוגו, שאנחנו מפתחים במיוחד לסוכנות החלל הישראלית עבור המשימה לצדק. אנחנו חברה שמפתחת בדרך כללי מוצרים צבאיים, וההשתלבות בתעשיית החלל הצריכה תהליך ממושך של למידה. בימים אלה אנחנו מסייעים לעמיתינו באירופה בבדיקות האחרונות ובאינטגרציה של המכשיר בחללית, ובמהלך 2021 נייצר מכשיר נוסף, חלופי, למקרה של תקלה לפני ההמראה".
מאחר שה-USO של אקיוביט הוא השעון המדויק ביותר בעולם ביחס למשקלו, משימות נוספות לכוכבי לכת נוספים כבר הביעו עניין בניסוי של חוקרי מכון ויצמן למדידת צפיפות האטמוספירה בעזרת גלי רדיו. הניסוי ממכון ויצמן כלול כרגע במשימת טריידנט לשיגור חללית ראשונה לטריטון, ירחו הגדול של נפטון, כחלק מתוכנית דיסקברי של נאס"א. בימים אלה נאס"א בוחנת את ההצעה, ובשנה הבאה נדע אם טריידנט אכן יפותח וישוגר. ה-USO הישראלי נכלל גם בהצעת המשימה EnVision לסוכנות החלל האירופית, לשיגור מקפת לכוכב הלכת נוגה.
USO Ultra Stable Oscillator.jpg
הייטק ישראלי בין ירחי צדק
לצד הניסוי הישראלי של מכון ויצמן ואקיוביט, ג'וס תכיל 11 מכשירים מדעיים נוספים כגון מצלמות, ספקטרומטר (מכשיר המפיק ספקטרום למדידת אורך של גל), רדאר ומד-גובה. המכשירים נבנו על ידי קבוצות של מדענים מ-16 מדינות באירופה, ביפן ובארה"ב. אבל כל מכשיר זקוק למחשב שיפעיל אותו. ובחלל – ובטח סמוך לשדה הכבידה האימתני של צדק – המחשב הזה צריך להיות עמיד בפני קרינה.
חברת רמון ספייס הישראלית, שהשבבים שלה כבר שולבו במשימות חלל מוצלחות כמו הסולאר אורביטר של סוכנות החלל האירופית, היאבוסה 2 של סוכנות החלל היפנית ולוויין חקר הסביבה ונוס של סוכנויות החלל הישראלית והצרפתית, מתמחה בייצור מחשבים העמידים בתנאי החלל.
"כבר ב-2016, איירבוס בנתה כרטיס סטנדרטי שמבוסס על המחשב שלנו ושיתאים לכולם", מספר פרופ' רן גינוסר, מייסד רמון ספייס. "האירופאים המליצו לקבוצות המדענים השונות להשתמש במחשבים שלנו, ובאמת 9 קבוצות מתוך ה-12 אימצו את ההמלצה. בכל מקרה אנחנו שמחים מאוד שהמעבדים שלנו יפעילו את רוב המכשירים על ג'וס, ואנחנו סמוכים ובטוחים שהקרינה הקיצונית לא תפגע בפעולתם התקינה".