הלילה, 24.1, כוכב חדש יאיר את שמי הוואי: Orbiting Configurable Artificial Star (ORCAS), כוכב מלאכותי שיאפשר לאנושות לבנות בעתיד מצפי כוכבים באיכות של טלסקופי חלל כמו האבל וג'יימס ווב – אבל כאן על הקרקע. את ORCAS מוביל הישראלי ד"ר אליעד פרץ שעובד בנאס"א כמדען משימות ומכשירים ראשי בחטיבה לחקר השמש במרכז גודרד.
"אנחנו משגרים טלסקופים לחלל כי יש הפרעות אטמוספריות", מסביר ד"ר פרץ. "כדי לקבל תמונות חדות כמו של האבל או של ווב, צריך לצאת מחוץ לאטמוספרה. אבל לטלסקופי חלל יש מגבלות גדולות: הם עולים המון כסף, צריך להשתמש בחומרים מסוימים שמתאימים לסביבת החלל, קשה לתקן אותם בחלל ובעיקר – אי אפשר לבנות טלסקופים גדולים כמו שהיינו רוצים, כי אין משגר שיישא אותם למסלול. אנחנו מתקרבים לקצה יכולת השיגור שלנו. פשוט בלתי אפשרי לשגר טלסקופ חלל עם מראה בקוטר של 15 או 20 מטר. אבל פה בכדור הארץ בונים היום טלסקופים בקטרים האלה, כמו ה'טלסקופ הגדול במיוחד', ה-Extremely Large Telescope או בקיצור: ELT. ב-50 השנים הבאות לא נראה משהו בגודל הזה בחלל. לכן האתגר הוא לשפר את האיכות של הטלסקופים שלנו על הקרקע, כך שתתקרב לאיכות של הטלסקופים שלנו בחלל".
בשנים האחרונות, מצפי כוכבים על הקרקע עושים שימוש באופטיקה אדפטיבית (AO) כדי לבטל או לצמצם את ההפרעות האטמוספריות. יש שתי דרכים לעשות זאת – באמצעות כוכב או באמצעות קרן לייזר – אבל הרעיון דומה: אם אנחנו יודעים איך מקור האור אמור להראות, אך על הקרקע אנו מודדים אור אחר, אפשר לשחזר את מעבר האור באטמוספרה ולתקן בזמן אמת את העיוות.
"השימוש בכוכבים הוא יעיל", אומר ד"ר פרץ, "אבל כדי לערוך את התיקונים בתחום האור הנראה לעין צריך למצוא כוכבים ממש בהירים – בבהירות נצפית של מינוס חמש ויותר [בבהירות נצפית הסקאלה הפוכה: ככל שהערך גבוה יותר – הבהירות נמוכה יותר – ע.כ.]. 99% מהכוכבים לא בהירים כל כך, ולכן רוב השמיים לא זמינים לשימוש בטכניקה הזאת. מסיבה זו מרבים להשתמש בטכניקה השנייה: יורים לייזר באורך גל של 589 ננו מטר ומקבלים 'כוכב מלאכותי'. אלא שהלייזר לא חוצה את כל האטמוספרה, והוא לא נראה כמו כוכב. הוא קרן לייזר עם ממדים של קרן לייזר. שאל כל אסטרונום חובב אם הוא מעדיף להשתמש בכוכב או בפוינטר לייזר כדי למצוא גלקסיה רחוקה. התשובה ברורה: כוכב".
ניסוי ORCAS, אם כן, נועד לשנות את כללי המשחק.
75 מיליון דולר שיכולים לחסוך עשרות מיליארדים
הניסוי יתחיל הלילה כאשר לוויין המחקר Laser Communications Relay Demonstration (LCRD), ששוגר לחלל ב-2021, יירה שני לייזרים מתקדמים אל עבר הטלסקופים הענקיים במצפה הכוכבים קק (Keck), הסמוך לפסגת הר מאונה קיאה שבהוואי. זאת הפעם הראשונה בהיסטוריה שלייזרים מהחלל ידייקו טלסקופים על הקרקע.
"אנחנו שולטים כמובן בעוצמת הלייזר", מספר ד"ר פרץ ."הכוכב שיאיר פה הלילה הוא כוכב בבהירות נראית של מינוס שבע – בהיר כמעט כמו הירח. מאחר שכך, הטלסקופים על הקרקע ידעו לתקן את העיוותים האטמוספריים לפי העיוותים לכוכב המלאכותי שלנו. ויש למשימה שלנו גם זווית מדעית. כשאנחנו מאפיינים כוכבים – מסה, רדיוס, טמפרטורה, אטמוספרה, 'האזור הישיב', ממש כל מה שאנחנו יודעים לומר על כוכבים – אנחנו למעשה מודדים את האור שלהם, ומתרגמים את הבהירות הנראית לבהירות מוחלטת. אבל אף פעם לא באמת שיגרנו משהו לחלל ובדקנו שאנחנו מצליחים להמיר בהירות נראית לבהירות מוחלטת. מדובר בניסוי היסטורי בעל חשיבות אסטרונומית, ואני גאה לומר שתוביל אותו חוקרת ישראלית: קשת שביט מאוניברסיטת בן גוריון שהגיעה אלינו מקיבוץ בארי כחוקרת בינלאומית של נאס"א".
אם הניסוי יעבור בהצלחה מחר ובמדידות ההמשך בעוד חודשיים, ד"ר פרץ משוכנע שהטכנולוגיה תחולל מהפכה של ממש באופן שבו האנושות מתצפתת על השמיים.
"כדי לתת סדר גודל, ג'יימס ווב, בקוטר שישה וחצי מטרים, עלה 12 מיליארד דולר. טלסקופ החלל הבא יהיה בקוטר של תשעה מטרים ויעלה בין 18 ל-27 מיליארד דולר. לפני ארבעה חודשים הדגמנו באמצעות כוכב טבעי, ואחר כך באמצעות אסטרואיד בהיר, כלומר עצם זז, שאפשר לשפר את הביצועים של הטלסקופ קק ולהשוותו לביצועי טלסקופ חלל בעל קוטר של תשעה מטרים. עכשיו אנחנו בשלב השלישי והאחרון של בדיקת ההיתכנות- להקרין מלמעלה למטה, מהחלל לכדור הארץ, בתקווה להפוך את הטכנולוגיה לזמינה לכלל ציבור החוקרים, באופן רציף, וכל זה במחיר של 75 מיליון דולר. זהו פרומיל ממחיר של טלסקופ חלל".