שלשום (שלישי, 23.4) שיגרה חברת רוקט לב מפרשית שמש ניסיונית של נאס"א. המפרשית שוגרה לחלל בעזרת המרקיע (משגר חלליות בעברית, לפי החלטת האקדמיה ללשון) של רוקט לב, האלקטרון, ממתקן השיגורים של החברה בניו זילנד. המטען העיקרי של המרקיע הקל היה לוויין התצפית הקוריאני NEONSAT-1, שמשקלו כ-100 ק"ג והוא מסוגל לצלם ברזולוציה של עד מטר אחד – אבל עיני העולם נשואות ללוויין הקובייה הקטן Advanced Composite Solar Sail System 3, או ACS3, שעתיד לפרוש מפרש שמש ענק בן 80 מ"ר.
לשוט בין הכוכבים
כידוע, לפוטונים של אור אין מסה – מה שמאפשר להם לנוע, ובכן, במהירות האור. אבל כן יש להם תנע (מומנטום). למעשה, התנע מקרינת השמש הוא עוצמתי כל כך, שחללית שתעשה את דרכה למאדים תסטה בכמה אלפי ק"מ עד שהיא תגיע ליעדה – אך ורק בשל הפוטונים שיפגעו בה בדרך. אלא שקרינת השמש אינה רק מטרד שיש לחשב בקביעת המסלול, אפשר לרתום אותה ככוח הנעה נקי, זול ואינסופי לחלליות. למה הדבר דומה? להבדל בין סירת מנוע ששורפת דלק כדי לשוט (וצריכה לשרוף יותר דלק כדי לגבור על הרוח) למפרשית – שרותמת את כוח הרוח. אפשרות אחרת היא לא להסתמך על קרינת השמש הטבעית, אלא לשדר לעבר המפרש אור ממוקד כמו לייזר שיאיץ מפרשית למהירויות אדירות – ויביא אותו אפילו למערכות כוכבים אחרות.
הטכנולוגיה הזאת נשמעת עתידנית, אבל היא כבר נוסתה בהצלחה כמה פעמים. ב-2010 שיגרה יפן את מפרשית השמש איקרוס לכיוון נוגה, שהוכיחה שאפשר לשלוט בגשושית באמצעות לחץ קרינה. ואילו ב-2019 הפכה לייטסייל-2 (LightSail-2) של האגודה הפלנטרית לחללית הראשונה בהיסטוריה שמונעת על ידי קרינת השמש בלבד. לייטסייל-2 פרשה מפרש שמש בגודל של 32 מ"ר כדי להניע ולהגביה לוויין קטן בן 5 ק"ג.
גם הפוטנציאל היישומי אינו מדע בדיוני. ב-2016 הכריזו המיליארדר והיזם יורי מילנר והאסטרופיזיקאי סטיבן הוקינג על תוכנית שאפתנית בשם Breakthrough Starshot, במסגרתה יואצו כאלף ננו-מפרשיות ל-20% ממהירות האור באמצעות קרני לייזר מכדור הארץ – ויישלחו למערכת השמש הקרובה, אלפא קנטאורי. יו"ר פרויקט Breakthrough Starshot הוא הישראלי-אמריקאי פרופ' אבי לייב. שנה אחר כך גם נאס"א הציעה רעיון דומה: לשגר מפרשית ב-2069, כלומר בחגיגות ה-100 לנחיתה הראשונה על הירח, ולהאיץ אותה לכיוון אלפא קנטאורי ב-10% ממהירות האור.
לסלול את דרכה של האנושות לכוכבים
כאמור, מפרש שמש מאפשר הנעה זולה, קלה ואינסופית. אלא שיש לו שני חסרונות גדולים: ראשית, דרוש מפרש ענק כדי להניע אפילו חללית זעירה – ופירושו של דבר שצריך לשגר את המפרש לחלל כשהוא מקופל, ולפרוש אותו במסלול בעדינות רבה, בלי לקרוע אותו. והחיסרון השני נוגע לחיסרון הראשון: עוד לא נמצא פתרון משביע רצון למוטות שמחברים את המפרש הענק לחללית, ומאפשרים לנווט אותה – שוב, בדומה למפרשית בים.
ההדגמה הטכנולוגית ACS3 נועדה לפתור את הבעיה הזאת, בתקווה לסלול את דרכה של האנושות לכוכבים. המשימה תנסה לפרוש מפרש בגודל של דירה תל אביבית מלוויין בגודל טוסטר, על ידי שימוש ראשון מסוגו במוטות העשויים פולימרים מחוזקים בסיבי פחמן (CFRP). עד כה המוטות של מפרשיות שמש היו עשויים מתכות – כדי לשמור על המפרש מתוח – ואלה היו מן הסתם כבדים מאוד לשיגור מכדור הארץ, ומגושמים מאוד להזזה בחלל. לעומת זאת, מוטות סיבי הפחמן החדשניים קלי משקל, חזקים אך גמישים, ועמידים לעיוותים כתוצאה מהפרשי הטמפרטורה הקיצוניים בסביבה החללית.
כל אחד מהמוטות המהפכניים, באורך שבעה מטרים, שוקל 900 גרם בלבד – 75% פחות ממוטות מתכתיים – ובנאס"א מעריכים שהם פי 100 יותר עמידים לעיוותים כתוצאה משינויי הטמפרטורות בחלל. הם גמישים דיים כדי להתלפף סביב הציר המרכזי במהלך השיגור (טכנית אפשר להחזיק מוט מלופף כזה בכף היד) אך חזקים דיים כדי להחזיק את המפרש הענק מתוח.
אם הניסוי יצליח, בנאס"א מאמינים שמוטות פולימרים מחוזקים בסיבי פחמן יכולים לשמש לפרישת מפרשים גדולים בהרבה – עד 2,000 מ"ר. אבל זהו רק היבט אחד. טכנולוגיית המוטות יכולה לשמש את האנושות גם למטרות אחרות שדורשות מוטות ויריעות, כמו הקמת מבני מגורים בחלל, על הירח או על מאדים.
ועד שזה יקרה, גם אנחנו תושבי כדור הארץ צפויים ליהנות מהמופע של ACS3. אמנם מרקיע האלקטרון הכניס את המפרשית למסלול גבוה מאוד, כ-1,000 ק"מ מעל גובה פני הים, על מנת להימנע מגרר אטמוספרי – אבל המפרש עצמו מחזיר אור עד כדי כך שהוא עשוי להיות בהיר כמו סיריוס, כוכב השבת הבהיר ביותר בשמי הלילה.
המפרש עוד לא נפרש, אבל כבר אפשר לעקוב אחר מיקומו בשמיים בעזרת אתר Heavens Above.