New_Horizons_(15771242233).jpg

כמובן, מסלולים חסכוניים אינם רצויים כשמדובר במשימות מאוישות – שכן האסטרונאוטים נחשפים לקרינת החלל המסוכנת ובכל מקרה הסכום שייחסך בדלק יתקזז בעלות האספקה לצוות. עד היום הגיעו לירח 24 בני אדם, ו-12 מהם גם הלכו על פניו, כולם במסגרת תוכנית אפולו של נאס"א – וכולם הגיעו לירח בתוך פחות משלושה ימים. המשימה המאוישת המהירה ביותר לירח הייתה גם המשימה המאוישת הראשונה לירח: אפולו 11 שוגרה ב-16 ביולי 1969 ונכנסה למסלול סביב הירח ב-19 ביולי. זמן הטיסה היה 51 שעות ו-49 דקות.

המשימה הלא-מאוישת שהגיעה לירח בזמן הקצר ביותר הייתה הגשושית ניו הורייזונס, שנשלחה בכלל לחקור את כוכב הלכת הננסי פלוטו. ניו הורייזונס לא האטה כדי להיכנס למסלול סביב הירח, אלא רק ביצעה יעף, והיא עשתה זאת כעבור 8 שעות ו-35 דקות מרגע השיגור. 

אוקיי, אז בטכנולוגיה הנוכחית אפשר להגיע לירח תוך שלושה ימים בערך. אבל איך הגיע אלינו הירח מלכתחילה?

לפני 4.5 מיליארד שנה, כלומר כמה עשרות מיליוני שנים אחרי שנוצרה מערכת השמש, היא הייתה מקום סוער מאוד, ומספר בלתי ידוע של גופים שהחלו להיווצר משאריות ענן הגז והאבק שיצר את השמש לא הבשילו לכדי כוכבי לכת של ממש. אחד מאותם גופים, פלנֵטֵסימָל (כוכב לכת קדום) בגודל מאדים (קצת יותר מחצי גודלו של כדור הארץ), שזכה לשם "תיאה", פגע בכדור הארץ הצעיר והעיף חלק נכבד מקרום כוכב הלכת לחלל. כוח הכבידה קשר את החלקיקים הללו יחד, וכך יצר את הירח הגדול ביותר במערכת השמש ביחס לכוכב הלכת שלו.

השערה זו יכולה להסביר הן את הדמיון בין כדור הארץ לירח והן את השוני. כך למשל, הצפיפות הממוצעת של הירח היא 3.34 גרם לסמ"ק, לעומת 5.51 גרם לסמ"ק בכדור הארץ, ופירוש הדבר שהוא מורכב ברובו מיסודות קלים יותר. זה מתיישב עם ההשערה אם מניחים שהיסודות הכבדים ביותר בכדור הארץ נמצאים בעיקר בליבת כוכב הלכת, וזו לא נפגעה בהתנגשות – והירח אם כך מורכב מהקרום הקל היותר. 

Moon_-_Giant_Impact_Hypothesis_-_Simple_model.png

השערת ההתנגשות הענקית אינה חפה מבעיות. אם תיאה פגעה בכדור הארץ וחומר משני הגופים יצר את הירח, היינו מצפים למצוא הרבה מאוד מתיאה בירח – כ-60% לפי הערכות מסוימות. בפועל, השוני בין הארץ לירח נמדד בכמה חלקיקים למיליון. אפשרות אחת היא שגם תיאה נוצרה במסלול סמוך מאוד לזה של כדור הארץ הקדום, ומלכתחילה הרכבה לא היה שונה במיוחד מהרכב עולם הבית שלנו. ואפשרות אחרת היא שמעולם לא הייתה תיאה, אלא מספר רב של גופים קטנים יותר שהתנגשו בכדור הארץ לאורך מיליוני שנים. כך או כך, הירח שלנו נולד בקטסטרופה. וגם היום הוא לא בדיוק מקום נעים.

אז מה מזג האוויר בירח?

האם אי פעם הבטתם בירח ותהיתם איך נרגיש אם נעמוד שם? ובכן, נניח שאתם צופים בירח ברבע הראשון, כלומר כשחציו מואר וחציו חשוך. במקרה כזה, אילו עמדתם בחציו החשוך הייתם קופאים – ואילו פסעתם לצד המואר הייתם נצְלים. 

גם בכדור הארץ היום חם מהלילה, אבל האטמוספירה של כדור הארץ ממתנת את שינויי הטמפרטורה בין היום ובין הלילה. ומאחר שלירח אין אטמוספירה של ממש שתלכוד את קרינת השמש או תספק הגנה מפניה, יש בו טמפרטורות קיצוניות, בהתאם לפגיעתו (או אי־פגיעתו) הישירה של אור השמש.

5210067010_d4f50b280b_c.jpg

הירח מסתובב על צירו מדי יום. יומו אורך 13 וחצי ימים ארציים והלילה אורך 13 וחצי ימים ארציים. במהלך היום, כלומר בחציו המואר של הירח, הטמפרטורה יכולה להגיע ל-127 מעלות צלזיוס. אם תשאירו בקבוק מים בצד המואר של הירח, המים בבקבוק יתאדו מיד. לעומת זאת, כשהשמש שוקעת הטמפרטורה יכולה לצנוח ל-173 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. השאירו בקבוק מים בלילה, והם יקפאו מיד.

כמובן, המים שקפאו בבקבוק לא יישארו קפואים לעד. הירח כולו עובר שינויי טמפרטורה ללא הרף: הן בצד הקרוב (צד הירח שפונה אלינו) והן ברחוק (צד הירח שלעולם אינו פונה אלינו) יש יום ולילה מדי שנה ירחית, שהיא חודש ארצי. במולד הירח, כשהירח אינו נראה בשמיים (או נראה כחרמש דק במיוחד), צידו הרחוק מואר, כלומר יש בו יום. בקיצור, פינק פלויד לא דייקו כשקראו לאלבום המופת שלהם "הצד האפל של הירח". 

נטיית ציר הסיבוב של הירח היא רק 1.54 מעלות, בהשוואה לנטיית ציר של 23.44 מעלות בכדור הארץ, ופירושו של דבר שבירח אין עונות של ממש. עם זאת, בשל הטיית הציר המזערית הזאת יש מכתשים בקטבים שלעולם אינם רואים אור שמש – ושם גם נמצאו מאגרי מי קרח גדולים.

למעשה, באחד המכתשים האלה בירח נמצא המקום הקר במערכת השמש – קר יותר אפילו מפלוטו. לא מאמינים לנו? תשאלו את LRO של נאס"א.

תתפלאו לדעת, אבל המקום הקר ביותר במערכת השמש לא נמצא בשוליה של המערכת, נניח בכוכבי הלכת החיצוניים ביותר, אורנוס ונפטון, אלא ממש כאן קרוב לבית.

מאחר שלירח שלנו אין אטמוספירה שתשמור את החום הנאגר ביום כדי שלא יאבד בלילה, ההפרשים בין האור לצל, או בין היום ללילה, קיצוניים. אלא שכל מקום בירח זוכה פעם בשנה ירחית – חודש ארצי – לשזוף שוב את עיניו בשמש, כך שאף אזור לא מספיק להתקרר מעבר ל-173 מעלות מתחת לאפס.

היוצאים מן הכלל הזה הם מכתשים עמוקים באזורי הקטבים. בגלל זווית נטיית הציר של הירח, יש מכתשים באזור הקוטב הדרומי והצפוני שלו שהשמש לעולם אינה פוגעת בקרקעיתם, והם שרויים בעלטה נצחית. ב-2009, LRO, המקפת לסקר הירח של נאס"א, שנמצאת במסלול סביב הירח, מדדה טמפרטורת שיא של 247 מעלות צלזיוס מתחת לאפס במכתש אחד כזה בקוטב הצפוני של הירח. מדובר בטמפרטורה הקרה ביותר שנמדדה בפועל במערכת השמש כולה, 26 מעלות בלבד מעל האפס המוחלט.

The_image_shows_the_distribution_of_surface_ice_at_the_Moon's_south_pole_(left)_and_north_pole_(right).jpg

באותו מכתש ירחי קר יותר אפילו מאשר על פני כוכב הלכת הננסי פלוטו, המרוחק פי 40 מהשמש. כמובן, אם היו לנו מקפות כמו LRO סביב ירחים רחוקים יותר ללא אטמוספירה, כמו הירחים הקטנים של צדק ושבתאי, סביר להניח שהיינו מוצאים שם מכתשים מוצללים קרים אף יותר.

כך או כך, נכון למועד כתיבת שורות אלו, הטמפרטורה הקרה ביותר שנמדדה אי שם במערכת השמש היא במכתש אחד בקוטב הצפוני של הלוויין האפרפר שלנו.

אבל ציר הירח משפיע לא רק על הטמפרטורות בירח – הוא משפיע גם על כדור הארץ. גאות ושפל, למשל.

כל מי שבילה מספיק זמן לחופי הים התיכון יודע שפעמיים ביום מפלס המים עולה ויורד בחצי מטר בערך. באוקיינוסים התופעה קיצונית אף יותר: שם נרשמים הבדלים של כמעט עשרה מטרים בין המפלס ביום והמפלס בלילה. הימאים והאסטרונומים היוונים היו הראשונים שזיהו את הקשר בין הגאות והשפל לירח – ועד ראשית האלף הראשון לספירה כבר היה ברור שהגאות והשפל נגרמים על ידי כוח מסתורי שמפעיל הירח על הארץ. 

היום לכוח הזה יש שם: כבידה. אבל אם כוח המשיכה של הירח אחראי לגאות והשפל בימות ואוקיינוסים, מדוע התופעה לא מתרחשת בכל מקווה מים? מדוע אין גאות ושפל בבריכות אולימפיות, למשל? הרי כוח המשיכה של הירח פועל באותה עוצמה על כל המים בכדור הארץ, גם אלה שבבריכות ואפילו אלה שבצלחת המרק שלכם. אלא שמעולם לא ראיתם גאות ושפל במרק, נכון? וגם אם נניח שבאורח פלא כוח המשיכה של הירח מעליכם היה עושה סלקציה בין הים התיכון לצלחת המרק שלכם, זה לא מסביר למה הגאות מתרחשת באותו זמן גם בצד הנגדי של כדור הארץ, זה שדווקא הכי רחוק מהירח.  

ובכן, הגאות אינה נוצרת בגלל השפעת כבידת הירח על גל כזה או אחר, אלא על... – תחזיקו חזק – כדור הארץ כולו! 

640px-Gorey_Harbour_at_low_tide.jpg

המסה של הירח אומנם קטנה בהרבה מזו של הארץ (רק 1.2% ממסת הארץ), אבל הוא קרוב אלינו כל כך, יחסית, עד שכוח הכבידה שלו מותח את כדור הארץ על ציר הארץ–ירח, ומכווץ את כדור הארץ בציר האנכי לציר הארץ–ירח. לכן, צורת כדור הארץ היא למעשה אובלית במקצת; מעין ביצה שקודקוד אחד שלה פונה לירח וקודקוד אחר שלה פונה בכיוון ההפוך מהירח. 

מדוע זה קורה? משום שהאזורים בכדור הארץ הקרובים לירח נמשכים אליו בעוצמה רבה יותר מהאזורים הרחוקים יותר. התבוננו בתרשים הבא: נקודה א על פני כדור הארץ, הקרובה יותר לירח, נמשכת יותר מנקודה ב, שנמשכת יותר מ-ג, שנמשכת יותר מ-ד. 

earth2.jpg

ופירוש הדבר שכדור הארץ כולו נפחס מעט, וכך גם המים שעל פניו. גופי המים הגדולים נמשכים גם הם כלפי הירח באופן לא אחיד, ו"נפחסים" באופן שגורם להם להידחק בשתי הבליטות שנוצרות, קצת כמו פצעון שמתנפח כאשר מוחצים אותו משני הצדדים: 

Field_tidal.png

מסיבה זו אנחנו לא רואים גאות ושפל בקערת מרק למשל. זה לא שהירח אינו מושך גם את המים בקערה, אלא שהלחץ אינו מספיק כדי ליצור גאות ושפל נראים לעין – כי אין מספיק מים. רק בים הפתוח – וכמובן באוקיינוסים – הלחץ הגלובלי הזה מתבטא בעלייה של ממש במפלס.

הבליטות האלה, כמובן, אינן נשארות באותו מקום, כי הירח סובב סביב כדור הארץ. כך אזורים שונים על פני כדור הארץ זוכים "ליהנות" מתופעת הגאות (בבליטות) והשפל (בצדדים הפחוסים יותר):

Tide_animation.gif