מדע וטכנולוגיה מישראל בדרך לחלל העמוק: ניסויי הגשושית ג'וס (JUICE – Jupiter ICy Moons Explorer) של סוכנות החלל האירופית הועברו מכל העולם להרכבה במרכז הטכנולוגי של סוכנות החלל האירופית בהולנד – וביניהם ניסוי ישראלי והמון טכנולוגיה ישראלית.
ג'וס כוללת 12 ניסויים שונים, שנועדו לבדוק אם מתקיימים התנאים הנדרשים לחיים באוקיינוסים התת-קרקעיים של הירחים הגדולים גנימד, קליסטו ואירופה, המקיפים את כוכב הלכת צדק. אחד מאותם תריסר ניסויים מכל העולם הוא ניסוי של פרופ' יוחאי כספי ממכון ויצמן למדע בתמיכת סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע והטכנולוגיה, והוא נבנה על ידי חברת אקיוביט הישראלית במימון סוכנות החלל הישראלית. ואילו בתשעה ניסויים אחרים בחללית ישנם שבבים מתוצרת חברת רמון ספייס, הנתמכת אף היא על ידי סוכנות החלל הישראלית ומתמחה בייצור מעבדים עמידים לקרינה.
הדמיה של ג'וס סביב כוכב הלכת צדק. הירח הקרוב לתמונה הוא גנימד. משמאל לצדק: איו. ומימין לצדק: אירופה וקליסטוהדמיה של ג'וס סביב כוכב הלכת צדק. הירח הקרוב לתמונה הוא גנימד. משמאל לצדק: איו. ומימין לצדק: אירופה וקליסטו
הדמיה של ג'וס סביב כוכב הלכת צדק. הירח הקרוב לתמונה הוא גנימד. משמאל לצדק: איו. ומימין לצדק: אירופה וקליסטו
(הדמיה: סוכנות החלל האירופית)
המעבדים והניסוי יגיעו רחוק יותר מכל מוצר ישראלי אחר בהיסטוריה, כשיטוסו בחלל במשך יותר משבע שנים – ולבסוף יגיעו לכוכב הלכת צדק, שבנקודה הקרובה ביותר שלנו נמצא במרחק של כמעט 600 מיליון ק"מ מכדור הארץ.
ג'וס צפויה להשתגר במאי 2022 מבסיס החלל האירופי קורו שבגינאה הצרפתית, והיא עתידה להגיע לירחי צדק ב-2029. המשימה עתידה להימאשך כ-3.5 שנים, במהלכן תחקור החללית שלושה מבין ארבעת הירחים הגליליאניים: גנימד, קליסטו ואירופה (איו הוא ירח געשי ללא פוטנציאל לחיים – ועם קרינה קטלנית – ולכן ג'וס לא תבקר בו). הירחים הגליליאניים נקראים כך כי גליליאו גליליי גילה אותם ב-1610, כשתצפת על צדק עם הטלסקופ שלו.
היום אנחנו יודעים כי גנימד, קליסטו ואירופה שונים מאוד מהירח שלנו. לפי הערכות, בשלושת הירחים ישנם אוקיינוסים תת-קרקעיים של מים במצב צבירה נוזלי, המחוממים על ידי כוחות הגאות החזקים מכוכב הלכת הענק צדק. השילוב של אנרגיה ומים נוזלים מעלה כמובן את האפשרות לחיים. פה בכדור הארץ, אנחנו מוצאים מערכות ביולוגיות מגוונות בתחתיתם הקרה והחשוכה של האוקיינוסים, הניזונות מנביעות הידרותמיות. למעשה, לפי תיאוריה אחת מוצא החיים בעולמנו הוא באותן נקודות חמות בתחתית האוקיינוס. ג'וס תשוגר כדי להעריך אם תנאים דומים יכולים להתקיים גם באוקיינוסים התת-קרקעיים של הירחים הגליליאניים.
ג'וס תיכנס למסלול סביב צדק, ומשם תבצע שורה של גיחות לירחים. אחר כך, ב-2032, הגשושית תיכנס למסלול סביב הירח גנימד – ותהפוך לחללית הראשונה אי פעם שנכנסת למסלול סביב ירח במערכת שאינה מערכת הארץ-ירח. ב-2034, אחרי שתשלים את משימתה, החללית תתרסק על גנימד.
מכשיר ה-USO רגע לפני שנשלח להולנד. משמאל לימין: בני לוי מנכ"ל אקיוביט, פרופ' יוחאי כספי ממכון ויצמן, מנהל הפרויקט רוני מן וד"ר אלי גלנטי ממכון ויצמןמכשיר ה-USO רגע לפני שנשלח להולנד. משמאל לימין: בני לוי מנכ"ל אקיוביט, פרופ' יוחאי כספי ממכון ויצמן, מנהל הפרויקט רוני מן וד"ר אלי גלנטי ממכון ויצמן
מכשיר ה-USO רגע לפני שנשלח להולנד. משמאל לימין: בני לוי מנכ"ל אקיוביט, פרופ' יוחאי כספי ממכון ויצמן, מנהל הפרויקט רוני מן וד"ר אלי גלנטי ממכון ויצמן
(צילום: באדיבות חברת אקיוביט)

"רחוק יותר מכל דבר ישראלי אחר בהיסטוריה"

"כבר היו לנו רכיבים ששוגרו למאדים", מספר פרופ' יוחאי כספי מהמחלקה למדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת במכון ויצמן למדע, "אבל פה לא מדובר ברכיבים משניים, אלא בניסוי שכל כולו ישראלי, שעושה שימוש במכשיר שכל כולו ישראלי, שישוגר רחוק יותר מכל דבר ישראלי אחר בהיסטוריה של המדינה".
שעה שהמשימה העיקרית של ג'וס תהיה לחקור את ירחי צדק, הניסוי שתכנן פרופ' כספי נועד לאמוד את צפיפות האטמוספירה בענק הגזי עצמו. "הרעיון שלנו היה לשלוח קרן רדיו דרך האטמוספירה של צדק לכיוון כדור הארץ, בכל פעם שהחללית מסיימת הקפה. כשהקרן תעבור דרך האטמוספירה, היא תוסט קלות בשל הגזים – ולפי ההסטה נוכל לדעת מהי צפיפות הגזים עד לעומק של כ-10 ק"מ מתחת לעננים. מאחר שנבצע מאות דגימות כאלה, נדע למפות גם את תנועת הרוחות העזות של צדק בקווי רוחב שונים. על הניסוי הזה נחזור גם בירחים, למרות שאין להם אטמוספירה של ממש, רק אקסוספרה, כשהחללית תבצע שני יעפים ליד אירופה, 17 יעפים ליד קליסטו ולבסוף תיכנס למסלול סביב גנימד".
מכשיר ה-USO של אקיוביט: השעון המדויק מסוגו בעולםמכשיר ה-USO של אקיוביט: השעון המדויק מסוגו בעולם
מכשיר ה-USO של אקיוביט: השעון המדויק מסוגו בעולם
(צילום: באדיבות חברת אקיוביט)


כמובן, כדי שהניסוי יצליח יש צורך בשעון מדויק במיוחד, שידע למדוד את הסטייה הקלה של קרן הרדיו במעטפה דרך האטמוספירה. ב-2013 פנה פרופ' כספי לחברת אקיוביט הישראלית שתפתח את השעון הזה, ויחד הם פנו לסוכנות החלל הישראלית במשרד המדע והטכנולוגיה. מאז ועד היום השקיעה סוכנות החלל הישראלית עשרות מיליוני שקלים בפרויקט, והיא מובילה את שיתוף הפעולה הבינלאומי בנושא עם סוכנויות החלל האיטלקית והאירופית.
"אפשר היה לחשוב שמדובר בשעון אטומי, אבל האמת היא ששעונים אטומיים לא מדויקים כל כך בזמנים קצרים", מסביר רוני מן, מנהל פרויקטים באקיוביט ומי שאחראי על פיתוח מכשיר ה-USO (Ultra Stable Oscillator) שיישלח לצדק. "אנחנו ייצרנו אוסילטור, בעברית מתנד, יחיד מסוגו: במשקל שני קילו בלבד, השעון שלנו יודע למדוד את סטיית התדר בדיוק של 13 ספרות אחרי הנקודה. אין עוד אחד כמוהו בכל העולם, גם לא אצלנו. הרי לא פתחנו קו ייצור. אנחנו חברה שמפתחת מוצרים צבאיים בדרך כלל, והפיתוח הזה נעשה במיוחד לסוכנות החלל הישראלית לפי דרישות המשימה. כרגע אנחנו עוזרים לעמיתנו באירופה בבדיקות האחרונות ובהתאמת המכשיר לשאר המכשירים בחללית, ובשנה הבאה נייצר USO חלופי, למקרה שתהיה תקלה של הרגע האחרון".
עוד לפני השיגור של ג'וס, משימות אחרות כבר הביעו עניין ב-USO של אקיוביט ובניסוי של פרופ' כספי. נכון לכתיבת שורות אלו, הניסוי הישראלי כלול גם במשימת טריידנט לשיגור חללית ראשונה לטריטון, ירחו הגדול של נפטון, וגם בהצעת המשימה EnVision של סוכנות החלל האירופית לשיגור חללית לנוגה.

הייטק ישראלי בין ירחי צדק

לצד הניסוי הישראלי, ג'וס תצא למסע הקוסמי שלה כשהיא מצוידת ב-11 מכשירים מדעיים נוספים, שנבנו על ידי קבוצות מ-16 מדוינות, כמו מצלמות, ספקטרומטר ורדאר. כמובן, כל מכשיר צריך מעבד שיפעיל אותו. ובחלל החיצון – ובטח ובטח סמוך לשדה המגנטי האימתני של צדק – המעבד הזה צריך להיות עמיד בפני קרינה, הן מהשמש שלנו והן מהחלל הבינכוכבי.
חברת רמון ספייס הישראלית מתמחה בתכנון מחשבים עמידים לתנאי החלל. למעשה, השבבים שלה כבר שוגרו בהצלחה במשימות חלל כמו הסולאר אורביטר של סוכנות החלל האירופית לשמש, היאבוסה 2 של סוכנות החלל היפנית לאסטרואיד ריוגו ולוויין חקר הסביבה ונוס של סוכנויות החלל הישראלית והצרפתית.
"כבר ב-2016, איירבוס בנתה כרטיס סטנדרטי שמבוסס על המעבד שלנו", אומר פרופ' רן גינוסר, מייסד רמון ספייס, "וההמלצה הייתה לכל קבוצות המדענים מכל הניסויים להשתמש בכרטיס הזה. אני גאה לומר שתשע קבוצות מתוך ה-12 אימצו את ההמלצה, ובכל מקרה אני שמח שהמעבדים שתוכננו ביקנעם יגיעו לצדק. צדק זה לא הירח ולא מאדים מבחינת הקרינה, אבל אני סמוך ובטוח ביכולת של הצ'יפים שלנו לתפקד גם שם".
עודד כרמלי, סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע. הכתבה פורסמה באתר סוכנות החלל הישראלית