חור שחור, כחול לבן

חורים שחורים הם מושג שתמיד מצית את הדמיון. כוח המשיכה החזק שלהם, איבוד מימד הזמן וחוסר היכולת לחקור אותם לעומק, מציבים בפני החוקרים אתגר מורכב מאד. אחת הדרכים לעשות זאת היא להביט רחוק, בזווית רחבה ככל האפשר ולאורך זמן,  על אזורים שונים בחלל. רק כך ניתן  לקלוט חורים שחורים בשלבי שונים שלהם ועל ידי כך לנסות לחקור אותם.

זה בדיוק הרעיון שעומד מאחורי טלסקופ החלל שבונה בימים אלה אלביט מערכות הישראלית  למכון ויצמן. הטלסקופ בשם אולטרא סאט,  – Ultraviolet Transient Astronomy Satellite,  אמור להיות מוצב בנקודה קבועה בחלל בגובה של 36,000 ק”מ ולהביט משם לחלל העמוק.

“החלל העמוק הוא למעשה שדה מחקר עצום שהלווינות הרגילה כלל לא מגיעה אליו”, אומר גיא, מנהל יחידת החלל בחטיבת המודיעין של אלביט מערכות. “עצם הצבת לווין כזה למשימה שאינה מבט על כדור הארץ, אלא ממנו והלאה,  היא אתגר טכנולוגי ומדעי מורכב מאד.  בשונה מלוויני תצפית רגילים, המערכות בלווינים שמוצבים בנקודות כל כך רחוקות מכדור הארץ, חשופות לקרינה גבוהה מאוד שמצריכה תכנון קפדני של תכן הנדסי”.

לווייני התצפית שמוצבים מסביב לכדור הארץ ונעים במסלול קבוע סביבו “חוסים” בשדה המגנטי שמגן למעשה עלינו מפני קרינת השמש. בגובה 36,000 ק”מ הקרינה הזו חזקה מאד ללא כל מסננים. כדי להתמודד עם איתה ועם ההשפעות ארוכות הטווח שלה, יצופה טלסקופ החלל של אלביט במספר שכבות הגנה שיאפשרו אטימה בחלקים מסויימים או פגיעה מינימלית בחלקים אחרים בהם  סנסורים ועדשות.

טלסקופ ULTRASAT
צילום : אלביט מערכות

“אחד הפיתוחים שלנו בהקשר הזה הוא החרוט המחורץ שמקיף את העדשה ולמעשה מבודד אותה מהקרינה. הפיתוח הזה מאפשר לנו מעבר להגנה עצמה על המערכת גם דיוק שלה, בידוד מרעשי רקע ומניעת החזרים”.

“רעשי רקע” הם למעשה פוטונים שנעים בדרך קבע בחלל ונקלטים בעדשות הטלסקופ. האתגר הוא לבודד את את הפוטונים “הרגילים” הללו מפוטונים זמניים ורחוקים שמעידים על תופעות חלל.

” מאחר והטלסקופ הזה אמור להביט בזווית רחבה מאד למרחק רב, שטח הסריקה שלו יהיה גדול לאין ערוך מטלסקופ מקביל העובד באותה טכנולוגיה. לעיתים התופעות שהוא יקלוט יהיו במרחק רב, לזמן קצר יחסית  ולכן יהיו חלשות מאד. הייחוד של המערכת הוא  לקלוט את האותות החלשים הללו, להתמקד בהם, לעבד אותם ולהעבירם לתחנת הקרקע. מעבר לזה הטלסקופ יוכל לפעול בסינרגיה עם מערכות מעקב קרקעיות אחרות. כך למשל  ברגע שתופעה מסוימת תזוהה על ידי הטלסקופ, הוא ידע מיד  לשעבד אליה  סנסורים שמוצבים בכדור הארץ,  ולהכווין אותם לאזור. בשונה מהטלסקופ בחלל, הסנסורים הקרקעיים הללו יודעים להביט באופן צר וממוקד על נקודת שמיים. ללא הזיהוי הראשוני של הטלסקופ, אי אפשר היה כלל לגלות את התופעות הללו”.

תוכנית “אולטראסאט” מנוהלת וממומנת במשותף על ידי סוכנות החלל הישראלית ומכון ויצמן למדע ומתבצעת בשיתוף מרכז המחקר הגרמני DESY.  לצורך הפעלת הטלסקופ בונה מכון ויצמן מרכז שליטה מחקרי שיאוייש 24/7. בשונה מטלסקופים אחרים בתחום חקר החלל העמוק המתבססים על אור אינפרא אדום. במכון ויצמן החליטו לבחור בטכנולוגיית אולטרה סגול מתוך הנחה שכך יוכלו לגלות תופעות חדשות. הטלסקופ של אלביט יהיה  בעל רגישות גבוהה ושדה ראייה רחב – 200 מעלות ריבועיות – מה שאמור  לסייע למדענים בהבנת היווצרותם של אלמנטים כבדים, חורים שחורים, גלי כבידה וגילוי תופעות אסטרונומיות דוגמת סופרנובות – התפוצצות של כוכבים. נפח החלל שיהיה נגיש לטלסקופ  יהיה גדול פי 300 מזה שהיה נגיש לטלסקופ האולטרה-סגול רב החזק ביותר שנבנה עד כה. אורכו יהיה 170 ס”מ ומשקלו 125 ק”ג. שווי העסקה עם אלביט עומדת על 16 מילון דולר. לצורך השוואה, בחודש שעבר שוגר לחלל טלסקופ הענק של ארצות הברית, ג’יימס ווב. הוא פותח במשך 10 שנים בעלות של 10 מיליארד דולר.

מראות הטלסקופ JAMES WEB
צילום: NASA/Chris Gun

“המערכת שלנו תעבוד למעשה במנגנון כפול בכדי להגביר את הדיוק שלה” מספר גיא. “לאחר הסינון הראשוני על ידי המעטפת המיוחדת ובשל מיקום העדשה בחרוט המחורץ, האינפורמציה תעבור סינון ועיבוד נוספים על ידי מערכת הגלאים. אלה חייבים להיות מדויקים מאד ולא פחות מכך עמידים”.

עמידות החומרים בהקשר הזה קריטית. הקרינה יכולה לפרק חלק מהם וליצור ענני חלקיקים קטנים שיפגעו בחדות העדשה. כך למשל בכל מה שקשור לדבק שבו משתמשים בהרכבת המערכות.

“בחירת הדבקים היא לכשעצמה חשובה מאד בכדי למנוע התאיידות שלהם בחלל” אומר גיא. “באור אולטרא סגול חדות העדשה חשובה מאד בשל הרגישות שלה. כל חלקיק יכול להשפיע על הביצועים שלה. לכן, עוד משלב הייצור ועד ההשמה עצמה בחלל ההקפדה היא מקסימלית הן  על תנאי הייצור הסטריליים והן על איכות ואופן ההרכבה. שני אלה יתורגמו בהמשך לאורך החיים של הלווין”.

הטלסקופ יוצב על לווין  שבונה התעשייה האווירית. שיתוף הפעולה בין שתי החברות הללו  נמשך כבר עשרות שנים במסגרת הפרוקיט הלאומי של  לוויני התצפית הצבאיים מסדרת “אופק”. כל השליטה על מערכת האולטרא סאט תהיה מתחנת השליטה בישראל, והטלסקופ יוכל לשנות בכל פעם את זווית ההסתכלות שלו, על פי תכנון והוראה מהקרקע.

תופעת “סופר נובה”, התפוצצות כוכב
צילום: NASA/ESA Hubble Space Telescope, מתוך אתר מכון וייצמן למדע

“ללא ספק מדובר כאן ביכולת ישראלית פורצת דרך שמכניסה אותנו כמדינה  למועדון קטן ומכובד”, מסכם גיא. “כרגע התכנון הראשוני של משימת החלל הזו הוא לטווח זמן של בין 3 ל 4 שנים. אבל, עם תכנון נכון של המשימה ואמינות גבוהה של המערכות, אורך החיים של הטלסקופ יכול לגדול משמעותית” .


.תמונת כותרת: הדמיית חור שחור איור :  NASA/JPL-Caltech

אמיר בר-שלום

תגובות סגורות