שומרים על כדור הארץ מהחלל

בסוף חודש אוקטובר 2015 העבירה נאס"א את השליטה בחללית דיסקבר (Discover) לידי הסוכנות הפדרלית לחקר הימים והאטמוספירה NOAA. החללית נועדה להתריע על אירועי "מזג חלל" (Space weather) שנגרמים בעיקר עקב פעילות השמש, ושעלולים להשפיע לרעה על חיינו בכדור הארץ. כדי שהחללית תהיה מוארת על ידי השמש כך שאפשר יהיה להפיק חשמל למערכותיה, וגם כדי שבכל עת היא תהיה בקשר עם כדור הארץ ותוכל להעביר את ההתרעה למרכז הפיקוח הקרקעי, הוצבה החללית בנקודת לגרנג' הראשונה של המערכת שמש־ארץ. הנקודה נקראת על שם המתמטיקאי והפיזיקאי הצרפתי יוסף לואי לגרנג' (Lagrange) בן המאה ה־18, שחקר, בין היתר, את התנהגותם של שלושה גופים שפועל ביניהם כוח כבידה. הוא גילה שאם יש לשני גופים מסה גדולה מאוד יחסית לזו של הגוף השלישי, והגופים מסתובבים זה סביב זה, אפשר למצוא במערכת חמש נקודות שבהן שקול כוחות הכבידה על גוף מסוים שווה לכוח הצנטריפטלי הנדרש לתנועת הסיבוב של הגוף. לכן הגוף נראה כאילו הוא נמצא במנוחה יחסית לשני הגופים האחרים.

במערכת שמש־ארץ נמצאת הנקודה הראשונה של לגרנג' כמיליון וחצי ק"מ מהארץ לכיוון השמש. חללית שנמצאת בנקודה זו נראית לנו תמיד מול השמש. המשמעות של הדבר לגבי חללית דיסקבר היא שלוחות תאי השמש שלה מוארים תמיד כך שאספקת החשמל למערכותיה מובטחת. כמו כן מכשירי התצפית שאמורים להתריע על התרחשות אירוע מזג חלל יכולים להיות מופנים ברציפות אל השמש. נוסף על כך, אנטנת השידור שלה יכולה להיות מופנית תמיד לעבר הארץ, כך שכשמתרחש אירוע של התפרצות שמש שבו כמות עצומה של חלקיקים נפלטים ונעים לעבר הארץ, אלה יגיעו תחילה לחללית ורק אחר כך לארץ. ההתרעה יכולה להופיע בין רבע שעה לשעה אחת לפני האירוע – די זמן כדי שהמערכות החיוניות שעלולות להיפגע ינקטו אמצעי הגנה.

התפרצויות שמש חזקות מעיפות לחלל כמויות אדירות של חלקיקים, ואלה נעים במהירויות של מאות ק"מ לשנייה. בעת ההתפרצות נפלט גם אור – שכמובן נע במהירות האור ולכן מגיע זמן רב לפני הגעת החלקיקים. כאשר גוש החלקיקים פוגע בשדה המגנטי של כדור הארץ הוא דוחס אותו במהירות. שינויים בשדה מגנטי גורמים, כידוע, לזרמים חשמליים מושרים בכל גוף שמוליך חשמל. גופים כאלה הם למשל חוטי החשמל של מערכת האספקה הארצית, צינורות מתכת להובלת מים או נפט וכד'. הזרמים החזקים שמופיעים בפתאומיות ברשת החשמל עלולים לפגוע בשנאים ובמפסקים ולשתק אותם לימים, שבועות ואף חודשים, ובכך לשבש את אספקת החשמל לתעשייה ולמגורים. ההשפעה על הצנרת סמויה יותר: זרמי החשמל החזקים עלולים לגרום לבליית המתכת ומכאן לפיצוצי צנרת, פליטת נפט לא מבוקרת ועוד. גם מערכות הניווט החלליות, GPS ודומיה, שהפכו לחיוניות בחיי היומיום, עלולות להינזק מפגיעת חלקיקי התפרצות שמש, ואז נצטרך לנווט בתל אביב החפורה ללא ווייז…

מלבד כלי התצפית המופנים לעבר השמש יש בחללית דיסקבר גם טלסקופ שמכונה EPIC, שקוטרו 30 ס"מ ושצופה ברציפות לעבר הארץ – "מצלמה פוליכרומטית לדימות כדור הארץ" (Earth Polychromatic Imaging Camera). מיקום החללית והאופטיקה של הטלסקופ מאפשרים לכדור הארץ, שנראה בקוטר של כחצי מעלה, למלא היטב את שדה הראייה של הטלסקופ, שדה ראייה שגדול רק במקצת מזה של הארץ.EPIC  מצלם את קרינת השמש שמוחזרת מהארץ, לרוב מהעננים ומהאוקיינוסים, דרך עשרה מסנני אור שמפרידים פסים ספקטרליים צרים יחסית. התמונות, שמגיעות בקצב מרבי של 10 תמונות לשעה, משמשות למדידת כמות האוזון באטמוספירה, כמות האבק והאירוסולים האחרים, העננות, מספקות מדדים שונים לגבי הצמחייה. כיוון שלתצלומי EPIC הפרדה של יותר מ־10 ק"מ אין הם יכולים להפיק תמונות לוויין ברזולוציה כמו בכלים שאנו רגילים להם, למשל של חברת אימאג'סט שמשווקת את תצלומי הלוויינים אירוס (EROS) הישראלים, המראים בתים ואף פרטים קטנים יותר. מדי יום משחררת נאס"א תמונות של כל כדור הארץ שצולמו על ידיEPIC  וכל אחד יכול לצפות בהן. כתובת האתר: epic.gsfc.nasa.gov.