נאס"א שיגרה טלסקופ ב-4.3 מיליארד דולר: המשימה שתנסה להבין ממה באמת עשוי היקום

נאס"א שיגרה היום בהצלחה את טלסקופ החלל ננסי גרייס רומן, אחת ממשימות החלל המדעיות הגדולות והיקרות שלה בשנים האחרונות. הטלסקופ המריא ממרכז החלל קנדי שבפלורידה על גבי טיל Falcon Heavy של SpaceX, בדרכו לנקודה הנמצאת במרחק של כ-1.6 מיליון קילומטר מכדור הארץ.

עלות המשימה לאורך חייה מוערכת בכ-4.3 מיליארד דולר. רומן מיועד לפעול לפחות חמש שנים, עם אפשרות להאריך את המשימה לכעשור. בנאס"א אומרים כי הטלסקופ הושלם מוקדם מהמתוכנן ובמסגרת התקציב - הישג לא מובן מאליו בפרויקטים מהסוג הזה, שנוטים להתעכב ולהתייקר.

רומן אינו עוד גרסה משופרת של האבל או של ג'יימס ווב. בעוד הטלסקופים האלה מסוגלים להתמקד בעצמים רחוקים במיוחד ובאזורים קטנים יחסית בשמיים, רומן נבנה כדי לסרוק שטחים גדולים במהירות וברמת פירוט גבוהה.

שדה הראייה שלו גדול ביותר מפי 100 מזה של האבל, ולפי נאס"א הוא יוכל לסקור את היקום במהירות גבוהה פי 1,000. במילים פשוטות, אם האבל דומה למצלמה עם זום חזק שמכוונת לנקודה אחת, רומן הוא מצלמה בעלת עדשה רחבה, שמסוגלת לצלם חלק גדול מהשמיים בלי לוותר על חדות התמונה.

השילוב הזה אמור לאפשר לו לאסוף בתוך זמן קצר כמויות עצומות של מידע על גלקסיות, כוכבים וכוכבי לכת. הטלסקופ צפוי להעביר לכדור הארץ כ-1.4 טרה-בייט של נתונים מדי יום - קצב העברת הנתונים הגבוה ביותר עד כה במשימת אסטרופיזיקה של נאס"א.

95% מהיקום עדיין לא מובן

המטרה המרכזית של רומן היא לנסות להבין טוב יותר את החומר האפל ואת האנרגיה האפלה. כל החומר המוכר לנו - מכוכבים וכוכבי לכת ועד בני אדם - מהווה לפי המודל הקוסמולוגי המקובל רק כ-5% מתכולת היקום. כ-27% מיוחסים לחומר אפל וכ-68% לאנרגיה אפלה.

החומר האפל אינו פולט אור ולכן אי אפשר לצפות בו ישירות. המדענים מסיקים שהוא קיים בגלל ההשפעה הכבידתית שלו על גלקסיות ועל מבנים גדולים אחרים ביקום. האנרגיה האפלה מסתורית אפילו יותר: זה השם שניתן לגורם שנראה כאחראי לכך שהתפשטות היקום הולכת ומואצת.

רומן לא צפוי לספק תשובה ישירה לשאלה ממה מורכבים החומר האפל והאנרגיה האפלה, אבל הוא אמור להעניק למדענים בסיס נתונים רחב בהרבה לבחינת התיאוריות הקיימות. הטלסקופ ימפה מאות מיליוני גלקסיות, יבחן כיצד הן מפוזרות במרחב ואיך נוצרו המבנים הגדולים ביקום לאורך מיליארדי שנים.

אחד הכלים המרכזיים יהיה מעקב אחר סופרנובות מסוג Ia - כוכבים מתפוצצים שעוצמת האור שלהם מאפשרת לאסטרונומים להעריך את המרחק אליהם. השוואת המרחקים לאור שמגיע לכדור הארץ יכולה לסייע בשחזור קצב התפשטות היקום בתקופות שונות.

• תעשיית הביוטק מתעוררת; איפה נמצאות ההזדמנויות?
• העט שהציל את אפולו 11 מהיתקעות על הירח נמכר בכמעט מיליון דולר

הטלסקופ ימדוד גם תופעה שנקראת עידוש כבידתי חלש: עיוות קטן בצורתן של גלקסיות רחוקות, שנגרם בשל כוח הכבידה של חומר הנמצא ביניהן לבין כדור הארץ. כך אפשר למעשה למפות חומר אפל, אף שאי אפשר לראות אותו ישירות.

החשיבות של הנתונים אינה מסתכמת באישור התיאוריות הקיימות. אם המדידות של רומן לא יתאימו לתחזיות, ייתכן שהפיזיקאים יידרשו לשנות חלק מהמודלים שמסבירים כיום את מבנה היקום ואת התפתחותו.

מפעל לגילוי כוכבי לכת

לצד חקר היקום האפל, רומן צפוי להפוך גם לכלי מרכזי בחיפוש אחר כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש. הטלסקופ יעקוב אחר מאות מיליוני כוכבים במרכז שביל החלב, וינסה לזהות שינויים קטנים באור שמגיע מהם.

אחת השיטות המרכזיות תהיה מיקרו-עידוש כבידתי. כאשר כוכב או כוכב לכת חולפים בדיוק בין כדור הארץ לבין כוכב רחוק יותר, כוח הכבידה שלהם מעקם ומגביר לזמן קצר את האור של העצם שברקע. ניתוח השינוי הזה מאפשר לזהות כוכבי לכת שאי אפשר לראות ישירות.

בנאס"א מעריכים כי סקר המיקרו-עידוש עשוי לגלות אלפי כוכבי לכת, בהם גם עולמות המרוחקים מהכוכב שלהם וכוכבי לכת חופשיים שאינם מקיפים שום שמש. במקביל, התצפיות עשויות לזהות עד כ-100 אלף כוכבי לכת נוספים בשיטת המעבר, שבה נמדדת ירידה זעירה באור הכוכב כאשר כוכב לכת חולף לפניו.

• האם וויגובי וזפבאונד הופכות לתרופות אריכות חיים?
• הפרישה מהעבודה: היא מאריכה חיים או דווקא מזקינה את המוח?

רומן מצויד גם בקורונוגרף ניסיוני, מכשיר שחוסם את האור החזק של כוכב כדי לאפשר צילום של עצמים חלשים הנמצאים בסביבתו. המכשיר אינו צפוי לצלם כוכבי לכת הדומים לכדור הארץ, אבל הוא עשוי לצלם עולמות בגודל של צדק ולבחון טכנולוגיה שתשמש טלסקופים עתידיים בחיפוש אחר כוכבי לכת קטנים יותר.

מסע של שלושה חודשים

לאחר השיגור החל רומן במסע שאמור להימשך כשלושה חודשים אל נקודת לגראנז' L2, אותו אזור כללי שבו פועל גם טלסקופ החלל ג'יימס ווב. בנקודה הזאת כוחות הכבידה של השמש וכדור הארץ מאפשרים לטלסקופ לשמור על מסלול יציב יחסית, תוך שהוא נשאר מוגן מאור ומחום ישירים.

כחצי שעה לאחר השיגור נפרד הטלסקופ מהשלב המרכזי של הטיל, ובהמשך אישרה נאס"א כי הפאנלים הסולאריים ומגן השמש התחתון נפרסו בהצלחה. במהלך המסע ייפתחו מערכות נוספות ויופעלו שני המכשירים המדעיים של רומן.

לאחר ההגעה תעבור החללית סדרה של בדיקות וכיולים. בנאס"א מעריכים כי התמונות הראשונות יפורסמו בתחילת 2027, ולאחר מכן תתחיל המשימה המדעית המלאה.

השיגור הוא גם הישג נוסף עבור SpaceX, שה-Falcon Heavy שלה נבחר לשאת את אחת ממשימות הדגל של נאס"א. שני מאיצי הצד של הטיל נחתו בחזרה בפלורידה לאחר השיגור ויוכלו לשמש במשימות נוספות.

הטלסקופ נקרא על שמה של ננסי גרייס רומן, האסטרונומית הראשית הראשונה של נאס"א ואחת הדמויות המרכזיות שקידמו את הקמתו של טלסקופ האבל. כעת, הטלסקופ שנושא את שמה אמור לעשות משהו שונה: להביט לא רק רחוק יותר, אלא גם רחב יותר.

אם המשימה תצליח, התרומה של רומן לא תסתכם בתמונות חדשות של החלל. הוא עשוי לצמצם את חוסר הוודאות סביב שתי התופעות שמרכיבות את רוב היקום - ובדרך לגלות עולמות ותופעות שהמדענים כלל לא ידעו שהם צריכים לחפש.