עיניים על השמיים

לווין ULTRASAT יקרב אלינו את הקוסמוס

english

כתבות

תאריך: 2 אוקטובר, 2019
מקור: 
Weizmann homepage

כאשר עצמים מסיביים נעים ברחבי הקוסמוס, הם יוצרם גלים ברצף המרחב-זמן - המארג שעומד בבסיס היקום. גלים אלה, הקרויים גלי כבידה, נחזו על ידי אלברט איינשטיין ב-1916 על בסיס תורת היחסות הכללית שלו. מאה שנים מאוחר יותר, זכתה תחזיתו של איינשטיין לאישור, כאשר מדענים ב-LIGO - מצפה כוכבים הכולל שני גלאים הרחוקים זה מזה, אחד בלואיזיאנה והאחר במדינת וושינגטון – הצליחו לזהות גל כבידה שנוצר כתוצאה מהתמזגות של שני חורים שחורים. צליל הצרצור שבישר על הגעתו של הגל, היה אחד מאינספור מסרים, אשר ייתכן שזרמו אל כוכב הלכת שלנו מאז ומעולם. שבע מילישניות לאחר מכן, האות נעלם.

ההישג של LIGO ממחיש בעיה בחקר השמיים: איננו יכולים למקד את מבטנו בכל הכיוונים בו זמנית. מדעני מכון ויצמן מתכוונים לפתור בעיה זו באמצעות ULTRASAT - לוויין חדש אשר יאפשר איסוף נתונים רציף אודות אירועים חולפים, דוגמת גלי כבידה, שירחיב את הידוע לנו בנוגע לדינמיקה של היקום המשתנה שבו אנו חיים. ULTRASAT, שהוא ראשי תיבות של "Ultraviolet Transient Astronomy Satellite", פועל באמצעות זיהוי ומדידה של קרינת אולטרא סגול (UV) ממעמקי החלל - אותות חולפים שהם שאריות של אירועים קוסמיים נפיצים אשר התרחשו לפני מיליארדי שנים.

פרופ' אלי וקסמן 

גליליאו גליליאי, האסטרונום האיטלקי בן המאה ה-16 הידוע כאבי האסטרונומיה התצפיתית, כתב פעם: "המתבונן גבוה יותר הוא הזוכה לכבוד רב יותר, וטלטול הספר הגדול של הטבע ( אחת ממטרותיה של הפילוסופיה) הוא הדרך לרומם את מבטו של האדם". לחברי הצוות של ULTRASAT במכון ויצמן למדע יש תרומה מכובדת לפרויקט, בעזרת הפלטפורמה העוצמתית החדשה שלהם לצפייה באירועים השמיימיים אשר עיצבו את היקום המוכר - אירועים הממשיכים להשפיע על החיים על פני כדור הארץ עד עצם היום הזה.

מהיר תפיסה ורואה את הנולד

ULTRASAT, המתוכנן לעשות יותר בפחות, הוא לוויין זול וקטן יחסית. לדברי יוצריו בוויצמן, ULTRASAT יסייע למצפי כוכבים קרקעיים לבצע את עבודתם בצורה טובה יותר באמצעות לכידת נתוני אירועים חולפים על פני שדה ראייה רחב במידה חסרת תקדים ושידור דוחות על "אירועים מתקרבים", אשר יסייעו לאסטרונומים למקד את הטלסקופים לכיוון ההתרחשות.

פרופ' אבישי גל-ים

"בכל רחבי העולם נמצאים מצפי כוכבים קרקעיים הסורקים את שמי הלילה ומנסים ללכוד אותות הקשורים לאירועים קצרים וחולפים, דוגמת ההתפוצצויות הנלוות להתנגשויות של כוכבים קומפקטיים, המובילות גם לפליטה של גלי כבידה", אומר פרופ' אלי וקסמן, החוקר הראשי של הפרויקט, "אולם אם אין מכוונים את העדשה לכיוון הנכון - מה שסביר שיקרה, כי איננו יודעים מתי והיכן כוכבים עומדים להתנגש – מחמיצים את האירוע כולו. הגישה שלנו שונה: לאחר שישוגר, ULTRASAT יצפה באירועים שאיננו יודעים עליהם מראש ויתעד אותם, ולאחר מכן יתריע עליהם בפני מצפי הכוכבים שעל הקרקע באופן מיידי כמעט, כך שצוותים מדעיים בכל רחבי עולם יוכלו להתמקד באירועים ולעקוב אחריהם בעת התרחשותם".

ULTRASAT מהווה צעד משמעותי קדימה עבור קהילת האסטרופיסיקאים, משום שהוא מסוגל לזהות ולמדוד את הפליטות האולטרה-סגולות מפיצוצים חולפים דקות לאחר שהם מתרחשים. זאת, בניגוד לימים או לשבועות הנדרשים עבור מערכות הטלסקופ הנוכחיות. ULTRASAT, האוסף נתונים אלה באופן רצף במרווחים של שישה חודשים, צפוי להכפיל את קצב הגילוי של זיהוי אירועים שמימיים פי 300, לעומת הטכנולוגיות הקיימות. "הדבר יחולל מהפכה באופן בו אנו מבינים מגוון רחב של אירועים נפיצים חולפים, דוגמת פיצוצי כוכבים והרס של כוכבים על ידי חורים שחורים מסיביים", אומר פרופ' אבישי גל-ים, סגן החוקר הראשי של משימת ULTRASAT.

שיתופי פעולה מגביהי עוף

התיזמון של פרויקט ULTRASAT הוא קריטי. המטרה היא לשגר את הלוויין בזמן על מנת לנצל שידרוג בינלאומי מתוכנן של מערך גלאי גלי הכבידה העולמי, המורכב ממערכות קרקעיות הפועלות מתחומי ארה"ב ואירופה כאחד.

מירוץ זה נגד הזמן קיבל דחיפה משותפות עליה הכריזו לאחרונה מכון ויצמן והתאחדות הלמהולץ של מכוני המחקר בגרמניה, שהיא קונסורצים התומך בקידום המדע בגרמניה ואחת המסגרות החשובות ביותר לתמיכה במצוינות מדעית ברחבי העולם.

מרכז התעופה והחלל הגרמני (DLR) הוא אחד מ-19 ארגונים החברים בהתאחדות הלמהולץ, וכך גם ה-Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), מרכז מחקר לאומי המבצע מחקרים במגוון רחב של תכניות ניסוייות, ובכלל זה פיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה. חוקרי מכון ויצמן שיתפו פעולה עם מומחי DESY בעבר לשם ייצור טלסקופים קרקעיים מתקדמים, ושותפות זו צפויה כעת להפוך לחזקה עוד יותר, הודות לפרויקט ULTRASAT.

"מה שמרגש אותי יותר מכל כשאני מבקר במכונים או במעבדות הוא המפגש עם אנשים חכמים באמת. וזו הסיבה שאני נהנה להיות בוויצמן. אם רוצים לשתף פעולה, חייבים לעשות זאת עם הטובים ביותר", אומר פרופ' אוטמאר ויסטלר, נשיא התאחדות הלמהולץ, אשר ביקר לאחרונה בקמפוס של מכון ויצמן.

לדברי פרופ' וקסמן, שיתוף הפעולה הבינלאומי ULTRASAT צפוי להתרחב לשותפים נוספים. סוכנות החלל האירופית (ESA), עימה מקווה סוכנות החלל הישראלית (ISA) לשתף פעולה מזה שנים, מעוניינת לתרום את חלקה, והדיונים להגדרת אופייה של מעורבות זו נמצאים כבר בעיצומם.

בעקבות השקתו של שיתוף הפעולה בין מכון ויצמן למדע לבין DESY/הלמהולץ בתחילת יולי והמגעים המתקדמים עם סוכנות החלל האירופית, הסכימו סוכנות החלל הישראלית ומכון ויצמן להשיק את פרויקט ULTRASAT בהיקף מלא בספטמבר 2019. את הלוויין בונות התעשייה האווירית לישראל ואלביט מערכות/אלקטרו אופטיקה (אל-אופ), ואילו תשתית אגירת וניתוח הנתונים המדעיים תוקם ותימצא בשטח הקמפוס של מכון ויצמן. הפרויקט כולו ימומן וינוהל במשותף על ידי המכון וסוכנות החלל הישראלית.

"המחקר של תופעות חולפות יהווה מוקד עיקרי של המחקר האסטרופיסי בעשור הקרוב. ULTRASAT יוביל מאמץ עולמי זה באמצעות לוויין זול קטן, אשר ייבנה בהובלתם של מדענים ישראלים", אומר פרופ' וקסמן.

הוא מוסיף ואומר, כי "בנוסף ליצירת פלטפורמה לגילויים אסטרופיסיקליים, המשימה – אליה אנו יוצאים בשיתוף עם שותפים וגופים תעשייתיים מובילים – תחזק את מעמדה המוביל של תעשיית החלל הישראלית במסגרת הקהילה הבינלאומית. לפרויקט תהיה גם השפעה חינוכית, והוא יעניק לישראלים צעירים השראה לשאוף לקריירה בתחומי המדע והטכנולוגיה. ספטמבר 2019 מסמן את תחילתה של משימה מרתקת ומאתגרת: להביא את ULTRASAT לחלל עד 2023".

Prof. Eli Waxman is supported by the Nella and Leon Benoziyo Center for Astrophysics and the Schwartz/Reisman Institute for Theoretical Physics. He is the incumbent of the Max Planck Professorial Chair of Quantum Physics

Prof. Gal-Yam is supported by the Benoziyo Endowment Fund for the Advancement of Science, the André Deloro Institute for Advanced Research in Space and Optics, Paul and Tina Gardner, the Helen and Martin Kimmel Award for Innovative Investigation, the Veronika A. Rabl Physics Discretionary Fund, the Schwartz/Reisman Collaborative Science Program, and the European Research Council