קאסיני – הויגנס מגיעה אל שבתאי

1. קאסיני – הויגנס מגיעה אל שבתאי ולי שטיינהרט – יולי 2004 קטע מוסיקלי: Chilled Ibiza

2. החללית קאסיני - הויגנס שוגרה לפני 7 שנים ולאחר מסע ארוך במהלכו עברה 3.5 מיליארד ק"מ בחלל הרחוק, הגיעה ביום חמישי ה - 1/7/04, אל קרבת שבתאי ונכנסה למסלול הקפה סביבו. החללית קאסיני - הויגנס שוגרה ב 1997 ולאחר מסע של 7 שנים, במהלכו עברה 3.5 מיליארד ק"מ בחלל הרחוק, הגיעה ביום חמישי ה - 1/7/04, אל קרבת שבתאי ונכנסה למסלול הקפה סביבו. קאסיני היא עתה לויין של שבתאי שיסתובב סביבו במהלך ארבע השנים הבאות.

3. את המרחק העצום בחלל עשתה קאסיני בעזרת "האצת כבידה" ואת המערכות שלה מפעיל דלק גרעיני של פלוטוניום. האצת כבידה היא הסתייעות בכוח הכבידה של פלנטות כדי להאיץ את מהירותן של חלליות. קאסיני שוגרה לעבר נוגה – כלומר אל פנים מערכת השמש ולא "החוצה" אל שבתאי – ובקרבת נוגה היא האיצה בהשפעת כוח הכבידה שלה. אחר כך עברה ליד כדור הארץ וליד צדק - הפלנטה הגדולה ביותר במערכת השמש – והאיצה שוב את מהירותה. • האצת כבידה חוסכת בדלק יקר.

4. השימוש בדלק גרעיני חיוני בשל ריחוקו העצום של שבתאי מהשמש – פי 10 ממרחקו של כדור הארץ ממנה. בתנאים אלה קרינת השמש המגיעה אל שבתאי נמוכה מאד והשימוש בתאי שמש איננו מעשי. קאסיני לקראת שיגור ב 1997

5. קאסיני עברה דרך מרווח של כ 4000 ק"מ בין הטבעות A ו- B – "מרווח קאסיני" - ושלחה אלינו תמונות מרהיבות מטבעותיו המופלאות של שבתאי! קוטרן של הטבעות מגיע עד 272,000 ק"מ ובכמה מקומות עוביין הוא רק מטרים ספורים.

6. הטבעות של שבתאי הם גושי קרח וסלע בוצי שגודלם נע בין בניין גבוה לבין גרגר אבק. הקרח מרכב כנראה ממים ואמוניה. קאסיני שלחה אלינו את התמונה היפה הזו מאזור הטבעות של שבתאי – התמונה צולמה באור אולטרה סגול כך שאלה אינם צבעים אמיתיים של הטבעות. הצילום מאפשר למדענים לנתח את הרכב הטבעות – כך למשל האזורים האדומים מכילים יותר "לכלוך" וככל שהצבע נעשה כחול יותר סימן ששם החלקיקים עשויים מקרח מים.

7. וזהו צילום ששלחה קאסיני מספר שעות לאחר הגעתה אל שבתאי – תראו כמה זוהרות הטבעות הפונות אל השמש!

8. איך נוצרו הטבעות של שבתאי? המדענים משערים שגוף דמוי אסטרואיד ענק עשוי קרח הגיע אל שבתאי מחוץ למערכת השמש ונלכד בכוח הכובד שלו – בהגיעו למרחק של כ- 80,000 ק"מ הכבידה העצומה של שבתאי פוררה אותו וחלקיו יצרו את הטבעות המרהיבות של שבתאי.משערים שבתהליך דומה צדק פורר פלנטה קדומה שהתקרבה אליו ושרידיה יצרו את חגורת האסטרואידים. • גם לצדק, אורנוס ונפטון יש טבעות, אך טבעות שבתאי הן המרהיבות ביותר ביופיין.

9. אילו הירח שלנו היה מתקרב אל כדור הארץ – במרחק של כ- 18,000 ק"מ , כוח הכבידה של כדור הארץ היה מרסק אותו ובשמיים באזור הקו המשווה הייתה נוצרת טבעת נוצצת מעשרות אלפי חלקיקיו של הירח המפורר!! תארו לעצמכם!

10. בתוך חללית קאסיני נישאה הגשושית הויגנס – חלל רכב רובוטי קטן ששוגר בדצמבר 2004 אל הירח הגדול ביותר של שבתאי – טיטן.טיטן הוא הירח השני בגודלו במערכת השמש אחרי גנימד של צדק.

11. טיטן שהוא גדול יותר מכוכב חמה, מוקף באטמוספרה – יש רק עוד ירח אחד במערכת השמש שיש לו אטמוספרה – זהו טריטון הירח הגדול ביותר של נפטון, הגדול כמעט כמו הירח שלנו. . הרכבה דומה לאטמוספרה הבראשיתית של כדור הארץ והמדענים חושבים שיתכן שהתנאים השוררים עליו דומים לאלה ששררו על כדור הארץ לפני שהופיעו עליו חיים. בגלל מרחקם העצום של שבתאי וירחיו מהשמש, הטמפרטורה השוררת על טיטן היא 170 - [מינוס] מעלות צלזיוס. הלחץ שיוצרת האטמוספרה העבה שלו גבוה פי 5 מזה שעל כדור הארץ.

12. פניו של טיטן עשויים מסלעים וקרח והוא מכוסה באגמים של ..... מתן ואתן – גאזים שאנחנו משתמשים בהם לבישול. כלומר על כדור הארץ מתן ואתן הם גאזים ואילו על טיטן שבו קר מאד והלחץ האטמוספרי גבוה – הם הופכים לנוזל! . הויגנס תצנח על טיטן ותחקור את האטמוספרה שלו

13. לשבתאי יש 62 ירחים– חלקם מרחפים סביבו יחד עם הטבעות המרהיבות שלו ומסייעים להחזיק אותן במקומן – לכן הם נקראים "רועים". כאלה הם לדוגמא הירחים אנקלדוס, אטלס, פרומתיאוס, פנדורה, אפימתאוס, ממאיס – כולם על שמם של גיבורים וגיבורות מיתולוגיים.

14. צילום של הירח Phoebe ממרחק של 13,000 ק"מ – קאסיני צילמה אותו 3 שבועות לפני הגעתה אל שבתאי. מסילת הסיבוב של פבי נטויה והוא נע "לאחור" בניגוד לתנועת שאר הירחים הנעים ממערב למזרח – דבר המרמז שהוא אסטרואיד שנשבה.

15. שבתאי [Saturn] הוא כוכב הלכת הרחוק ביותר שניתן לראות בעין רגילה. זוכרים היכן ממוקם שבתאי במערכת השמש? 1,430,000,000 ק"מ[1.4 מיליארד] – לאור השמש לוקח שעה וחצי לערך כדי להגיע אל שבתאי!! ואל תשכחו שהוא טס במהירות הגבוהה ביותר בטבע – 300,000 ק"מ בשניה. בהשוואה אלינו – הרי שאור השמש מגיע אל כדור הארץ תוך 8 דקות בלבד.

16. שבתאי משלים הקפה אחת סביב השמש במשך 30 שנה והוא איטי ביחס לכדור הארץ השט בחלל במהירות ממוצעת של 107,000 ק"מ בשעה – שבתאי לעומתו שט במהירות של 35,000 ק"מ בשעה! אז אם התחלתם להסתובב יחד - כשתהיו בני 30, שבתאי יהיה רק בן שנה! לעומת זאת היום על שבתאי די קצר – הוא נמשך בסך הכל כ – 10 שעות. זה אומר שהוא מסתובב מהר מאד סביב צירו. אתם יכולים לחשב כמה ימים יש בשנה אחת של שבתאי!

17. לאורך קוטרו של שבתאי אפשר למקם 10 כדורי ארץ!! שבתאי הוא פלנטה גאזית ענקית [קצת יותר קטן מצדק] שסיבובה העצמי מהיר מאד –רק 10 שעות לוקח לשבתאי לסיים סיבוב אחד סביב צירו [כדור הארץ עושה זאת תוך 24 שעות והוא הרבה יותר קטן]. בשל היותו כדור גאז ענק והסיבוב העצמי המהיר שלו, שבתאי מאבד מצורתו הכדורית והוא פחוס מלמעלה ומלמטה! מרווח הפחיסות הוא של כ 12,000 ק"מ – ניתן למקם בו את כדור הארץ!!! גם כדור הארץ נעשה מעט פחוס עקב סיבובו העצמי אך בגלל היותו פלנטה ארצית [לא גאזית] הפחיסות שלו בקטבים מגיעה רק ל 40 ק"מ. הפחיסות של צדק מגיעה ל 8000 ק"מ בהשוואה לשבתאי.

18. שבתאי הגאזי הוא הרבה פחות צפוף מכדור הארץ ולמעשה פחות צפוף גם ממים – כך שאילו נמצא האוקיינוס המתאים, שבתאי היה צף עליו ואילו כדור הארץ היה צולל במהירות למצולות!

19. אבל עובדת היותו גאזי לא מקל על מי שרוצה להימלט ממנו לחלל – מהירות ההימלטות משבתאי גבוהה יותר מפי 3 ממהירות ההימלטות מכדור הארץ.צריך לטוס במהירות עצומה של 36 ק"מ בשניה [שזה 130,000 ק"מ בשעה] כדי לא ליפול חזרה אל שבתאי או להיכנס למסלול סיבובו. • הסיבה לכך היא המסה העצומה של שבתאי המפעילה כוח כבידה עצום - כדי להתגבר עליו יש לנוע במהירות עצומה.

20. הפסים הרוחביים של שבתאי נובעים מזרמים מקבילים של רוחות סילון עזות – מהירותן מגיעה במקומות מסוימים ל-1,500 ק"מ בשעה – יותר ממהירות הקול [כ- 1200 ק"מ בשעה] והן מלוות בסערות ברקים אימתניות. • אנחנו רואים את פניה החיצוניים של האטמוספרה של שבתאי – עומקה 1000 ק"מ [של כדור הארץ כ-800 ק"מ] והיא מכילה ענני קרח מים ואמוניה, מימן, הליום ומתאן. גבישי קרח האמוניה מקנים לשבתאי את צבעו הצהבהב היפהפה. • הפלנטה הגאזית עצמה מרכבת בעקר ממימן נוזלי והליום. ובנוסף מימן מתכתי נוזלי, מים ואמוניה ובליבה שלה יסודות כבדים יותר כמו ברזל, צורן, פחמן, חנקן וחמצן. • הטמפרטורה על פניה מגיעה ל 180 – [מינוס] מעלות צלסיוס.

21. קאסיני איננה האורח הראשון המגיע מכדור הארץ אל שבתאי. החללית פיוניר 11 ששוגרה ב 1973 היתה הראשונה שחלפה ליד שבתאי ושיגרה אלינו צילומי תקריב ראשונים של הפלנטה היפהפיה! וזה היה לפני 25 שנה, בשנת 1979 – ומאז שבתאי עדיין לא השלים סיבוב בודד סביב השמש! פיוניר 10 ו- 11 נושאות לוחית בגודל 15X23 ס"מ עליה חרות מידע עלינו ועל מיקומנו ביקום. חלליות אלה היו הראשונות שיצאו אל מחוץ למערכת השמש.

22. גם החלליות וויאג'ר 1 ו- 2 ששוגרו לחלל ב 1977 עברו סמוך לשבתאי ב 1980 וב- 1981 והוסיפו נתונים רבים על שבתאי וגם על צדק, אורנוס ונפטון.המסע אל נפטון נמשך 12 שנה ובשנה שעברה, שתי החלליות יצאו מתחום ההשפעה המגנטית של השמש מעבר למערכת השמש אל מרחבי החלל העמוק. זהו תקליט הזהב של וויאג'ר המכיל מידע בתמונות ובצלילים על כדור הארץ – המילה שלום הוקלטה עליו ב- 55 שפות, גם בעברית! http://voyager.jpl.nasa.gov/spacecraft/languages/languages.html

23. את שבתאי לא ניתן לראות בתקופה זו בשמי הלילה כי הוא מצוי בקו אחד עם כדור הארץ מעבר לשמש בנקודה הרחוקה של המסלול שלו. ראינו את שבתאי הזוהר באור צהבהב – כחול בחורף השנה! אז הוא היה בניגוד לשמש בקו ישר עם כדור הארץ והשמש, מצב שקרב אותו אלינו והאור שהוחזר ממנו עשה מרחק קטן יותר בחלל. למעשה בחורף האחרון הגיע שבתאי למרחק הקרוב ביותר אלינו מזה 30 שנה – רק 1.2 מיליארד קילומטר ובטלסקופ הכי פשוט אפשר היה לראות את הטבעות שלו כמו שתי אוזניים משני צדדיו ו- 4 מירחיו הגדולים – אלה שגליליאו ראה לראשונה עם הטלסקופ שלו בשנת 1610

24. 46 שנה אחרי שגליליאו רשם ביומן התצפית שלו ש "לשבתאי יש אוזניים" , זיהה ב 1656 האסטרונום ההולנדי כריסיאן הויגנס את ה"אוזניים" כטבעות!השנה, 348 שנה אחרי גילויו של הויגנס, תונחת גשושית על שמו על פני הירח הגדול של שבתאי – טיטן, אותו גילה הויגנס עצמו! בשנת 1675 הבחין אסטרונום איטלקי – ג'ובני קאסיני – בפער בין הטבעות A ל- B הקרוי כיום על שמו "מרווח קאסיני". חללית המחקר קאסיני שהגיעה אל קרבת שבתאי בתחילת יולי, עברה דרך מרווח קאסיני ! Huygens Cassini

25. לא תמיד ניתן לראות את הטבעות המופלאות של שבתאי – מדי 15 שנים לערך הן "נעלמות" – זה קורה כאשר זוית הצפייה שלנו מכאן משתנה כך שלעיתים אנחנו רואים את צידן של הטבעות שהוא דק מאד. כאשר נשוב להבחין בשבתאי בשמי הלילה ניתן יהיה לצפות שוב בטבעותיו [בטלסקופ] עד שהן "תעלמנה" שוב בסביבות 2010 .

26. אוקיאנוס מים נוזלים מתחת לקרקע הירח השבתאי אנקלדוס 3/4/2014 • http://www.hayadan.org.il/enceldus-detect-ocean-inside-saturn-moon-enceladus-0404149/

27. נמתין לתמונות המופלאות הבאות שיגיעו אלינו מקאסיני! ובינתיים אתם יכולים לפתור את תשבץ מערכת השמש - http://www.snunit.k12.il/seder/space/crswrd1_space.htmlולסיום כמה סרטוני אנימציה נהדרים על המסע של קאסיני

28. ראו סרטון אנימציה על המסע של קאסיני אל שבתאי • http://www.youtube.com/watch?v=dSA-PcIrcrs • הנחיתה על טיטאן • http://www.youtube.com/watch?v=0KU9m6MqeXc • Saturn's Largest Moon Titan: A World Much Like Earth • http://www.youtube.com/watch?v=pL4LTFBO10Q • הירחים של שבתאי • http://www.youtube.com/watch?v=18K-KLEXP3g