איך אלן שטרן הביא את פלוטו לארץ חדשנות | סמית'סוניאן - מאמרים, חדשנות, מחדשים, מדע, מרחב

אלן שטרן הבטיח לעמיתיו לעבודה שהמטוס של פלוטו שלהם יהפוך את העמוד הראשון של הניו יורק טיימס, מעל לקפל. אבל אפילו שטרן לא ציפה שההישג יופיע באותו מקום בולט ב -450 עיתונים ב -15 ביולי, בוקר אחרי שהחללית החדשה אופקים ריחפה על ידי פלוטו והפכה אותו לנצח מנקודת אור בלבד לעולם תלת מימדי עם זהות משלו. "אנשים חופרים חקר, " אמר שטרן בדרך של הסבר לקסם העולמי.

תוכן קשור

התלהבו מהבולים נושאי החלל השנה

הירשמו עכשיו למגזין סמיתסוניאן תמורת 12 דולר בלבד

הסיפור הזה הוא מבחר מגיליון דצמבר של המגזין סמיתסוניאן.

קנה

אנשים גם חופרים ניצחון קשה, ואיזה נצחון זה היה, מקלעים מכשיר שאינו כבד יותר ממכונית חכמה על פני מערכת השמש ושהוא ייפגש יותר מתשע שנים ושלושה מיליארד מיילים אחר כך עם כדור קרח קטן יותר מירחנו . ההישג הראה לנו שוב שאולי הדבר המופלא יותר מהחלל עצמו הוא המוח האנושי שמתעקש ללא הרף להבין אותו.

שטרן, שהוא מדען פלנטרי, מהנדס תעופה וחלל, סגן נשיא למחקר ופיתוח במכון המחקר דרום-מערב וחוקר הראשי במשימת "אופקים חדשים", כיוון את כוונתו לפלוטו לפני עשרות שנים ועיצב חללית שתחקור אותה מספר פעמים לפני כן, רק כדי שהתוכניות שלו יתפרצו הרבה לפני שהגיעו לכרית ההשקה. נחישותו הכלבנית היא אחת הסיבות להצלחתה של המשימה הזו, אך הנחישות היא גם איכות המשותפת למאות המדענים, המהנדסים והטכנאים הרבים שעבדו על הפרויקט לאורך השנים. תרומתו הייחודית של שטרן הייתה למעשה הפרגמטיזם הסוער שלו בניווט במכשולי המימון של נאס"א ובתהליך אישור המשימה, עולם רצוף סכנות של הרג חלומות (ראו "אהבה פלוטונית", יוני 2015). סטרן, ותיק נאס"א, הפעיל רעיון שהוא מעבר לאסתטיקה ההנדסית הקלאסית "פחות הוא יותר." חשוב על זה כמו שפחות הוא הכי הרבה.

כדי להגיע לפלוטו במהירות, החללית הייתה חייבת להיות קלה. זה שקל רק 1, 054 פאונד עם ההשקה. שבעת המכשירים המדעיים המשולבים - שכללו שורה ארוכה של משימות שכללו מיפוי של פלוטו והירח הגדול ביותר שלו, לכידת תמונות ברזולוציה גבוהה וצבעוניות, חקר הגיאולוגיה והרכבו, מדידת רוח שמש וגילוי אבק - נכנסים רק ל -68 פאונד. כדי שהחללית תהיה קלה, המכשור היה צריך להיות יעיל. כל המכשירים פועלים על 28 וואט בלבד, ולא מספיק כדי להניע נורה.

צולם ב- 14 ביולי 2015, תמונה זו המשופרת בצבעים ברזולוציה גבוהה מציגה את צורות האדמה של פלוטו. לרבים מתבניות הצבעים יש צבעים שונים ומובהקים משלהם. (SWRI / JHUAPL / NASA)

תפיסת אמן של בדיקת אופקים חדשים כשהוא מתקרב לפלוטו ביולי 2015. הכדור הקטן הוא שרון, הגדול מבין חמשת הירחים הידועים של פלוטו. (SWRI / JHUAPL)

תמונה זו לוכדת את שכבת האובך של פלוטו בגובה רב (בצבע כחול), שנחשבת כנגרמת כתוצאה מתגובות כימיות שיזמו אור השמש של חנקן ומתאן. (SWRI / JHUAPL / NASA)

האזור הלבן העצום בתמונה זו ברזולוציה גבוהה הוא "לבו של פלוטו". המכונה ספוטניק פלונום, הוא עשיר בחנקן, פחמן חד-חמצני וקוביות מתאן. (SWRI / JHUAPL / NASA)

תמונה זו, שצולמה סמוך לשקיעה בגישתה הקרובה ביותר של החללית לפלוטו, ב- 14 ביולי 2015, מציגה מישור אדיר וקפוא, פלוטום ספוטניק, המושרה במערב על ידי הרים מחוספסים בגובה 11, 000 מטר ובמזרח על ידי חתך שטח. על ידי קרחונים לכאורה. באופק נראים גם יותר מתריסר שכבות אבק המרכיבות את האווירה של פלוטו. (SWRI / JHUAPL / NASA)

החללית "האופקים החדשים" עומדת במרכז החלל קנדי לפני שהושקה בינואר 2006 במשימתה בת תשע שנים לפלוטו. (נאס"א)

החוקר הראשי של New Horizons, אלן שטרן (שני משמאל) עומד עם ארבעה מחברי הצוות שלו מיד לאחר חשיפת תמונת התקריב של פלוטו. (© מיכאל סולורי)

"אלוהים אדירים, מכונת הנזקים עבדה - זה באמת עבד, " אומר דייוויד דורקין, אוצר בכיר במוזיאון האוויר והחלל הלאומי של סמית'סוניאן, על הצלחת המשימה. "איך הוא הסיר את זה? כלומר, זה סוג של זן .... סוג כזה של ריכוז והתייחסות אינטנסיבית לכל תוכנית מגירה אפשרית לכל דבר שיכול להשתבש. "למרות או יותר סביר בגלל העיצוב היעיל שלה, New Horizons הצליחו אוספים 50 ג'יגה-נתונים, פי 5, 000-נתונים מכפי שהבחון במרינר 4 נאסף כאשר טס על ידי מאדים בשנת 1965, והחזיר את תצוגת התקריב הראשונה אי פעם על אותו כדור הארץ.

כבר בשנות התשעים, במהלך התכנון למשימה נוספת של פלוטו שמעולם לא הצליחה להרים, שטרן המציא את האסטרטגיה החכמה של להרדים חללית במשך תקופות ארוכות, לצמצם את מספר האנשים הנדרשים לטייס ולפקח על כלי השיט, חיסכון משמעותי בעלויות התפעול. אופקים חדשים השאילו את האסטרטגיה הזו. לאחר דחיפה מוצלחת מכוח המשיכה של צדק, New Horizons בילו 1, 892 מתוך 3, 058 ימים במצב שינה. באופן דומה, שטרן החליט להשאיר את החללית ממוקדת אך ורק במטרה שלה בזמן המעוף, להשיג כמה שיותר נתונים יקרים, ורק אחר כך להפנות את כלי השיט לכדור הארץ כדי להעביר את הנתונים הביתה. זה לא אומר שום תגמול מיידי, וגם כעת המידע נכנס בזילוף מכיוון שהוא ארז משדר פחות חזק ואנטנה קטנה יותר כדי לחסוך בעלויות ומשקל.

התצלום הראשון המהמם של פניו של פלוטו מראה הרים המתנשאים לגובה של 11, 000 רגל - הפתעה מענגת לאסטרונומים, מכיוון שקרח החנקן, המכסה את מרבית פני השטח של פלוטו, אמור לקרוס תחת משקל משלו. שמונה שבועות ארוכים אחר כך, לאחר סוף השבוע של יום העבודה, חשפו האופקים החדשים את מכתשיו העתיקים של פלוטו, מישורים בהירים חלקים, רכסים ודיונות מקובצות, התערבות בלתי צפויה של נופים שנמצאו במקומות אחרים במערכת השמש, כולל על ירח אירופה של מאדים ויופיטר. ישנם סימנים של קרחונים זורמים ותעלות שתי וערב הנגרמות, אולי, על ידי נוזל או רפש על "הכוכב". (פלוטו מסווג רשמית ככוכב לכת "ננסי", אך שטרן עדיין מכנה אותו כוכב לכת - ומי עומד לעצור אותו? "לאסטרונומים אין כוח משטרה, " הוא אומר.) נתונים מכלי שכונה אליס - הכלי השותף שלו הוא ראלף - מצאו אווירה עשירה בחנקן הנמצאת באלף מיילים מעל פני השטח של פלוטו. בתמונתו האהובה של שטרן עד כה, שצולמה כ -15 דקות לאחר הגישה הקרובה ביותר, נקלעות פסגות נפרדות ומובחנות אל האובך שמעל, בעצמו נוצר מטבעות קונצנטריות מובחנות. אחרון הנתונים לא יגיע עד סוף השנה הבאה. אך לאחר המתנה של זמן רב וממושך - 14 שנה לתכנון המשימה ולקבל אישור, 4 לבנות ולבחון את כלי השיט והמערכות הנלוות, פלוס למעלה מ 9 שנים במעבר - מה עוד שנה? "אתה צריך להיות בסדר עם סיפוקים מעוכבים, " אומר שטרן.

בימים הראשונים ההם שלפני המשימה הייתה שלטון, כאשר פלוטו עדיין סווג ככוכב לכת, היה לשטרן רעיון נבון נוסף. הגשוש יכול היה להגשים את יעדיו המדעיים בעזרת שישה מכשירים בלבד. אבל שטרן לא היה מרוצה - בטח יש מקום לעוד אחד. וכך הוסיפו טלסקופ בעל רזולוציה גבוהה וארוכת טווח, אשר יתחיל בתצפיות כחצי שנה מוקדם על ידי צילומי פלוטו במהלך הגישה, מה שמגביר מאוד את התשואה המדעית מבלי להוסיף הרבה למחיר. התמונות המוקדמות הללו היו גם הקנטה שהפכה את המשימה ליותר מפתה לפלוטופילים חדשים וישנים כאן על כדור הארץ. שטרן קיבל את תשומת ליבנו וגרם לנו לרצות עוד. עכשיו גם אנחנו מוכנים לחכות לזה.

משימת החלל החדשה שלו אופקים מביאה לנו את השקפותיו מקרוב הראשון אי פעם על פלוטו