במשימת "בראשית" הכל נעשה בקטן. הצוות מונה בסך הכל כמה עשרות מהנדסים ובעלי תפקידים אחרים בעמותת SpaceIL ובתעשייה האווירית. האתגר העיקרי של המיזם הוא להנחית את החללית עם דגל ישראל על הירח וכך להוכיח את היכולות הטכנולוגיות וההנדסיות של המגזר הפרטי, וגם לחשוף ילדים ובני נוער לתחום החלל ולעודד אותם ללמוד בעצמם הנדסה ומדעים. לצד האתגר הזה, ואולי כחלק המשלים אותו, הוחלט לשלב בחללית גם משימה מדעית. כראוי לפרויקט קטן גם הצוות המדעי מצומצם, אבל חברים בו כמה מדענים ידועי שם בתחומם, והוא פועל בהובלת פרופ' עודד אהרונסון, מהמחלקה למדעי כדור הארץ ולמדעים פלנטריים במכון ויצמן למדע. כפי שאפשר היה לצפות מפרויקט ישראלי, ברגע האחרון ממש נוספה גם משימה מדעית משנית, שלא תוכננה מראש.

מאתרים אתר

עוד לפני המחקר המדעי עצמו, התגייס הצוות המדעי לסייע לצוות ההנדסי בבחירת אתר הנחיתה של החללית. שטח הפנים הכולל של הירח הוא כ-38 מיליון קילומטרים רבועים – גדול יותר משטחה של כל יבשת אפריקה. בשטח הזה התבקשו אהרונסון וצוותו לבחור אתר בקוטר של כ-30 קילומטרים שיעמוד ברשימת דרישות ארוכה.

ראשית, אתר הנחיתה צריך להיות בצד של הירח הפונה לכדור הארץ. הירח נמצא במצב של "נעילת גאות" עם כדור הארץ, כך שהוא תמיד מפנה אלינו את אותו צד. חללית שנוחתת בצד הרחוק, כמו החללית הסינית שעשתה זאת בתחילת השנה, אינה יכולה לקיים קשר ישיר עם כדור הארץ, וזקוקה ללוויין תמסורת.

שנית, כדי שהתקשורת תהיה יעילה, האתר אינו יכול להיות קרוב מדי למה שנראה מהכיוון שלנו כשולי הירח. שלישית, רצוי מאוד שהאזור יתחמם בשמש לאט ככל האפשר בשעות ה"בוקר" של הירח. מכיוון ש"יממה" של הירח נמשכת כ-28 יום, יש ברוב המקומות על פניו שבועיים של אור ושבועיים של חושך. מכיוון שלירח אין אטמוספרה שתפזר את החום ותקלוט חלק ממנו, הטמפרטורה ב"צהרי" היום הירחי עשויה להגיע ל-130 מעלות צלזיוס באזורים מסוימים על פניו. בהעדר אטמוספרה גם אין שמירת חום, ובשעות החשכה הטמפרטורה צונחת עד 170 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. החללית אמורה לנחות בשעות ה"בוקר", כדי שיהיו לה כמה ימים של טמפרטורות נוחות, בטרם ישבית החום העז את מכשיריה האלקטרוניים.

לאחר שיתקיימו כל התנאים האלה, הדבר החשוב ביותר הוא שאזור הנחיתה יהיה מישורי מבחינה טופוגרפית, עם כמה שפחות שיפועים חדים, וגם נטול סלעים ככל האפשר. החללית נוחתת למעשה בצורה "עיוורת" – אין לה אפשרות לבחון את הקרקע מתחתיה ולשנות את נתיב הנחיתה. אם היא תנחת על שיפוע חד היא עלולה להתהפך על צדה, וגם נחיתה על סלע גדול עלולה לגרום להתהפכותה או לשבירת רגלי הנחיתה. במקרה כזה, רוב הסיכויים שגם אם החללית לא תינזק משמעותית האנטנות שלה לא יפנו לכיוון כדור הארץ, והיא לא תוכל להעביר כל מידע, כולל תמונות שיאשרו את דבר הנחיתה. "נפילה על הצד עלולה להיות 'גיים אובר' מבחינת החללית", אומר אהרונסון.

כדי לבחור את אתר הנחיתה האופטימלי בחנו אהרונסון ותלמידי המחקר נדב נחמן, יובל גרוסמן ויונתן שמעוני צילומים ומדידות של חלליות  קודמות שהקיפו את הירח בראשן החללית האמריקאית LRO (קיצור של Lunar Reconnaissance Orbiter , לוויין למעקב אחר הירח) והחללית היפנית קגויה (Kaguya). אחד המכשירים של LRO הוא מד-טווח לייזר משוכלל , המודד בין השאר את השיפוע של הקרקע, והחוקרים השתמשו במדידות שלו כדי לחפש אזורים מישוריים ככל האפשר. כמו כן הם השתמשו בצילומים של פני השטח, כדי לחפש אזורים עם פחות סלעים. "אי אפשר לבדוק כל סלע וכל שיפוע, משום שהרזולוציה של הצילומים היא בערך חצי ק"מ לכל פיקסל", מסביר אהרונסון. "לכן בתאי השטח שבדקנו לעומק חישבנו את סכום השיפועים כדי לחפש אזור מישורי ככל האפשר. כדי לחפש אזור נקי ככל האפשר מסלעים, הסתמכנו על מדידות טמפרטורה של פני השטח. סלעים שומרים חום זמן רב יותר מהאבק הירחי והחול הדק, ולכן אפשר לזהות במדידות את האזורים שבהם צפיפות הסלעים גבוהה יותר, ולפסול אותם".

תנאי נוסף לאתר הנחיתה היה אזור בעלת קרקע בהירה יחסית. האזורים המכונים "ימים" על פני הירח הם האזורים השטוחים יחסית, והם בעלי אדמה בזלתית עשירה בברזל וכהה – לכן אסטרונומים קדומים חשבו שמדובר במקווי מים גדולים. לקראת הנחיתה תשתמש החללית במד-טווח לייזר כדי להעריך את המרחק שלה מפני הקרקע, וכדי שמד הטווח יפעל בצורה אופטימלית, על הלייזר לפגוע בקרקע שאינה כהה מדי. לכן חיפשו החוקרים אזור עם החזר אור (אַלְבֶּדוֹ) גבוה יחסית לאזורים האלה.

למאמץ המדעי לבחירת אתר הנחיתה האופטימלי צירף אהרונסון את פרופ' ג'יימס הד(Head), מומחה לחקר הירח מאוניברסיטת בראון בארצות הברית, שהשתתף בבחירת אתרי הנחיתה של חלליות אפולו על הירח. לאחר שבחרו כמה אתרים אפשריים, בדקו אנשי הצוות אילו אתרים מתאימים ביותר גם לביצוע המשימה המדעית העיקרית – חקר שדות מגנטיים מקומיים. הם בחרו את האתרים שבהם מדדו חלליות קודמות שדות מגנטיים חזקים יחסית, והגישו לצוות ההנדסי המלצות לשלושה אתרי נחיתה אפשריים.

לנחות ברוגע

האתר שנבחר בסופו של דבר הוא בצפון מזרח האזור המכונה "ים הרוגע" (Mare Serenitatis), כמה מאות קילומטרים מאתרי הנחיתה של אפולו 17 ושל אפולו 15, שנחתו באזורים ההררים בשולי ה"ים".

מאז נכנסה החללית למסלול סביב הירח ביום חמישי שעבר (4 באפריל), היא ביצעה כמה תמרונים להנמכת המסלול, עד כניסתה למסלול מעגלי בגובה 200 קילומטר מעל פני הירח. בתמרון האחרון, אמש, היא נכנסה למסלול שהנקודה הקרובה ביותר שלו לפני הירח היא כ-15 קילומטרים, והגבוהה כ-200 קילומטר. מהמסלול הזה היא תתחיל את הנחיתה בגובה של כ-25 קילומטר. זה אמנם נמוך מאוד בהשוואה למסלולים הקודמים, אבל היא עדיין תטוס בגובה כפול מזה של מטוסי נוסעים, במהירות גבוהה פי ששה בערך – 1,700 מטר בשנייה, כלומר יותר מ-6,000 קמ"ש. מהגובה והמהירות האלה היא תצטרך להגיע תוך כ-25 דקות למצב של ריחוף במקום מטרים אחדים מעל פני הירח.

כדי לעשות זאת, החללית תסתובב בניגוד לכיוון הטיסה (כאילו היא טסה לאחור), ותפעיל בכל העוצמה את כל המנועים – המנוע הראשי ושמונה מנועי ההכוון הקטנים, שיפעלו עכשיו כמנועי דחף. טיסה כזו במשך כרבע שעה תגרום לה להאט את מהירותה האופקית ביחס לירח, ולעבור לנפילה חופשית, אנכית, לעבר אתר הנחיתה. במהלך הבלימה הזו היא גם תאבד גובה רב, והיא אמורה להתחיל את הנפילה החופשית במצב אנכי, בגובה של כקילומטר מעל אתר הנחיתה. לאחר זמן קצר היא תפעיל שוב את המנועים כדי להאט את נפילתה – כאילו טסה כלפי מעלה. בסיום ההנמכה היא אמורה לעצור באוויר במצב של ריחוף, כחמישה מטרים מעל פני הקרקע. במצב זה היא אמורה לכבות את המנועים וליפול את המטרים האחרונים באיטיות, בשל הכבידה החלשה של הירח, עד לנחיתה רכה. כיבוי המנועים נעשה כדי להפחית את הסיכון שהחזרת חום מהקרקע תסכן את החללית, ומחשש כי פעילות המנוע תפגע בהפעלת מנגנון ספיגת הזעזועים ש רגלי הנחיתה.

אחרי הנחיתה אמורה החללית לשדר צילום "סלפי" מפני הירח, תחילה באיכות נמוכה, ובהמשך צילומים באיכות גבוה יותר. בימים שנותרו לה עד שהחום על הירח יעלה וישבית את מכשיריה, היא אמורה להעביר בהדרגה את שאר החומר: צילומים באיכות גבוהה, סרטוני וידאו, ונתוני המשימה המדעית.

מקור- מכון דוידסון הזרוע החינוכית של מכון ויצמן