טיסת קולומביה
 על אילן רמון וצוותו ז"ל
 אני בחלל
 תלמידים חוקרים
 חקר החלל בישראל
 חדשות חלל
 תצפיות בשמיים
 חלל ברשת
תלמידים חוקרים
כוכב לכת בבקבוק

תכנית חדשה של NASA בשם "חיים על הגבול" (תרגום חופשי של Life on the Edge) יצאה לא מזמן לדרך בכמה בתי-ספר בארה"ב, בהנחייתם של מדענים ממרכז טיסות החלל על שם מרשל באלבמה (MSFC). מטרת התכנית היא לחשוף תלמידים של בתי ספר בגילאי יסודי לכמה מהעקרונות הבסיסיים של התחום החדש "אסטרוביולוגיה" - חיפוש חיים ברחבי מערכת השמש (וביקום בכלל).

השלב הראשון בתכנית היה הבאתם של כ -22 ק"ג של שמרים ומיקרואורגניזמים אחרים לפסגת ההר-הלבן בקליפורניה, שם ממוקמת תחנת מחקר. התנאים הקיצוניים השוררים שם (טמפרטורות נמוכות ואוויר דליל) הם מקום טוב לבדיקת תגובתם של יצורים פשוטים לסביבות חיים קשות. חלק מהמיקרואורגניזמים ישארו במקום למשך מספר חודשים, אחרים ליותר משנה. לאחר מכן, הם ייאספו ויופצו לאלפי בתי-ספר ברחבי ארה"ב לצורכי ניסויים בכיתות.

אולם, עוד לפני ההפצה עצמה, החלו המחנכים ב- NASA לפתח סדרות של שיעורים וניסויים פשוטים שיאפשרו לתלמידים להכיר את הנושא, קודם שיעסקו בניסוי עצמו שמטרתו, כאמור, לבדוק את ההשפעה של החשיפה לתנאים הקיצוניים על צורות חיים. אחד מהרעיונות היפים נקרא "כוכב-לכת בבקבוק" והוא פעילות שנוסתה בכיתות ב' ו-ג' בחודש פברואר השנה.

המרכיבים:
בקבוק פלסטי עם פקק לחיץ (כמו של מי-עדן ספורט), כוס של מים פושרים, 3 קוביות סוכר וכ-7 גרם שמרים. בנוסף - בלון של ימי הולדת בגודל 20 ס"מ.

מהלך הניסוי:
מערבבים את הסוכר המים החמים והשמרים, מכניסים את התמיסה לבקבוק ואוטמים את פייתו החיצונית עם הבלון. שמרים נורמלים ובריאים עתידים להביא להתנפחות הבלון עד לקוטר של 30 ס"מ בתוך שעה.

הסבר:
בסביבה מזינה של מים חמימים המכילים חמצן מומס וסוכר, השמרים מעכלים את הסוכר ויוצרים פחמן דו-חמצני. קצב שחרור הפחמן הדו-חמצני בכל רגע נתון הוא פרופורציונלי למספר תאי השמרים הבריאים בתוך הבקבוק. בגלל ששמרים מתרבים כל הזמן ברציפות על ידי חלוקה, המספר שלהם גדל באופן מעריכי (אקספוננציאלי). באופן מקביל, גם קצב ייצור הפחמן הדו-חמצני גדל. הבלון מתנפח לאט לאט בהתחלה, ואחר כך הקצב גובר במהירות.

הבלון מגיע לנפח המירבי לאחר כ-45 דקות לערך, משום שזהו הזמן בו סיימו השמרים ל"חסל" את כל חומרי המזון. בטמפרטורת החדר, השמרים ממשיכים להתקיים עוד מספר שעות ואחר כך מתחילים למות. הנפח המקסימלי של הפחמן הדו-חמצני והזמן שארך עד ההגעה לנפח זה יכולים לשמש כאמת מידה למספר התאים הבריאים בדגימה שבה בוצע הניסוי.

כיצד עושים "כוכבי-לכת" בבקבוק?
NASA הציעו לתלמידי הכיתה לבחון את התנאים השוררים במקומות שונים במערכת השמש ולחקות אותם בצורה פשוטה בתוך הבקבוק. למשל, הירח ידוע בכך שאין לו אטמוספירה ולכן אין הגנה מפני קרינת ה-UV מהשמש. קבוצת תלמידים השתמשה במנורת UV על מנת להאיר ממושכות את דוגמת השמרים לפני שהכניסה אותה לבקבוק. זהו "הירח בבקבוק".

בנוגה, ידוע שהעננים מכילים חומצה גפרתית ולכן קבוצהישנא אחרת הוסיפה מיץ תפוזים לבקבוק. כך נוצר "נגה בבקבוק". התלמידים למדו מכך על התנאים באטמוספירה של נגה וכן הופתעו לגלות שחומצה חלשה איננה קטלנית לשמרים.

אפשר לחקות את התנאים בפלוטו על ידי הקפאת השמרים בפריזר לזמן מה לפני הניסוי, כסימולציה של הטמפרטורות הקפואות על פני כוכב הלכת המרוחק.

התלמידים ערכו מעקב אחרי גודל הבלונים שלהם, מדדו זמנים ונפחים ונפגשו לסיכום ולהשוואה של התוצאות. התפתח דיון על "מהו כוכב הלכת הטוב ביותר לשמרים". אין ספק שהנושא הועבר בצורה מעניינת ובלתי נשכחת והפך את המונח "אסטרוביולוגיה" למשהו מוחשי לילדים. הרעיון היה לא להגיש חומר לעוס ומוכן, מרובה פרטים טכניים לילדים, אלא לעורר בהם עניין וצפייה לניסוי "האמיתי" עצמו, שיבוצע לאחר הגעת הדוגמאות ששהו על פסגת ההר-הלבן בקליפורניה.

מידע נוסף ודוגמאות למערכי שיעור תוכלו למצוא באתר -
http://science.nasa.gov/newhome/headlines/

ה סע ה ש אל   חלל  טח - ה  כז לכ ולו  ה ח  וכ ת