ננסי גרייס רומן: האמא של טלסקופ החלל המהפכני

טלסקופ החלל החדשני שנאס”א שיגרה אתמול (יום א') הוא אחד משלושת טלסקופי החלל הגדולים שלה, ומצטרף להאבל הוותיק ולטלסקופ ג’יימס ווב. הטלסקופ החדש, ננסי גרייס רומן, הוא בעל מראָה ראשית דומה לזו של האבל מבחינת גודלה, אבל בעל שדה רחב הרבה יותר, ויכולת לצלם חלקים גדולים מהשמיים בהפרדה גבוהה.

שדה הראייה הרחב והמכשור המשוכלל מאפשרים לו לאסוף בחודש את כמות המידע שהאבל יכול לאסוף במאה שנים. הוא יסרוק את השמיים באופן חסר תקדים, ויוכל לסייע לנו להתקדם לפתרון של תעלומות קוסמולוגיות כמו החומר האפל והאנרגיה האפלה, למצוא עוד כוכבי לכת רבים ברחבי שביל החלב ולעזור לנו להבין טוב יותר את המקום שלנו ביקום.

זה גם טלסקופ החלל הראשון שנקרא על שם אישה, והאסטרונומית שזכתה לכבוד הזה הייתה מחלוצות התחום של טלסקופי חלל. סטודנטית עקשנית ננסי גרייס רומן (Roman) נולדה בנאשוויל, טנסי ב-1925, אך ילדותה המוקדמת עברה על משפחתה בנדודים בעקבות עבודתו של אביה, שהיה גיאופיזיקאי ועבד בחברת נפט.

הוא פוטר מהעבודה בשפל הכלכלי הגדול של 1929, ולאחר עוד קצת נדודים התיישבה המשפחה בבולטימור כשננסי הייתה בת 12, שם אביה קיבל משרה בשירות הגיאולוגי של ארצות הברית.

אף שהאב היה מדען, את עיקר משיכתה לאסטרונומיה ייחסה לאמה, מורה למוזיקה במקצועה, שנהגה לצאת לטייל איתה בטבע, והראתה לה בלילות את קבוצות הכוכבים ותופעות אסטרונומיות כמו זוהר הקוטב. “היא הראתה לי גם צמחים וחיות, אבל האסטרונומיה היא שתפסה אותי”, סיפרה לימים.

עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי: אלרגיה למזון: מגע של האלרגן בעור לא גרם לתגובה מסוכנת הכוכב שיגלה איך נוצר החור השחור העצום במרכז שביל החלב מחלות ללא גבולות: אבולה בקונגו רומן אמרה בראיונות כי אסטרונומיה עניינה אותה מאז שזכרה את עצמה. בגיל 11, כשהמשפחה גרה תקופה קצרה בנוואדה, ארגנה מועדון אסטרונומיה לחבריה.

היא גם נהגה לקרוא כל ספר שהשיגה בנושא, אבל ציינה כי "לא עברתי את השלב של חובבת אסטרונומיה. מעולם לא היה לי טלסקופ, או דחף מיוחד שיהיה לי טלסקופ. העניין שלי היה אקדמי יותר". כבר בגיל חטיבת הביניים ידעה רומן שהיא תרצה לרכוש השכלה גבוהה בתחום האסטרונומיה. ואולם, כשסיימה תיכון, לא היו דלתות רבות פתוחות בפניה.

לא כל האוניברסיטאות והמכללות קיבלו נשים ללימודי מדעים. גם המורים והיועצים ניסו לכוון אותה למסלולים "נשיים" יותר. היא התעקשה, ובסופו של דבר נרשמה לתואר ראשון במכללת סוורת’מור (Swarthmore) בפנסילבניה – אחת הראשונות בארצות הברית שהנהיגה לימודים מעורבים לגברים ולנשים.

יתרה מזאת, הייתה במכללה מחלקת אסטרונומיה חזקה, עם מצפה כוכבים. את המחלקה הוביל האסטרונום הידוע פיטר ון דה קמפ (van de Kamp), שגם ניהל את מצפה הכוכבים של המחלקה. לדבריה, גם הוא ניסה להניא אותה מלימודי אסטרונומיה, אבל זה לא עזר.

דוקטור רומן בתחילת 1946, חודשים אחדים אחרי סיום מלחמת העולם השנייה, סיימה רומן את לימודי האסטרונומיה בסוורת’מור. שם, לדבריה, היא קיבלה את העידוד הראשון להמשיך בתחום – גם אם הוא היה מסויג משהו.

"ראש המחלקה לפיזיקה במכללה אמר לי ‘אני בדרך כלל מנסה לשכנע נשים שלא להמשיך בלימודי פיזיקה, אבל אני חושב שאולי דווקא את יכולה להצליח בכך'", כתבה לימים במאמר אוטוביוגרפי. היא המשיכה לדוקטורט באוניברסיטת שיקגו, שבדיוק פתחה מחדש את מחלקת האסטרונומיה שפעלה באופן מצומצם במלחמה, וכן את מצפה הכוכבים שלה, ירקס (Yerkes).

את הדוקטורט עשתה בהדרכת ויליאם מורגן (Morgan), האסטרונום שהראה את קיומן של זרועות ספירליות בגלקסיה שלנו, שביל החלב. היא חקרה את תנועת הכוכבים הנעים בקבוצת "הדובה הגדולה". גם במהלך הדוקטורט לא הכל הלך חלק. היחסים עם מורגן ידעו עליות וירידות, ובמשך ששה חודשים הוא לא החליף עמה מילה.

כמה מחברי הסגל האחרים, במסווה של עזרה, השיגו לה הצעות למשרות הוראה במכללות אחרות, בתקווה שתעזוב את שיקגו בלי לסיים את הדוקטורט. אבל רומן התעקשה, סיימה את הדוקטורט ב-1949 ובסופו של דבר המשיכה לעבוד אצל מורגן במצפה הכוכבים ירקס, תחילה כעוזרת מחקר, ובהמשך כמרצה וחברת סגל.

"אחרי שנתיים, יחידת המנהלה של האוניברסיטה התריעה שעוזרת מחקר אינה עבודה קבועה. הם צריכים לתת לי משרה, או שיהיה עליי להתפטר. אז נתנו לי משרה". מחקריה של רומן במצפה ירקס עסקו בין השאר במיפוי הכוכבים שדומים בגודלם לשמש שלנו (כוכבים מסוג G), באפיונם ובקביעת מהירותם.

היא גילתה שכוכבים שיש בהם כמות קטנה יחסית של יסודות הכבדים ממימן והליום נעים לאט יותר מכוכבים שיש בהם כמות גדולה של יסודות כאלה, ויש לשתי הקבוצות מסלולים אופייניים שונים סביב מרכז הגלקסיה. המאמר שלה בנושא מ-1950 תרם להבנת מבנה הגלקסיה שלנו, ונבחר לימים לאחד ממאה המאמרים החשובים שהתפרסמו ב-Astrophysical Journal.

במחקר בולט נוסף היא הבחינה כי הרכב האור של הכוכב דרקוניס AG שונה מאוד ממה שתועד במחקרים קודמים, מה שעזר לגלות כי מדובר בכוכב כפול, שבו ננס לבן וכוכב ענקי חגים זה סביב זה. "הוא נמצא במצב שבו ראיתי אותו רק כ-100 ימים כל 10 או 15 שנים, כך שהגילוי בהחלט היה מזל", סיפרה.

"אבל חשוב באותה מידה שזיהיתי שיש פה משהו מעניין, וניצלתי את ההזדמנות שהמזל העמיד בדרכי". ב-1955 פרסמה קטלוג של כוכבים מהירים, וכן שיטה לזהות כוכבים כאלה לפי הצבע שלהם, במקום בניתוח ספקטרלי מלא, שהפכה נפוצה ושימושית מאוד.

רדיו חזק למרות הצלחתה המקצועית, העריכה רומן שהסיכוי שלה לקבל קביעות במצפה אינו גבוה, לאחר שגם כמה מעמיתיה הגברים התקשו למצוא משרה אקדמית עם קביעות, והחליטה לשנות כיוון. ב-1954 החלה לעבוד במעבדת האסטרונומיה של הצי האמריקאי, שם השתלבה בתחום החדש יחסית של אסטרונומיית רדיו.

מצפה הכוכבים של הצי החזיק אז בטלסקופ הרדיו החזק ביותר בארצות הברית, עם אנטנה בקוטר 15 מטרים. היא למדה ביסודיות את החומר התיאורטי בתחום החדש, והחלה לעסוק במיפוי של שביל החלב בתדרי רדיו מסוימים.

לצד זה היא פיתחה שיטות לשימושים נוספים באסטרונומיית רדיו, כמו דיוק המדידה של המרחק לירח, ושימוש במדידות כאלה כדי לחשב במדויק את מסת כדור הארץ. כעבור זמן לא רב מונתה לראש המחלקה שעסקה בספקטרוסקופיה של גלי מיקרו. רומן הייתה אחת היחידות עם רקע מוצק באסטרונומיה, בתחום שהיה שייך אז בעיקר למהנדסים שפיתחו את המכשור.

היא עסקה לצד מחקריה בייעוץ לתוכניות רבות, אפילו בנושאים כמו חקר המעבר של גלי קול במים. אחת התוכניות שביקשו את ייעוצה הייתה תוכנית ונגארד (Vanguard) לפיתוח ושיגור לוויינים – עוד לפני השיגור של לוויין כלשהו.

אף שהיא לא הייתה חלק מהתוכנית באופן רשמי, החשיפה הראשונה שלה לתחום הלוויינים עוררה אצלה שאלות בנוגע למחקר אסטרונומי מהחלל עצמו. ב-1956 הוזמנה רומן לחנוכת מצפה כוכבים בארמניה, שהייתה אז חלק מברית המועצות. בהמשך התברר לה כי אחד המארחים בחר בה אישית בזכות התרשמותו מהמאמר על הספקטרוסקופיה של הכוכב דרקוניס.

לאחר הנסיעה הוזמנה להרצות באירועים מדעיים רבים על הביקור הנדיר מעבר למסך הברזל, מה שהפך אותה לדמות מוכרת עוד יותר בקהילת האסטרונומים האמריקנית, וסלל את דרכה לתפקיד הבא. ב-1959 פגשה בהרצאה עמית לשעבר ממעבדת הצי, שעבד כעת בסוכנות החלל, נאס”א, שהוקמה ב-1958.

הוא שאל אותה אם היא מכירה מישהו שיהיה מעוניין לבוא לעבוד בנאס”א ולהקים תוכנית של אסטרונומיה מהחלל. "הרעיון לבוא להתחלה חדשה לגמרי ולהקים תוכנית שלדעתי היה לה סיכוי טוב להשפיע על האסטרונומיה ב-50 השנים הבאות היה אתגר שלא יכלתי לסרב לו", סיפרה בריאיון.

"פירשתי את ההצעה שלו כהזמנה להגיש מועמדות, ולמרות שהיססתי כי ידעתי שתהיה לי פחות אפשרות לעסוק במחקר, לא הייתי יכולה לוותר על זה. הגשתי מועמדות וקיבלתי את התפקיד". לראות רחוק כפי שרומן חזתה, תפקידה בנאס”א היה הרבה יותר ניהולי מאשר מחקרי.

היא מונתה לאחראית על מרכיבי האסטרונומיה בכמה משימות חלל מתוכננות, וכבר ב-1960 מונתה בפועל לאחראית על האסטרונומיה בסוכנות החלל, והייתה האישה הראשונה שנשאה בתפקיד ניהולי בכיר בנאס”א.

אחד מתחומי אחריותה היה קשר עם קהילת האסטרונומיה האקדמית, והיא ביקרה באוניברסיטאות ברחבי ארצות הברית, הציגה לחוקרים תוכניות של נאס”א למשימות חלל, וגם הקפידה להקשיב לצרכים שלהם ולשמוע על ציפיותיהם מההיבטים המדעיים של המשימות.

היא לא זנחה לגמרי את המחקר: בהשפעת תפקידה החדש פרסמה ב-1959 מאמר חלוצי על האפשרות לגלות כוכבי לכת במערכות שמש אחרות באמצעות טלסקופ שיוצב בחלל, ויהיה מצויד במעין מכסה להסתיר את האור הישיר של כוכבים, כך שיהיה אפשר לראות עצמים חלשים סמוכים אליהם, כמו כוכבי לכת.

מערכת כזו מומשה חלקית בטלסקופ האבל, ומערכת נוספת תהיה מרכיב חשוב בחיפוש כוכבי לכת רחוקים בטלסקופ החלל החדש, שנושא את שמה של רומן. בשנות ה-60 הובילה רומן את שיגורם ופיתוחם של לווייני OSO – סדרה של לוויינים קטנים לחקר השמש.

במקביל היא הובילה את הפיתוח של טלסקופ החלל OAO-1 – פיתוח שהתעכב ובסופו של דבר הניב טלסקופ שלא תפקד. הטלסקופ הבא בסדרה, OAO-2, שוגר בסוף 1968, והיה טלסקופ החלל המוצלח הראשון. ממשיכו, OAO-3, שנקרא גם קופרניקוס, היה טלסקופ חלל מוצלח מאוד שצילם בעל-סגול ופעל קרוב לעשור, עד 1981.

בשנות ה-70 הייתה רומן אחראית על סדרת לוויינים לאסטרונומיה בקרני רנטגן, וכן הייתה מעורבת בשנות ה-60 וה-70 בפעילות אסטרונומית של משימות חלל מאוישות, בתוכניות ג’מיני, אפולו ותחנת החלל סקיילאב. היא גם הובילה את השימוש הראשון בטלסקופים מרחפים ברום האטמוספרה – תחילה בעזרת בלוני תצפית, ובהמש