הגן הכימי

הגַן הכימי (באנגלית: The chemial garden) הוא אחד מהניסויים הישראליים שבוצעו על ידי האסטרונאוט אל"ם אילן רמון במעבורת החלל "קולומביה" במשימת STS-107 בשנת 2003. 

הניסוי תוכנן על ידי תלמידי תיכון במסגרת תוכנית S*T*A*R*S.

רקע 
תוכנית STARS (Space Technology and Research Students) היא תוכנית שנועדה לשלב תלמידי תיכון בתכנון וניהול ניסויים אמיתיים. 

התוכנית, שהובלה על ידי חברת Spacehab האמריקאית, שילבה 6 ניסויים מבתי ספר ברחבי העולם. החברה בנתה את תאי המטען למעבורת, במסגרת אחד הניסויים הראשיים של משימת STS-107. בית הספר בישראל זכה בתחרות לממש את הניסוי על המעבורת.

תכנון הניסוי
הניסוי תוכנן על ידי קבוצה של 35 תלמידי חטיבת ביניים אורט מוצקין ע"ש יונתן נתניהו בראשות מורתם לפיזיקה ד"ר אמירה בירנבאום (דוקטור לכימיה) ובהנחיית פרופ' אלי קולודני מן הפקולטה לכימיה בטכניון, האחראי המדעי על הניסוי. הפרויקט נוהל על ידי פרופ' יגאל קומם ופרופ' משה גלמן מהטכניון בשיתוף המינהל למדע ולטכנולוגיה במשרד החינוך וסוכנות החלל הישראלית בראשות אבי הר-אבן.

מבנה הניסוי
מטרת הניסוי "הגן הכימי" הייתה לחקור את המנגנון של גידול גבישים של תרכובות היוניות (קובלט כלורי (CoCl2) וסידן כלורי (CaCl2)) בתמיסת "מי-זכוכית" (תמיסה מימית של נתרן סיליקט, Na2SiO3) בסביבה של נפילה חופשית. על כדור הארץ- הגבישים "צומחים למעלה", כלומר בכיוון המנוגד לכח הכובד. בחלל – הגבישים צומחים לכל הכיוונים. 

החומרים שנבחרו הם חומרים שנועדו לתת "גוון ישראלי" וצבעים כחול -לבן, כסמל דגל מדינת ישראל. התרכובת קובלט כלורי היא אדומה, אולם לאחר הכנסתה ל"מי-זכוכית" הצבע משתנה לכחול. צבעה של התרכובת סידן כלורי הוא לבן.

ביום השיגור היו התלמידים ומלוויהם במרכז החלל ע"ש קנדי וצפו במעבורת החלל העולה השמיימה. שש שעות לאחר שיגור הקולומביה, האסטרונאוטית קלפנה צ'אולה הפעילה תהליך אוטומטי של הכנסת גבישים לתוך תמיסת "מי זכוכית" והתגובה הכימית בין המלחים לבין "מי הזכוכית" החלה.

הניסוי נערך במקביל גם על כדור הארץ (בתנאי כבידה) וגם בחלל. הצילומים ששודרו ממעבורת החלל "קולומביה" לנאס"א בזמן אמת (תוך כדי גידול) הראו הבדלים משמעותיים בין גידול הגבישים בחלל לבין גידולם על פני כדור הארץ: בניסוי שנערך במעבורת החלל התגבש הסידן הכלורי תחילה בצורה של כדור סימטרי לבן ולאחר מכן התחיל להוציא מחושים עבים בכיוונים אקראיים. הקובלט הכלורי התגבש בצורת כדור פרוע כחול עם בליטות וזיפים לצדדים. כיוון הצמיחה בחלל היה שונה אפוא מאשר על פני כדור הארץ. גם זמן צמיחת הגבישים היה שונה: בכדור הארץ הושלמה הצמיחה תוך שלושים דקות ואילו בחלל היא נמשכה יותר מעשרים וארבע שעות. 

כעבור שבעה ימים נערך ניסוי שני על ידי אילן רמון, ונמצא כי התוצאות חזרו על עצמן. בדו"ח לאחר הטיסה הוצהר כי 95% מהמידע שקיוו להשיג במהלך ניסוי הושג.

ליל המדענים 2011 
במהלך ליל המדענים בשנת 2011 השתתפו 4,207 איש בשחזור מיוחד של ניסוי "הגַן הכימי" וקבעו בכך שיא גינס עולמי בקטגוריה "שיעור הכימיה הגדול ביותר שנערך ב-13 מקומות במקביל".

לעיון נוסף

הערות שוליים

כימיה: ניסויים
פיזיקה: ניסויים