היכרות עם חבר הסגל החדש: ד"ר ליאור רובננקו

יאנה נובומודסקי

החוג לגיאופיזיקה שמח להציג חבר סגל חדש – ד"ר ליאור רובננקו. ליאור הוא חוקר מוביל בתחום המדעים הפלנטריים, עם ניסיון רב במחקר של תופעות גיאולוגיות בירח ובמאדים, תוך שימוש בבינה מלאכותית ולמידת מכונה. את דרכו האקדמית החל בלימודי גיאופיזיקה ומדעים פלנטריים לתואר ראשון בתל אביב, המשיך לתואר שני במכון ויצמן, וסיים דוקטורט באוניברסיטת UCLA.

איך הכל התחיל?

תחום המדעים הפלנטריים נולד מהצורך להבין תופעות גיאולוגיות שהתגלו על פני הירח תחילה, ומאוחר יותר גם על כוכבי לכת אחרים. גיאולוגים יודעים לפענח תהליכים כאלה על פני כדור הארץ, ולכן החלו לשלב ידע מחקר כדור הארץ בחקר כוכבי לכת. התחום צמח בעיקר בארה"ב בזכות נאס"א, שעודדה מחקרים על היווצרות פלנטות, מבנה האטמוספירות שלהן, והתהליכים הגיאולוגיים שמעצבים את פני השטח שלהן. תחום המחקר הוא מאוד רחב – מהבנת יצירת מערכת שמש ועד לחקר עומקם של המכתשים על הירח.

המחקר של ליאור: מהירח למאדים

חקר הירח עם משימת LRO והרדיומטר Diviner

ליאור הוא חוקר-שותף (Co-Investigator) במשימת LRO של נאס"א, שהתמקדה במיפוי פני השטח של הירח. בפרט, הוא עוסק בניתוח הנתונים של הרדיומטר Diviner (קרינת IR) – מכשיר שמודד את הקרינה התרמית מפני השטח של הירח. המכשיר מספק מפות טמפרטורה ברזולוציה גבוהה, ומסייע לחוקרים להבין היכן יש קרח מים באזורים מוצלים תמידית בקטבי הירח – ממצא קריטי למשימות עתידיות כמו תוכנית Artemis להנחתת בני אדם על הירח והפיכת מושבת הירח לתחנת מעבר לשיגורים לחלל העמוק, כמו משימות מאוישות למאדים.

בנוסף, באזור הקטבים הטמפרטורה נמוכה מאוד, עד כדי כך שהקרח כמעט ולא התנדף במשך כ-3.5 מיליארד שנה. משמעות הדבר היא שהקרח באזורים אלו עשוי לשמש כקפסולת זמן, המספקת הצצה ישירה להרכב החומרים שהתקיימו במערכת השמש המוקדמת.

בניסוי שבוצע בשנת 2009, נאס"א שיגרה טיל לעבר מכתש מוצל בירח כדי לבחון את הרכב הקרקע. בעקבות הפגיעה, ענן אבק וקרח התפזר לחלל, והלוויין זיהה בו אחוזי מים גבוהים, חומרים אורגניים, ומולקולות ארומטיות. המשמעות? הירח עשוי להיות מקור משמעותי למים, שניתן להמיר למימן ולחמצן – דלק קריטי למשימות חלל עתידיות. ליאור חוקר כיום כיצד ניתן למפות את פיזור הקרח על הירח, כדי להבין טוב יותר את פוטנציאל השימוש בו כמקור מים ודלק למשימות אלה.

ניטור ואפיון מכתשים על הירח ע"י שימוש בכלים של בינה מלאכותית

חקר מאדים ולמידת מכונה

ליאור עובד עם צוות משימת המחקר של רובר Perseverance כחלק ממשימת Mars 2020 של נאס"א. במסגרת זו, הוא חוקר את האקלים והגיאולוגיה של מאדים דרך ניתוח של תוואי שטח ייחודיים כמו דיונות ומכתשים.

השאלה המרכזית בחקר מאדים היא האם היו על פניו חיים. כדי להבין זאת, ליאור עוסק בחקר נחלים ושטפונות על מאדים, כדי להבין את משך הזמן בו זרמו מים נוזליים על פני השטח: מרכיב חיוני לחיים. בין השאר, עוסק מחקרו של ליאור במכתש Jezero ("אגם" בסרבו-קרואטית), שם נמצא כיום הרובר Perseverance, ניתן לראות – בעזרת ניתוחים מבוססי AI – שהתצורה של הסלעים אינה ממויינת, כמו בנחלים שזרימתם קבועה, אלא מפוזרת באופן המעיד על זרימה פתאומית וחזקה מאוד כמו שיטפון. הבנת כמות המים שזרמה בנחלים המובילים למכתש ג׳זרו תוכל לעזור לנו לתאר כיצד נראה האקלים הקדום של מאדים, ומדוע נעלמו המים הזורמים מפניו.

איך AI עוזר למחקר?

בעבר, מיפוי של פני השטח של מאדים והירח דרש ניתוח ידני של אלפי תמונות לוויין. כיום, ליאור מפתח כלים מבוססי למידה עמוקה שמאפשרים לנתח את הממצאים בצורה אוטומטית ובכמויות גדולות – כך שניתן לקבל את ההתפלגות הסטטיסטית המלאה.

לדוגמה:

מיפוי דיונות על מאדים – זיהוי המורפולוגיה של הדיונות שמאפשרת להבין את האקלים על פני השטח, כיווני רוחות ועוצמתן.

מיפוי מכתשים על הירח ועל מאדים – על פי מצבם הפיזי (למשל, האם השפה שחוקה או שהמכתש רדוד), ניתן להסיק גיל יחסי.

מיפוי בקנה מידה עצום – במקום למפות אלפי תצורות ידנית, AI מאפשר למפות מיליוני מכתשים, סלעים ודיונות ולספק מידע מדויק ומבוסס סטטיסטית.

תחום זה מאפשר לחוקרים לשאול שאלות מדעיות חדשות שלא ניתן היה לחקור בעבר.

מה הלאה?

ד"ר רובננקו יתחיל ללמד קורסים במדעים פלנטריים ובלמידת מכונה בחוג לגיאופיזיקה, בהם ישלב את הידע שלו על הגיאולוגיה בכוכבי הלכת ופיתוח כלים מבוססי למידה עמוקה שיוכלו לסייע לנו בעתיד.

הוא גם מקבל סטודנטים לתארים מתקדמים; מי שמעוניין במחקר המשלב מדעים פלנטריים, גיאופיזיקה ולמידת מכונה – מוזמן ליצור קשר במייל!

ברוך הבא, ליאור!

ליאור רובננקו