1artemis_plan_web_banner.jpg

תוכנית ארטמיס של נאס"א עתידה להנחית בני אדם על אדמת הירח עד שנת 2025. אבל רגע, לא היינו כבר בירח? למה לחזור לשם? למה לא לשאוף למאדים?

ובכן, גם לֵייף אייריקסון הוויקינגי "גילה" את אמריקה כבר בשנת 1000, אבל רק 500 שנה אחר כך הגיעו לשם המתיישבים מאירופה וחיברו את אמריקה לשאר העולם. בדומה לזה, מטרת תוכנית אפולו הייתה להגיע לירח – שעה שמטרת תוכנית ארטמיס היא להישאר בירח ולהופכו לבסיס קבע.

12 אמריקנים דרכו על הירח בין השנים 1969–1972, במשימות אפולו 11 עד 17. הם נחתו באזורים שונים, יצאו לפעילות מדעית חוץ-רכבית על אדמת הירח, וחזרו לכדור הארץ כעבור ימים אחדים. בתוכנית ארטמיס, ארצות הברית ושותפותיה (לרבות ישראל) יקימו תחנת מחקר מאוישת בקוטב הדרומי של הירח – היישוב הראשון של האנושות על עולם אחר. ממשימה למשימה יבנו האסטרונאוטים של ארטמיס את התשתית הדרושה לשהייה ארוכה יותר ויותר, וילמדו לנצל משאבים מקומיים כדי לייצר לעצמם מים, חמצן ודלק. 

בד בבד עם הנחיתות הראשונות על פני השטח, נאס"א תבנה את הלונר גייטוויי, תחנת חלל בינלאומית שתקיף את הירח. תחנת החלל הירחית תחליף עם הזמן את תחנת החלל הבינלאומית שמקיפה כעת את כדור הארץ (ובעצמה תוחלף בתחנות חלל מסחריות), ותשמש כפלטפורמה לחקר הירח. אסטרונאוטים מכל העולם יוכלו יום אחד לחיות ולעבוד בלונר גייטווי ולרדת ממנה למסעות מחקר הולכים ותכופים על פני הירח, ובהמשך, בעשור הבא, גם להשתגר מהתחנה למשימות המאוישות הראשונות למאדים.

2-51989954220_d70bbb03da_k.jpg

ראשית, בתכנון נכון ייתכן שיהיה קל וזול יותר לשגר משימות למאדים דווקא מהירח ולא מכדור הארץ, שכן כוח הכבידה של הירח הוא רק שישית מזה של כדור הארץ. אבל לא פחות חשוב מכך, בסיס קבע ירחי יהיה אמת מידה ליכולתה של האנושות להתיישב על הכוכב האדום.

בנקודה הקרובה ביותר של מאדים לכדור הארץ, הוא מרוחק מאיתנו כ-55 מיליון ק"מ (לעומת 400 מיליון ק"מ בנקודה הרחוקה). מסע למאדים יארך אם כן כ-21 חודשים: תשעה חודשים הלוך, שלושה חודשים על מאדים בהמתנה להתקרבות של שני כוכבי הלכת, ועוד תשעה חודשים במסע חזרה. זהו פרק זמן ארוך יותר משיא השהייה בחלל, שנכון ל-2022 עומד על 14 חודשים, ושייך לקוסמונאוט ולרי פוליאקוב.

לאנושות אין עדיין לא הניסיון ולא הכלים לנחיתה מאוישת על מאדים. איננו יודעים מה תהיה ההשפעה של 18 חודשי מיקרו-כבידה על גוף האדם, או מה תהיה השפעת הכבידה של מאדים, שהיא רק שליש מזו שבכדור הארץ. ההתיישבות האנושית על הירח היא הזדמנות לפתח טכנולוגיות להתמודדות עם תנאי החלל הקשוחים. האפוד אסטרוראד של חברת סטמראד הישראלית, למשל, לאחר שייבחן בירח, עשוי להגן על האסטרונאוטים מפני הקרינה הקטלנית במסע הארוך בחלל או על אדמת מאדים.

אתגר משמעותי יותר הוא הדלק. לאנושות אין היום אפשרות לשגר חללית שיש בה די דלק גם להמראה מכדור הארץ, גם לבלימת החללית באטמוספירה הדלילה של מאדים וגם להמראה בחזרה מאדמת מאדים – שכוח הכבידה שלו הוא כאמור כשליש מזה של כדור הארץ, אבל פי שניים מזה של הירח. אף משגר כבד לא יצליח לשאת את כל המשקל הזה.

אחד הפתרונות שמהנדסי תוכנית ארטמיס תולים בו תקוות הוא להפיק את הדלק לשיגור בחזרה במאדים עצמו, או לפחות לייצר שם את החמצן הנדרש לשרפת הדלק. ניקח לדוגמה את הסטארשיפ שספייס אקס מפתחת. החללית צפויה לשקול 1,200 טונות – כאשר 850 טונות מסך המשקל הזה יהיה חמצן. עם זאת, אנחנו יודעים שיש המון חמצן באדמה, באטמוספירה ובמרבצי הקרח במאדים. אם נדע להפיק אותו בַּמקום, למשל באמצעות הפרדה אלקטרוליטית של אטומי החמצן מהצורן (סיליקון) הדו-חמצני באדמה, נוכל לשגר חללית אחת למאדים במקום שתיים – ופירושו של דבר חיסכון אדיר גם בכסף וגם בתמרונים הנדסיים מורכבים כמו תדלוק בחלל.

כמובן, לפני שאנחנו שולחים למאדים אסטרונאוטים בלי חמצן ומבקשים מהם להסתדר לבד, צריך לבדוק את הטכנולוגיה הזאת במקום קרוב יותר לבית – הירח. סוכנות החלל האירופית מתכוונת להדגים את הטכנולוגיה הזאת על אדמת הירח, והיא לא לבד: הסטארט-אפ הישראלי הליוס מתכוון לערוך שני ניסויים להפקת חמצן מהרֵגוֹלִית הירחי, שכבה עבה של שברי אבנים ואבק: ניסוי אחד בסוף 2022 ושני באמצע 2023, הן לשימוש במשימות ארטמיס והן כהכנה למשימה המאוישת למאדים.

אבל מה יהיה דגלו של האדם הראשון שינחת על מאדים – דגל ארצות הברית או דגל סין? או אולי בכלל הלוגו של ספייס אקס?

3-egk9pie5b-rtrmadp-3-space-exploration-china-moon.jpg

במאה ה-20 ניצחה ארצות הברית את ברית המועצות במרוץ לחלל, בעקבות הנחיתה על הירח. אבל מי יחזור לשם ראשון במאה ה-21? ארצות הברית, סין או אולי בכלל חברה פרטית כמו ספייס אקס?

סין היא מעצמת חלל, ובשנים האחרונות היא משקיעה הון עתק בתוכנית הקרויה צ'אנגה, על שם אלת הירח הסינית. כך, ב-2020 שיגרה סין את משימת איסוף הדוגמיות צ'אנגה 5. הנחתת נחתה על אדמת הירח, חפרה בה ואספה ממנה דוגמיות. בשלב השני רכב המראה קטן שמכיל את דוגמיות האדמה המריא מפני הירח וחבר בהצלחה למקפת שחיכתה במסלול. אחרי החבירה עבר מֵכל הדוגמיות מרכב ההמראה לתוך קפסולה מיוחדת, נכנס כך לאטמוספירה של כדור הארץ, ומיד לאחר מכן ניתק מהקפסולה, פתח מצנח ונחת בשלום בלב מונגוליה.

נשמע מוכר? זה בדיוק רצף הפעולות שנדרש כדי להנחית אדם על הירח, והסינים כבר עובדים במרץ על המשגר הכבד במיוחד לונג מארץ' 9, שייקח אותם לשם. במקביל, בכירים במִנהל החלל הסיני (CNSA) אומרים כי ביכולתם להנחית את הטייקונאוט (אסטרונאוט סיני) הראשון על אדמת הירח עד 2029, ולאחר מכן להקים בסיס סיני בקוטב הדרומי של הירח – בדומה לתוכנית ארטמיס. יצוין כי לפי לוח הזמנים הנוכחי, ארצות הברית תנחית את האסטרונאוטית הראשונה והאסטרונאוט הבא כבר ב-2025, אבל היעד הזה תמיד יכול להידחות, וסין תמיד יכולה להפתיע.

אין ספק שאם תוכנית ארטמיס תתעכב וסין תניף את הדגל האדום על אדמת הירח כ-70 שנה אחרי שארצות הברית קיפלה את הדגל שלה – התמונה הזאת תפגע ביוקרה האמריקנית. אלא שהרבה מאוד השתנה בעולם מאז המלחמה הקרה, ותוכנית ארטמיס היא לא תוכנית לאומית כפי שהייתה תוכנית אפולו.

ראשית, בארטמיס חברות 18 מדינות מלבד ארצות הברית (ובכללן ישראל), ואסטרונאוטים מלאומים שונים – אירופאים, קנדים, יפנים ועוד – צפויים לשהות בלונר גייטוויי, ובהמשך גם לנחות על הירח ממש. ושנית, במסגרת תוכנית אפולו נאס"א בנתה או קנתה מקבלני משנה את כל רכיבי המשימות (המשגר, החללית, רכב הנדידה הירחי ועוד), ואילו ארטמיס היא מאמץ משותף של המגזר הציבורי והעסקי. ברוח מהפכת החלל החדש חברות פרטיות ימלאו תפקיד מכריע בהצלחה המשימה. 

אולי הדוגמה הטובה ביותר לכך היא העובדה שהאסטרונאוטים של נאס"א ינחתו על הירח בסטארשיפ של ספייס אקס – חללית שלא תהיה בבעלות נאס"א; נאס"א רק תשכור אותה מספייס אקס. ובקרוב מתכוונים בסוכנות החלל לפרסם מכרז לבניית רכב נחיתה ירחי שני, והמועמדות המובילות לזכייה בו הן בלו אוריג'ין או דיינטיקס. ואם כך, עד סוף העשור כבר יהיו כמה חברות פרטיות שיטיסו אסטרונאוטים לירח ובחזרה.

אך האם פירושו של דבר שספייס אקס תקדים גם את סין וגם את נאס"א – ותהיה הראשונה שתנחת על הירח מאז אפולו 17? לא בדיוק. ספייס אקס לא מתחרה בנאס"א. להפך: נאס"א היא הלקוחה הגדולה ביותר של ספייס אקס.

אם אסטרונאוט קנדי יטוס לירח בחללית של ספייס אקס, האם זה אומר ש"קנדה נחתה על הירח"? ואם מיליונר פקיסטני יחליט לצאת לירח דבש מסביב לירח בחללית של בלו אוריג'ין, האם זה אומר שפקיסטן הצליחה להכניס אסטרונאוט למסלול סביב הירח? נראה שלא. מהפכת החלל החדש שינתה את האופן שבו אנחנו מודדים הצלחה: במקום מפעל לאומי ריכוזי, היום מעצמת חלל נמדדת לפי אקוסיסטם שלם של יזמות, תעשייה ומחקר אקדמי.

אוקיי, אז נראה שהאדם הבא שינחת על הירח יהיה אסטרונאוטית של נאס"א (בחללית של ספייס אקס). ועכשיו לשאלה הכי מעניינת: האם האסטרונאוטית הזאת תוכל להשתמש בכלי הרכב שנאס"א השאירה על אדמת הירח?

4-51348620550_a16297f6cd_c.jpg

רכב הנדידה הירחי (שמכונה גם "באגי ירח") הוא כלי רכב שיוצר על ידי בואינג וג'נרל מוטורס כדי לאפשר לאסטרונאוטים בתוכנית אפולו לחקור שטחים גדולים מאלה שמאפשרת הליכה. הפרויקט יצא לדרך ימים אחדים לפני הנחיתה הראשונה על הירח, והיה בשימוש בשלוש משימות אפולו האחרונות: 15, 16 ו-17. וזהו. האסטרונאוטים חזרו הביתה והשאירו את הרכבים על אדמת הירח. לא חבל? אולי האסטרונאוטים של תוכנית ארטמיס יוכלו להשתמש בהם? אולי אסטרונאוט אפולו 17 האריסון שמיט שמר אצלו את המפתחות?

ובכן, רכבי הנדידה הירחיים פעלו על סוללות, ואלו מן הסתם כבר התרוקנו והן אינן ניתנות להטענה. אבל אפילו אם האסטרונאוטים של ארטמיס יביאו איתם סוללות חדשות – הרכבים הללו עומדים על אדמת הירח כבר 50 שנה. כאן בכדור הארץ לא היינו נכנסים לאוטו שלא נסע 50 שנה, ושם על הירח התנאים קשים בהרבה. בהיעדר אטמוספירה, רכבי הנדידה ספגו חום קיצוני של עד 127 מעלות צלסיוס וקור קיצוני של עד 173 מעלות מתחת לאפס. בתנאים כאלה, ובעוצמת הקרינה העל-סגולה מהשמש, כל הרכיבים האלקטרוניים בכלים כבר נשרפו מזמן, וכנראה גם המצלמות, צלחת הרדיו ורוב הציוד שהורכב על הרכב.

אבל אפילו אם היה אפשר להחליף את הסוללות, לחווט מחדש את הרכב ולתקן את הציוד (באיזה מוסך?), מה הטעם לנחות בקוטב הדרומי ולהצפין מאות קילומטרים רק כדי לנסוע בגרוטאה חבוטה שנבנתה בטכנולוגיה של שנות ה-60? ועוד דבר: להבדיל מהאסטרונאוטים של אפולו, שבעיקר ניתחו ואספו סלעים – צוותי ארטמיס יהיו עסוקים בשנים הראשונות של התוכנית בבניית הבסיס והתשתית הנדרשת. לא יהיה להם זמן להסתובב כל היום ברוברים. 

האסטרונואטים של תוכנית ארטמיס, אם כן, יזדקקו לסוג אחר לגמרי של כלי רכב.

5LM_GM_Lunar_Vehicles_teaser_2.0.jpg

לוקהיד מרטין כבר הודיעה כי תשתף פעולה עם ג'נרל מוטרוס בניסיון לייצר רכב נדידה ירחי שיהיה חשמלי ואוטונומי, ויוכל לנסוע למרחקים ארוכים בהרבה מהרכב ששימש את האסטרונאוטים במשימות אפולו.

לשני החידושים האלה – חשמלי ואוטונומי – יתרונות חשובים על פני הירח. להבדיל מרכבי הנדידה באפולו, שפעלו על סוללות בלתי ניתנות להטענה, את רכב הנדידה החשמלי ניתן יהיה להטעין מחדש בבסיס הירחי, או בנסיעה – באמצעות לוחות סולאריים שיותקנו על גבי הרכב עצמו. אחרי הכול, לפחות במהלך השבועיים בחודש שבו חציו פונה לשמש, הירח שלנו טובל באור חזק מאוד, שאינו מסונן על ידי אטמוספירה.

אבל זאת רק ההתחלה. החידוש הגדול הוא האוטונומיות של הרכב. רק כ-5% מפני הירח נחקרו באופן ישיר, ומכיוון שצוותי ארטמיס יהיו עסוקים בשנים הראשונות בבניית הבסיס והתשתיות, הרכבים האוטונומיים, בדומה לרוברים על הירח ועל מאדים, יוכלו לעשות את עבודת החקר הזאת עבור האסטרונאוטים: למפות את פני השטח, לנתח תצורות גאולוגיות – ועל הדרך לאסוף חומרי בנייה לבסיס. למעשה, רכב הנדידה הירחי החדש ישמש גם כרובר עצמאי, שאינו זקוק לאסטרונאוטים כלל, וגם ככלי רכב לשימוש האסטרונאוטים.

כמובן, במקרה של תקלה במערכת האוטונומית יוכלו האסטרונאוטים לעבור להפעלה ידנית. הסכנה החמורה יותר היא שהתקלה במערכת תתרחש בזמן שרכב הנדידה הירחי פועל אוטונומית – כי אז האסטרונאוטים יצטרכו ללכת לאסוף אותו.

לוקהיד מרטין אינה היחידה כמובן. כמה חברות מתחרות על הזכות לייצר את הדור הבא של רכבי חלל. הסטרט-אפ אסטרולאב אפילו בנה אב טיפוס עובד של רכב ירחי, FLEX שמו, והזמין את האסטרונאוט הקנדי כריס הדפילד לקחת אותו לנסיעת מבחן בעמק המוות בקליפורניה. אבל תהיה אשר תהיה החברה שתזכה בסוף במכרז, אין ספק שהרכב שייבנה יהיה הרבה, אבל הרבה יותר שווה מרכבי הנדידה של אפולו.

כריס הדפילד חורש את עמק המוות עם אבטיפוס של ה-FLEX