מהן הטכנולוגיות פורצות הדרך ששימשו את האסטרונאוטים האמריקאים בעת הנחיתה הראשונה בתולדות האנושות על הירח בשנת 1969? אילו מהן משמשות עד היום.
הערה: בימים אלה מתקיים בטכניון קורס הקיץ של אוניברסיטת החלל הבינלאומית. אתר הידען יביא ראיונות וסיכום של הרצאות שנערכו וייערכו במהלך הקיץ. אחת הכתבות תעסוק בסוגיית דמותה של תוכנית החלל האמריקנית כפי שנקבעה לראשונה על ידי הנשיא קנדי, ושונתה לנצח בהחלטה של הנשיא ניקסון, עוד לפני שכף רגלם של האסטרונאוטים האחרונים דרכה על הירח.
היום, 20 ביולי ימלאו 47 שנים לנחיתת אפולו 11 על הירח. 9 ימי מסע, 21 שעות ו-36 דקות על הירח, מתוכם שעתיים ו-31 דקות על פני השטח של הירח לצורך איסוף ממצאים – זהו הזמן שארך המסע הראשון בהיסטוריה של שלושת האסטרונאוטים – ניל ארמסטרונג, אדווין “באז” אולדרין ומייקל קולינס – אל הירח ובחזרה. המסע אולי נראה קצר, אך לשם ביצועו בהצלחה היה צורך בטכנולוגיות המתקדמות ביותר שהיו ידועות לאדם בשנת 1969. למזלם של כל המעורבים בדבר, טכנולוגיות שכאלו פותחו במיוחד לצורך המסע על ידי צוות מוכשר ומיומן. ולא לחינם.
אין ספק שהנחיתה הראשונה על הירח תיזכר לנצח כאחד האירועים ההיסטוריים המשמעותיים ופורצי הדרך שידעה האנושות וככזה אשר הציב את ארצות הברית בראש המרוץ לחלל ועל ידי כך השאיר את ברית המועצות מאחור. הטכנולוגיות פורצות הדרך אשר שימשו את האסטרונאוטים בעת הנחיתה על הירח לפני 47 שנים הניחו את היסודות לגילויים חדשים ומסעירים ופיתוח טכנולוגיות מתקדמות אף יותר. אז מהן אותן הטכנולוגיות אשר הביאו את המין האנושי לנקודה שבה יש באפשרותנו לחקור את מה שמסביבנו בצורה יסודית, כאשר אנחנו מגיעים לכוכבי לכם נוספים כמו מאדים וצדק, והזרוע עוד נטויה.
המחשבים שעשו היסטוריה
במשימת אפולו 11 נעשה שימוש ב- Apollo Guidance Computer(AGC), אשר תוכנן ב-MIT ונבנה על ידי חברת Raytheon. המחשב עשה שימוש במערכת הפעלה בזמן אמת (Real Time), אשר אפשרה לאסטרונאוטים להכניס פקודות פשוטות על ידי הקלדה של פעלים ושמות עצם כדי לשלוט בחללית. המחשב היה בעל זיכרון של 64 ק”ב ופעל על 0.043MHz. התוכנה שבה המחשב השתמש נקראה MAC (MIT Algebraic Compiler), אשר הוסבה ידנית לשפת מכונה שהמחשב יכול היה להבין. מחשב ה-AGC תוכנן כך שיהיה עמיד בפני תקלות ויריץ מספר תוכנות משנה לפי סדר העדיפויות. בזמן משימת אפולו 11, המחשב היה בעומס יתר והפעיל את קוד האזעקה 1202. ארמסטרונג הודיע על התקלה לחדר הבקרה, אשר הרגיעו אותו ואמרו כי ניתן להתעלם ממנה ולהמשיך במשימה כרגיל. לאחר מספר שניות, אפולו 11 נחת בהצלחה על הירח.
בנוסף למחשב ה-AGC, גם המחשבים של חברת IBM תרמו להצלחת משימת אפולו 11. 3,500 עובדים של IBM היו מעורבים במשימה והדגם אשר שימש להתקשרות בין נאס”א לבין האסטרונאוטים היה ה-75s מסדרת ה-IBM System/360. גם מחשב השיגור של טיל ה-Saturn V תופעל על ידי IBM והאסטרונאוטים ארמסטרונג ואולדרין השתמשו במחשבים אלו על מנת לחשב את נתוני ההמראה הנחוצים כדי לשגר את רכב ה-LM מעל פני השטח של הירח ולהתממשק עם הטיל במסעם חזרה אל כדור הארץ.
גם בחלל צריך לנהוג
ה- Lunar Module(LM) היה כלי הרכב המאויש הראשון אשר נחת על הירח. הוא שימש את האסטרונאוטים ניל ארמסטרונג ובאז אולדרין למעבר בין החללית אל פני השטח של הירח ובחזרה. ה-LM היה מצויד במספר ניסויים מדעיים אשר הושארו על פני השטח של הירח ומכשירים נוספים אשר שימשו את האסטרונאוטים לצורך איסוף דגימות מהירח. ה-LM היה רכב החלל הראשון אשר עוצב במיוחד לצורך משימות ליד או על הירח. משקל ה-LM לבדו עמד על 2,180 קילוגרם והמשקל הכולל יחד עם האסטרונאוטים, הדלק והציוד הנלווה היה 15,065 קילוגרם.
עיצובו הייחודי – ויש אשר יאמרו מוזר – נבע מן הצורך להתאימו אל פני השטח של הירח והוא תוכנן לאחר חקירה קפדנית. הנקודה החשובה ביותר שהמהנדסים היו צריכים לקחת בחשבון היא כי בחלל אין אטמוספירה, ולכן, העיצוב צריך להתאים לתנאים הללו. הורדת התכונות האווירודינמיות שהתאימו לרכבים אשר נועדו לפעול באטמוספירה סייעה להוריד משקל מיותר מרכב החלל ולהפוך אותו לקל יותר ולחסוך בעלויות של שיגור חללית כל הדרך אל הירח. ה-LM אשר שימש במשימת אפולו 11 נקרא “נשר” (Eagle) וביטוי מפורסם נוסף הוטבע על ידי האסטרונאוט ניל ארמסטרונג, אשר הודיע לנאס”א כי “הנשר נחת” (“The Eagle has landed”), כאשר רכב החלל נחת ב”ים השלווה” (Sea of Tranquility) בהצלחה.
– כלי הרכב בחלל – ה-Lunar Module
חליפות בהתאמה אישית
כל אחד משלושת חברי הצוות של אפולו 11 קיבל 3 חליפות חלל אשר הותאמו לפי מידותיהם: אחת לטיסה, אחת לאימונים ואחת לגיבוי – למקרה שמשהו יקרה לחליפת הטיסה. החליפות עוצבו כך שיפעלו בריק של החלל וכדי שניתן יהיה לנוע בהן על הירח עצמו. החליפות היו בנויות ממספר שכבות, כאשר הצד הפנימי היה עשוי מבד גטקס אשר כלל צינורות מים מקררים שהיו תפורים לתוך הבד. המטרה הייתה לשמור על האסטרונאוטים כך שחום גופם לא יעלה מעבר לטמפרטורה הרצויה. כל חליפה הורכבה ממספר שכבות של ניילון; Kapton – נייר דבק המיועד לחום גבוה; בד פיברגלס; מיילר; וטפלון , המיועד לשמור על הלחץ בתוך החליפה ולהגן על האסטרונאוטים מפני קרינה ומטאוריטים זעירים. הכפפות והמגפיים הותאמו גם הם לצורך הליכה על פני השטח של הירח ולאיסוף סלעים. על מנת לעזור לאסטרונאוטים לחוש בידם את הדברים שהרימו, תוספת של סיליקון הותקנה על האצבעות של הכפפות.
הקסדה של האסטרונאוטים הייתה עשויה מפוליקרבונט והיא חוברה לחליפת החלל באמצעות טבעת צוואר אשר נשארה במקומה גם כאשר האסטרונאוט היה מזיז את הראש שלו. תוספת הכרחית לחליפה הייתה מערכת החמצן הניידת, שבעצם נראתה כמו תיק גב אשר אפשר לאסטרונאוטים לנשום ולשמור על הלחץ בחליפה עד לשבע שעות בהימצאותם על פני השטח. מעל הקסדה הייתה מערכת אשר נקראה The Lunar Extravehicular Visor Assembly (LEVA), והיא תוכננה כך שתוכל להתלבש על הקסדה ולהינעל במקומה. ה-LEVA סיפקה הגנה ויזואלית, תרמית ומכנית לקסדת האסטרונאוט ולראשו. העיצוב כלל כיסוי עמיד לחום, 2 מגנים מפני השמש ו-3 מגני עיניים. שני מגני השמש היו מונחים אחד על השני, כאשר המגן הפנימי היה עשוי מפלסטיק פוליקרבונטי אולטרה סגול, אשר סינן את קרני האולטרה הסגולות, דחה קרינה אינפרה אדומה ובשילוב עם מגן השמש וקסדת הלחץ יצר מחסום תרמי יעיל. המגן החיצוני היה עשוי מפלסטיק פוליסולפון בטמפרטורה גבוהה ושימש כדי לסנן את האור ואת רוב קרני האולטרה הסגול והאינפרה האדום.
מקור לנושא הקסדות
האוזניות הראשונות בחלל
אין אדם שלא מכיר את המילים המפורסמות “זהו צעד קטן לאדם, צעד גדול לאנושות”, אשר נאמרו על ידי האסטרונאוט ניל ארמסטרונג כאשר נחת על הירח. מה שאפשר את שידור המילים הללו בפועל היו אוזניות ה-MS50 של חברת פלנטרוניקס (Plantronics), אשר היו האוזניות הראשונות שנעשה בהן שימוש בחלל החיצון ובפרט בעת הנחיתה על הירח. שיתוף הפעולה בין נאס”א לפלנטרוניקס החל מספר שנים לפני האירוע ההיסטורי, אך היה זה האסטרונאוט וולטר שירה, אשר סייע לחברת האוזניות לקחת חלק במשימת אפולו 11 ובמשימות נוספות של נאס”א ולהפוך אותן לאוזניות המועדפות על האסטרונאוטים. שירה הבחין באוזניות ה-MS50, אשר היוו חלק ממערכת התקשורת של נאס”א, ה-Kellorad, ויצר עמם קשר על מנת לבחון את האפשרות להתאים את האוזניות לתוך קסדת האסטרונאוט שלו. מה שהסב את תשומת לבו היו הנוחות וקלות המשקל של האוזניות. בנאס”א אישרו את הרעיון ומחלקה מיוחדת הוקמה בפלנטרוניקס לצורך ביצוע המשימה.
יחד עם נאס”א, הצוות של פלנטרוניקס החליט להתמקד בתכנון מיקרופון מבטל רעשים, אשר עשה שימוש במתמר כפול וזעיר ובמקלט קסדה אשר גם הוא עשה שימוש באותו מתמר. המיקרופון המותאם פותח תוך 11 יום בלבד ושירה היה הראשון לבחון אותו בשטח במשימת ג’מיני. הבחינה הראשונית הראתה כי יש לקיים מקצה שיפורים נוסף, אשר במהלכו הוסיפו למיקרופון של האוזניות צינור כפול ומכשיר מבטל רעשים. לאחר מכן, ה-MS50 היו מוכנות לטיול הראשון שלהן על הירח.
ותודה לטיל שהביאוני עד הלום
טיל ה-Saturn V (ה-V מסמל את הספרה 5) נבנה על ידי נאס”א במיוחד לצורך שליחת אסטרונאוטים אל הירח. הטיל נבחן במשימות אפולו 4 ואפולו 6 והשיגור המאויש הראשון שלו נערך בעת משימת אפולו 8 אל הירח. לאחר שהמשימה עברה בהצלחה, הטיל נבחר ככלי שיטיס את האסטרונאוטים אל הירח במשימת אפולו 11 ובמשימות שהגיעו אחריה. משקל הטיל היה 2.8 מיליון קילוגרם ואורכו עמד על 111 מטרים ובכך הוא העפיל אפילו על פסל החירות, שאורכו הינו 93 מטרים.
שיגור הטיל אל הירח היה מורכב משלושה שלבים, כאשר בכל שלב התבצעה שריפת מנועים עד שכל הדלק אזל מתוכם והם היו מתנתקים מהטיל. המנועים בשלב הבא היו נדלקים והטיל היה משוגר אל החלל. השלב הראשון היה המאתגר והעוצמתי ביותר, זאת היות והוא היה זה שתפקידו להרים את הטיל בשלמותו מהקרקע. לאחר שהטיל שוגר לאורך של 68 קילומטרים, השלב השני היה לנווט את הטיל אל המסלול הנכון. לאחר מכן, בשלב השלישי, המטרה הייתה למקם את החללית הנותרת במסלול לעבר הירח. לאחר הניתוק של שני השלבים הראשונים, השאריות שלהם נפלו אל האוקיינוס. לפי ההערכות, השלב השלישי נותר בחלל או שהוא התנגש בירח. האדם שעמד מאחורי הקונספט של ה-Saturn V היה ג’ון היובולט ובזכות הגישה שהגה, ניתן היה לבצע את המשימה באמצעות טיל אחד בלבד ולא שניים.
מקור לחומרים על הטכנולוגיות – הטיל, כלי הרכב וחליפות האסטרונאוטים
החליפה והקסדה
החליפה, הקסדה וכל הציוד הנלווה אשר שימשו את האסטרונאוטים במשימת אפולו 11 היו הגרסאות הראשונות והבסיסיות ביותר ועברו שינויים ושיפורים במשימות אפולו השונות בשנים הבאות. בחלוף הזמן ויד ביד עם התפתחות הטכנולוגיה, הקסדה הפכה למשוכללת יותר, אל מערכת ה-LEVA נוספו מגיני שמש עוצמתיים יותר, ההגנה התרמית מפני החום הפכה ליעילה יותר ועוד. אך דווקא הטכנולוגיות הללו היו אלו שאפשרו להמציא, לשכלל ולאבזר את האסטרונאוטים בכלים הטובים ביותר כדי לצאת אל עבר הלא נודע ולחקור אותו. הטכנולוגיות הללו היוו כמובן את הזרז לפיתוח טכנולוגיות מתקדמות במגוון תחומים ומהוות את הבסיס לטכנולוגיות רבות הנמצאות כיום מסביבנו.
אדם על הירח – סיפורה של משימת אפולו 11
צעד גדול לעבר הירח – SPACEIL חתמה על הסכם עם SpaceX על שיגור החללית הישראלית לירח
ניל ארמסטרונג לילדים במוזיאון המדע בחיפה: השקיעו בלימודי מדע וטכנולוגיה
תגובה אחת
שאלה
למה לא רואים מכתש כלשהוא מתחת לחללית או אבק סביבה או עליה?
אם היא נחתה על סלע ,מדוע רואים די ברור את סימני המגפיים של הצוות?