אסטרונאוטים – המין הנבחר

גלעד בר-לב, האגודה הישראלית לאסטרונומיה

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/astronautschoose.html

המאה העשרים ואחת מעמידה בפני המין האנושי אתגר חדש של עבודה וחיים בחלל. הישגיהם של מדענים, טכנאים, מהנדסים ומומחים שבונים ומתפעלים חלליות ותחנות החלל, ממומשים בעזרת מערכת מתוחכמת של בחירת אסטרונאוטים ואימונם לעבודה בחלל.

ההיסטוריה של בחירת האסטרונאוטים הראשונים:
בשנת 1959, ביקשה סוכנות החלל האמריקאית, נאס”א, מהצבא האמריקאי, לערוך רשימה של מועמדים שיכולים לעמוד בדרישות מסוימות שהוגדרו בקפידה בחיפושיה אחרי האסטרונאוטים הראשונים. נאס”א דרשה ידע וניסיון בתפעול מטוסי סילון וגם רקע מסוים בהנדסה. הגובה היה מוגבל ל 180 ס”מ בשל מקום מאוד מוגבל בתוך תא הטייס של חללית “מרקורי” שכבר הייתה אז בשלבי תכנון. לאחר סדרות רבות של סינונים, הן מבחינת כושר פיזי והן מבחינת עמידות פסיכולוגית, בחרה נאס”א שבעה מועמדים מתוך מספר מקורי של 500 מועמדים. שבעת האסטרונאוטים היו:
ל. גורדון קופר L. Gordon Cooper, Jr
וירג'יל “גַס” גריסום Virgil “Gus” Grissom
דונלד ק.סלייטון Donald K. Slayton
ג'ון ה. גלן John H. Glenn, Jr
מ. סקוט קרפנטר M. Scott Carpenter
וולטר מ. סצ'ירה Walter M. Schirra
אלן ב. שפרד Alan B. Shepard, Jr

אלה הם השמות שנחקקו בזיכרון האומה האמריקאית, ואפשרו לה להסתכל על הכוכבים בצורה קצת אחרת. כל אחד מהם טס בפרויקט “מרקורי”, חוץ סלייטון, אשר קורקע מסיבות רפואיות. אך 16 שנים לאחר מכן, הוא נבחר כחבר צוות של הפרויקט החלוצי “אפולו-סויוז”, שהיה למעשה טיסת החלל הבינלאומית המאוישת הראשונה (רוסית אמריקאית).

תשעה אסטרונאוטים נוספים נבחרו בספטמבר 1962, ועוד 14 נוספו באוקטובר 1963. ואז הועבר הדגש העיקרי מניסיון טיסה לכישורים אקדמיים מתקדמים, והאפשרות להגשת בקשה להתקבל התבססה קודם כל על בסיס השכלה. אלה היו ה”אסטרונאוטים המדענים”, או כך לפחות הם נקראו, מאחר ש – 400 המועמדים שעמדו בדרישות המקדימות היו בעלי דוקטורט או ניסיון אקוויוולנטי במדעי הטבע, רפואה או הנדסה. מתוך 400 המועמדים האלה נבחרו שישה ביוני 1965.
באפריל 1966 מונו 19 אסטרונאוטים-טייסים חדשים, ובאוגוסט 1967 נוספו 11 אסטרונאוטים-מדענים חדשים לתוכנית ההכשרה. עוד שבעה אסטרונאוטים נוספים הועברו לידי נאס”א כאשר חיל האוויר האמריקאי ביטל תוכנית לבנות מעבדה מאוישת במסלול סביב כדור הארץ בשלהי 1969, כך שמספר האסטרונאוטים בסוף שנות הששים הגיע ליותר מ 70 איש.

גיוס מועמדים בעידן המעבורת – סוף שנות השבעים:
קבוצה ראשונה של 35 מועמדים, שהתכוונו להשתתף בתוכנית המעבורת, נבחרה בינואר 1978. ביולי אותה שנה הם החלו בתקופת אימונים ומבחנים מקצועיים במרכז ג'ונסון של נאס”א JSC (Johnson Space Center) ביוסטון ,טקסס, על מנת לעבור לשלב הבא בו ימונו כבר למשימות בעתיד במעבורת החלל. קבוצה זו של 20 מדענים ו- 15 אסטרונאוטים טייסים, השלימה את אימוניה וקיבלה מעמד של

אסטרונאוטים פעילים באוגוסט 1979. שש מתוך ה- 35 היו נשים.
במשך הזמן, ועם התקדמות המשימות, החלה נאס”א לקבל פניות של מועמדים באופן רציף הן מגורמי צבא והן מגורמים אזרחיים, הם היו נבחרים לפי הצורך, בדרך כלל כל שנתיים, הן לתפקידי אסטרונאוטים טייסים והן לתפקידי מומחי משימה (אסטרונאוטים מדענים).
תהליך הבחירה של המועמדים לתפקידי אסטרונאוטים נועד לזהות אנשי צבא ואזרחים מתאימים לתוכניות החלל השונות. ההשכלה הנדרשת היתה לפחות תואר ראשון מוכר בתחומי הנדסה, ביולוגיה, פיזיקה או מתמטיקה.
בשביל מועמדים למומחי-משימה (אסטרונאוטים מדענים), נדרש ניסיון עבודה רלוונטי בתחום במשך תקופה של שלוש שנים לפחות לאחר התואר הראשון, אך ניתן היה להמיר ניסיון בתואר נוסף (תואר שני היה שווה שנה של ניסיון עבודה, ודוקטורט שווה שלוש שנים של ניסיון).
לעומתם אסטרונאוטים טייסים היו חייבים לעמוד בדרישות הבאות טרם הגשת מועמדותם:
• לפחות 1000 שעות טיסה בתור טייס במטוס סילון. יתרון ניתן למי שהיה לו ניסיון בטיסות ניסוי.
• יכולת לעבור מבחני כושר ובריאות דרגה 1 של נאס”א אשר היו דומים למעשה למבחנים דרגה 1 למועמדים לטיס בצבא ארה”ב או בשוק האזרחי. אלה כוללים בין השאר מבחני ראייה מקיפים , מדידות לחץ דם וכו.
• גובה בין 163 ל- 193 ס”מ.
אסטרונאוטים מדענים צריכים היו לעמוד בדרישות רפואיות דומות, אך עם מבחני כושר מדרגה 2 בלבד, שהיו דומים למבחנים דרגה 2 של מועמדים בצבא ארה”ב ו/או בשוק האזרחי. כאן מדובר על דרישות ראייה קצת פחות מחמירות, לחץ דם דומה לזה של המבדקים בדרג 1 ודרישות גובה בין 148 ל- 193 ס”מ .

מועמדים העומדים בדרישות בסיסיות אלה עוברים סינון ראשוני, לאחריו עוברים שבוע של ראיונות אישיים ובדיקות רפואיות מקיפות. המלצות הועדה לבחירת האסטרונאוטים הן על סמך ההשכלה, מסלול ההכשרה וניסיונו של המועמד, וגם על סמך מיומנויות וכישורים אישיים. מאחר ועדיין נותרים כמה מאות אשר עונים על הדרישות הנ”ל, המיון האחרון נעשה בעיקר ע”י ראיונות אישיים לבחירת “שחקני קבוצה” עם כישורים לעבודה בקבוצה אך ביחד עם עצמאות ויכולת אינדיבידואלית גבוהה, כך שיוכלו להיות אנשי צוות מעולים.

אלו שנבחרו בתהליך זה, מסופחים למשרד האסטרונאוטים במרכז החלל ג'ונסון למשך שנה עד שנתיים של תוכנית אימונים והערכה. מועמדים אזרחים אשר עברו את תקופת האימונים מחויבים להישאר בנאס”א עוד חמש שנים. משכורותיהם של האסטרונאוטים מחושבות לפי טבלאות שכר כלליות של הממשל הפדראלי, וניתנות תוספות לפי הניסיון וההישגים האקדמיים של כל אדם.

תפקידים בצוות המעבורת:

מפקדאסטרונאוט טייס (Commander/Pilot astronaut):
אסטרונאוט שמוין כאסטרונאוט טייס יכול לשרת כמפקד המעבורת או כטייס שלה. למפקד יש אחריות פיקודית על הרכב, הצוות, הצלחת המשימה ובטיחות כללית. טייס המעבורת עוזר למפקד בשליטה ותפעול של הרכב וגם עשוי לעזור בפריסתם או החזרתם של לוויינים בעזרת הזרוע הרובוטית של המעבורת הנקראת remote manipulator system) RMS).

מומחה משימה (Mission Specialist Astronaut ):
אסטרונאוט מומחה משימה עובד בשיתוף פעולה עם המפקד והטייס, ויש לו אחריות על תיפעול מערכות המעבורת, תכנון פעילויות הצוות, ופעילויות ניסוי ומטעד. מומחה משימה לומד ומתמחה במערכות המעבורת, תכונותיה המבצעיות, מטרות כל משימה, ותמיכה בציוד/מערכות עבור כל אחד מהניסויים שמבוצע באותה טיסה. מומחי משימה מבצעים גם “הליכות חלל” (extravehicular activities) EVAs , מפעילים את הזרוע הרובוטית של המעבורת, ואחראים על תפעול ספציפי של מערכות ניסוי.

מומחה מטעד (Payload Specialist):
מומחה זה הוא אדם שאינו אסטרונאוט של נאס”א (כולל נתינים זרים) שיש לו תפקיד מוגדר על סיפון המעבורת. הוא יכול להיות נוסף לצוות המעבורת אם מעורבת במשימה פעילות מיוחדת ונדרש יותר מצוות מינימום של 5 איש.

העדיפות העליונה לבחירת מומחה מטעד היא מבין מומחי משימה של נאס”א שהוכשרו בהתאם, ובשיתוף עם המממן החיצוני, או המממן של המטעד המיועד, אך ניתן גם לבחור מומלצים זרים .
למרות שמומחי מטעד אינם חלק מתוכנית המועמדים לאסטרונאוטים, יש צורך ללמד ולתרגל גם אותם לצורך הניסוי. כל המועמדים חייבים לעמוד בדרישות גופניות מסוימות וחייבים לעבור מבחן כושר גופני של נאס”א בהתאם לסיווג המשימה.

האימונים של המועמדים להיות אסטרונאוטים:
מועמדים להיות אסטרונאוטים מתאמנים במרכז החלל ע”ש ג'ונסון ביוסטון שבטקסס. הם משתתפים בשיעורים על מערכות המעבורת, ותחומי מדע שונים: מתמטיקה, גיאולוגיה, מטאורולוגיה, ניווט והתמצאות, אוקיינוגרפיה, דינאמיקה של מסלולים, פיזיקה, אסטרונומיה, ועיבוד חומרים – ואלה רק דוגמאות מספר. המועמדים גם מקבלים הכשרה בהישרדות בים וביבשה, בצלילה ואימון עם חליפות חלל.

כחלק מתוכנית האימונים עוד בשלבי המועמדות, נדרשים האסטרונאוטים להשלים סדרת אימוני הישרדות צבאיים במים, לפני שמתחילים שלבי הטיסות, וכמו כן עליהם להיות מוסמכים לצלילה על-מנת להמשיך לאימוני פעילות חוץ-רכבית (extravehicular activities) EVAs. בגלל זה נדרשים כל המועמדים לעבור מבחני שחייה בחודש הראשון לאימוניהם. הם חייבים למשל לעבור 3 פעמים בריכה של 25 מטר בחליפת טיסה ונעלי טניס. התנועות המותרות: סגנון חופשי, חזה ושחיית צד. אין מגבלת זמן. הם צריכים להיות מסוגלים גם לנוע במים במשך עשר דקות ברציפות.
המועמדים נחשפים גם למצבים של לחץ אטמוספרי גבוה או נמוך בתאים מיוחדים, ולומדים להתמודד עם מצבי חירום הקשורים לתנאים אלה. בנוסף, הם נחשפים לתנאי מיקרו גרוויטציה כמו בחלל. מטוס סילון מסוג KC-135 שהותאם במיוחד, מסוגל עם מסלול טיסה מיוחד לייצר חוסר כוח משיכה במשך עשרים שניות בערך. במשך זמן קצר זה, האסטרונאוטים חשים איך זה להיות בתנאים של מיקרו גרוויטציה. המטוס חוזר מייד למצב טיסה רגיל, והתהליך חוזר על עצמו, כך הרבה פעמים ביום.
אסטרונאוטים טייסים שומרים על כושר טיסה ע”י הקפדה על 15 שעות טיסה בחודש, במטוסי ה-T-38 הדו מושביים של נאס”א. הם צוברים שעות טיסה על מטוס סילון וגם מתאמנים בנחיתת מעבורת, במטוס מנהלים שעבר התאמה לצורך העניין. אסטרונאוטים מומחי משימה טסים ארבע שעות מינימום כל חודש.

האימונים של האסטרונאוטים הנבחדים:
האסטרונאוטים מתחילים באימון רשמי לתחבורת חלל כבר במהלך שנת המועמדות ע”י קריאת ספרי הפעלה והשתתפות בשיעורים ממוחשבים על המערכות השונות של המעבורת החל ממנועים וכלה בבקרת סביבה (environmental control).
השלב הבא בתוכנית האימונים הוא מאמן המערכות היחידני single systems trainer) SST). כל אסטרונאוט מלווה במדריך שמסביר לו על פעולת כל מערכת במעבורת ע”י שימוש ברשימת בדיקות (checklist) הדומה לזו שתהיה על המעבורת במשימה עצמה. הרשימה מכילה מידע על פעולות נורמאליות של המערכת ופעולות שיש לנקוט במקרה של תקלה. האסטרונאוטים ב- SST מתאמנים על כל מערכת במעבורת, כיצד לזהות תקלות וכיצד לפעול על- מנת לתקן אותן. לאחר החלק הזה עוברים האסטרונאוטים לאימון בסימולאטורים SMS ((complex Shuttle Mission Simulators) . ה- SMS מאפשרים אימון נרחב בכל תפקודי המעבורת ובכל המשימות הדרושות בשלבים שונים של הטיסה: לפני השיגור, בהמראה, בשעת השהייה במסלול, חזרה לאטמוספרה ונחיתה. האימונים במסגרת השלב של השהייה במסלול כוללים פעילות של המטעד ( (Payload תמרונים שונים וגם מפגשים. שני סימולאטורים נוספים, אחד על בסיס מתנייע והשני על בסיס קבוע, משמשים את האסטרונאוטים באימוניהם.

סימולאטור על בסיס קבוע משמש את האסטרונאוטים לאימונים על מטעד מסוים ומשימה מסוימת וגם לאימונים על הליכי ההמראה והנחיתה. לסימולאטור זה יש מערכת המקרינה דימוי של מה שרואה האסטרונאוט מבעד לחלון בכל שלבי המשימה, כלומר את כדור הארץ, הכוכבים, מטעד ולבסוף, גם מסלול הנחיתה. המשימה מדומה ממש מן השיגור ועד לנחיתה.

הסימולאטור המתנייע משמש את אנשי הצוות שמטיסים את המעבורת לתרגל מצבים של המראה, חזרה לאטמוספרה ונחיתה. הרגשת התנועה מתקבלת כתוצאה ממערכת המאפשרת תזוזה של מישור הסיפון ב- 90 מעלות עד למצב דומה של המראה ותאוצה.

אסטרונאוטים מתחילים את אימוניהם ב- SMS באמצעות תוכנה גנרית כללית עד לשלב שבו הם מיועדים למשימה מסוימת. דבר זה קורה בערך עשרה חודשים לפני המשימה עצמה. ברגע שהם משויכים למשימה מסוימת, האסטרונאוטים מתאמנים בסימולאטור על אימון ספציפי למשימה הספציפית.

במהלך 11 השבועות האחרונים, האסטרונאוטים גם מתאמנים עם בקרי הטיסה במרכז הבקרה MCC (Mission Control Center). ה- SMS וה- MCC מחוברים יחד בחיבור ממוחשב באותו אופן שבו המעבורת וה- MCC מחוברים בזמן אמת. האסטרונאוטים ופקחי הטיסה לומדים לעבוד כצוות, פותרים בעיות ועובדים ברציפות ביחד. “שעות הטיסה” בסימולאטור לאחר השיוך למשימה הן כ- 300 שעות אימון לאסטרונאוט.

בנוסף ל- SMSישנם עוד כמה מקומות אימון שבהם מתאמנים האסטרונאוטים חלק מהזמן. ישנו מתקן לציפה טבעית שבו מתבצעות פעולות המדמות את ההרגשה של חוסר משקל הנוצרת בחלל בתנאי מיקרו גרביטציה. משתמשים בו גם כדי לתכנן ולנסות עיצובים חדשים של תחנת החלל ופרויקטים עתידיים של נאס”א. כמו כן, ישנו דגם טבעי של המעבורת מעץ המשמש את האסטרונאוטים להתאמן על שגרת היום בחלל ולהתרגל לסביבה בה יחיו. מדובר בהכנת ארוחות, טיפול בציודים, טיפול נכון באשפה, שימוש במצלמות, והכרת הניסויים. המתקן משמש גם כמקום אימון לפינוי בחרום של המעבורת לאחר הנחיתה.

ישנו דגם של החלק הקדמי בלבד של המעבורת בלי “תא מטען”, אשר ניתן להטותו במאונך, והוא משמש לתרגל פעולות שיבצעו האסטרונאוטים ברגע העלייה לסיפון המעבורת ופעולות מילוט למקרה שמשהו משתבש על הקרקע עוד בטרם המראת המעבורת. דגם של תא “המטען” לבד משמש תרגול להכנסת והוצאת מטעד ותרגול חשוב של שליטה בזרוע הרובוטית.

האימונים מגיעים לרמה של חיקוי מדויק של תנאי המעבורת, עד כדי כך שלאחר השיגור מבסיס החלל “קנדי” שבכף קנאוורל בארה”ב, טוענים האסטרונאוטים שההבדל הוא רק ברעש מן המנועים, טלטולים בעת השיגור, וכמובן, השהייה הממושכת בתנאי חוסר משקל, שאותה קשה לחקות על כדור הארץ. כל שאר הדברים בתקופת האימונים מעתיקים במדויק את מה שעובר על האסטרונאוט בחלל.

משימתו של האסטרונאוט נמשכת גם לאחר שהוא חוזר עם המעבורת לכדור הארץ. הוא נמצא במשך כמה ימים במסגרת של בדיקות רפואיות ושיחות על מנת להסיק מסקנות מן השהיה בחלל ולהעלות אפשרויות לשיפור האימונים. בכך הוא למעשה תורם למאגר הידע שיש לנאס”א על השהייה בחלל.
ישנו, כמובן, גם המפגש של חברי הצוות עם כלי התקשורת המקומית והעולמית על המיוחד בטיסה, ורק לאחר תקופת מנוחה נתבעים האסטרונאוטים להמשיך בשגרת לימודים ואימונים, אשר יכולה להביא אותם למשימות נוספות בעתיד.

http://astronauts.nasa.gov/

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~135840986~~~8&SiteName=hayadan