פופיולר סיינס: המעבורות של נאס”א חוזרות למסלול

שנתיים אחרי 'קולומביה', ב-13 לחודש זה, תמריא המעבורת 'דיסקברי' ותחייה את תוכנית הטיסות המאוישות של נאס”א.

פופיולר סיינס

המנועים המשופרים, בעלי משאבות טורבו בלחץ גבוה
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/popscirtf110705.html

ההתקדמות של נאס”א ב”תוכנית החזרה לטיסה” הייתה קשה הרבה יותר מן המשוער וממושכת הרבה יותר מן הצפוי. אבל בסופו של דבר, נאס”א הצליחה. החודש – ב-13 ביולי – עומדת 'דיסקברי' חדשה ומשופרת להמריא ממרכז החלל קנדי שליד אורלנדו כדי להעביר אספקה לתחנת החלל הבינלאומית. בשנתיים שחלפו מאז התפרקה 'קולומביה' והפכה לכדור אש, ממטירה שברים מעל 3,200 קמ”ר, השקיעה נאס”א מיליוני שעות עבודה וקרוב למיליארד דולר בשדרוגה של המעבורת. אך עדיין, שאלת המפתח שמרחפת מעל “תוכנית החזרה לטיסה” נותרה ללא מענה: האם יכולה נאס”א לתכנן מחדש כלי טיס פגום במקורו, מיושן מבחינה טכנולוגית, תוצר של פשרה פוליטית עם עבר בטיחותי נורא ולעשותו לאבן היסוד של תוכנית טיסות החלל המאוישות?

מבקריה של המעבורת – והם רבים – טוענים שהדבר בלתי אפשרי. העובדה שהיא טסה כל כך הרבה פעמים היא אות כבוד לגאוניותם ולמסירותם של מהנדסי התוכנית אולם בסופו של דבר יקרה מה שקרה אחרי אסון 'צ'לנג'ר': בעיות של תחזוקה והתיישנות יזדחלו פנימה ונאס”א תחסר את המשאבים לטפל בהן. נאס”א, כפי שניתן היה לצפות, דוחה את הרעיון. ללא המעבורת המשמשת כפרד משא, תהפוך תחנת החלל הבינלאומית שבנייתה טרם הושלמה לפיל הלבן המורכב ביותר של מערכת השמש. אולם תחנת החלל היא רק המכבש הקטן על שיגורה של 'דיסקברי'. אסון נוסף יקרקע לצמיתות את המעבורת ואולי אף את תוכנית טיסות החלל המאוישות כולה. אפשר לומר שבשיגורה של המעבורת הבאה מהמרת נאס”א על עתידה.
המכלול הקרוי מעבורת חלל, מורכב משלושה חלקים עיקריים. המרכיב המרכזי הוא המעבורת (orbiter), כלי הטיס בעל הכנפיים שגולש חזרה לקרקע לקול תרועותיו של קהל הצופים. החלק הגדול ביותר הוא המיכל החיצוני שנושא דלק נוזלי המספק כוח לשלושת המנועים העיקריים של המעבורת. זוג רקטות מאיצות של דלק מוצק משלים את מה שנקרא 'מבנה המעבורת'. מאחר שהחמצן הנוזלי והחנקן הנוזלי שהוא מכיל מקוררים לטמפרטורה נמוכה מאוד, מצופה המכל החיצוני בקצף כדי למנוע הצטברות של קרח שעלול להינתק במהלך ההמראה ולפגוע במעבורת. באופן אירוני, אינספור גושים קטנים של קצף מגן זה ניתקו בעצמם מן המכל – או “השתחררו”, בלשונה המעודנת של נאס”א – למן טיסת המעבורת הראשונה, ופגעו באריחיהן של החלליות כדבר שבשגרה.
מאחר שהקצף קל בהרבה מן הקרח, נתפסה התופעה כנושא של תחזוקה ולא כליקוי מסוכן – עד לטיסתה האחרונה של 'קולומביה' בראשית 2003. גוש קצף גדול ניתק מן המכל החיצוני של 'קולומביה' 81.7 שניות לאחר ההמראה, והכה בלוח הפחמן-פחמן המחוזק שהגן על חלקה הקדמי של הכנף השמאלית במהירות יחסית של 800 קמ”ש. באותו הרגע, למרות שאיש לא ידע זאת, נגזר גורלה של 'קולומביה'. זו פיסת הקצף הגדולה ביותר שאי פעם ניתקה בעת ההמראה, והיא פגעה באחת מנקודות התורפה המסוכנות ביותר.

גחונה של המעבורת מצופה באריחים קרמיים חסיני-חום. אולם החלק הקדמי של הכנף, החלק שסופג את הטמפרטורה הגבוהה ביותר במהלך הכניסה לאטמוספרה, מוגן על ידי לוחות RCC מיוחדים ויקרים יותר. כחלק מ”תוכנית החזרה לטיסה”, הוסר כל לוח ונבדק. כולם פרט לאחד כבר הותקנו במקומם; באורח מקרי, הלוח המסוים הזה הוא מספר 8, אותו אחד עצמו שכשל ב'קולומביה'. חור של 20 עד 25 ס”מ איפשר לאוויר חם ביותר לחדור אל לוח ה-RCC מספר 8 בזמן הכניסה לאטמוספרה ולגרום בכך לכשל בכנף השמאלית. בתוך שעות הוקמה ועדת חקירה. הדו”ח שהוציאה הוועדה מתחת ידיה היה כתב אישום נוקב כלפי נאס”א שביקר קשות את הסוכנות על ליקויים טכניים, על הפרזה ביכולותיה של המעבורת ועל היהירות שהולידה שאננות הרת אסון.

ארבעה חודשים לאחר התאונה, כשנאס”א הייתה בעיצומה של ההאשמה העצמית, נדר מנהלה, שון או'קיף, “לקיים את המלצותיה של ועדת החקירה לגבי חידוש הטיסות, במלואן, ככתבן וכלשונן”. מאוחר יותר, עם ההתפכחות, נסוגה נאס”א מאותה הצהרה חד-משמעית. היעד של הסרת כל שברי הקצף התברר כיקר מדי וקשה מדי. פיתוח חומרים שבעזרתם יוכלו אסטרונאוטים לתקן אריחים ולוחות RCC בשהותם בחלל, כפי שהמליצה ועדת החקירה, נותר בחזקת משוכה גבוהה למדי. ובכל זאת קיבלה נאס”א את רוב 15 המלצותיה של ועדת החקירה. כל צינור גמיש נבדק לגילוי ליקויים שנוצרו בהיסח הדעת במהלך פעולות התחזוקה. כמה חלונות עברו עיבוי משום שהמהנדסים גילו שהם היו פגיעים לשברים. מחזיקי הברגים תוכננו מחדש ללכידה בטוחה יותר של התופסנים שמשתחררים בשעת הינתקות המאיצים מן המכל החיצוני. אולם התיקון העיקרי נעשה במכל החיצוני עצמו.
אחרי סדרה של מבחנים במנהרות-רוח, ניתוחים ממוחשבים של דינאמיקת נוזלים ויותר מ-500 מיליון הרצות של מחשב-על, קבעה נאס”א כי גוש של קצף שמשקלו פחות מחצי אונקיה יכול לגרום לכשל קטלני. בעקבות מסקנה זו תוכנן המכל מחדש כדי להבטיח ששום דבר לא יוכל להתרופף וליפול. למן ההתחלה התמקדו המהנדסים בנקודות החיבור העליון בין החללית והמכל. על מנת למנוע הצטברות של קרח, צופו התקנים דו-רגליים אלה במשטחי קצף משופעים. הגיאומטריה המשונה של משטחים אלה חייבה שיד אדם, ולא רובוט, תניח את הקצף, מה שעשה אותו מועד להיווצרות חללים פנימיים ולפגמים אחרים שייתכן ואפשרו לו להינתק בזמן ההמראה. הפתרון של נאס”א היה לזנוח את רעיון הקצף ולהכניס במקומו סלילים מחוממים מתחת להתקנים הדו-רגליים. בנוסף לזאת הושבחו הכנפיים של 'דיסקברי' עם 132 מדי-תאוצה ו-44 חיישני חום כדי לגלות מכות של שברים או עליות חדות בטמפרטורה. המצלמה שהייתה קבועה בגחונה של המעבורת הומרה למצלמה דיגיטאלית כדי לשדר תמונות בזמן אמת של ההמראה. לשתי הטיסות הראשונות, לפחות, ננקטים אמצעי זהירות נוספים. מצלמה נוספת – שתוצב על מוט באורך של 16.5 מ' ותחובר לזרוע רובוטית שהמעבורת נושאת בתא המטען – תעקוב אחר פגיעות בזמן השהייה בחלל. אם יאותר נזק שלא ניתן יהיה לתקנו, יוכלו האסטרונאוטים לעגון בתחנת החלל, שם תהיה גם להם וגם לצוות התחנה אפשרות לשהות עד 45 ימים. 'דיסקברי' תינטש ותפנה את מקומה במפרץ העגינה ל'אטלנטיס' שתוכן בעוד מועד כרכב חילוץ.

את המעבורת אפשר לאהוב או לשנוא. מליצי היושר שלה מהללים אותה במונחים של סוס עבודה מיוחד, ספינת החלל היחידה בעולם לשימוש רב-פעמי. מבקריה מסכימים שהיא הייתה פלא טכנולוגי כשהיא טסה בראשונה כבר לפני כרבע מאה. אבל היום? לא היית מצליח למכור את המחשבים שלה בחנות יד שנייה אפילו. התקציבים שהורעפו על דינוזאור החלל הזה מנעו את התפתחותו של מחליף שכבר מזמן צריך היה להיבנות. ובכל זאת, חטאה הגדול של מעבורת החלל, בעיני מבקריה, הוא שהיא לא עמדה בציפיות. כשתוכנית 'אפולו' הגיעה אל סיומה, הייתה נאס”א נחושה להגשים את מה שהיא ראתה כמשימה אלוהית-כמעט: לבסס נוכחות אנושית קבועה בחלל. כדי לשכנע קונגרס ספקן לממן את הרעיון, טענה נאס”א כי יש ביכולתה לבנות רכב חלל שניתן לעשות בו שימוש חוזר, שיטוס מדי שבועיים בעלות של כ-35 מיליון דולר לשיגור. אם לדקדק בעובדות, שוגרו למעשה חמש מעבורות החלל, שמתוכן נותרו עתה שלוש, ל-113 משימות בסך הכול מאז 1981, ועלותה של כל משימה מתקרבת עתה ל-500 מיליון דולר.

קשה, אולי בלתי אפשרי, לחשב את סיכוייו של כשל גורלי במערכת כה מורכבת כמו משימותיהן של מעבורות החלל, הכרוכות בכל כך הרבה אי ודאות. מערכת המילוט הלא משוכללת של המעבורת מאפשרת לאסטרונאוטים לצנוח בשלום רק מגבהים נמוכים יחסית. ללא מערכת מילוט הסיכויים לאבד עוד צוות הם 100 אחוזים. כמובן, אילו המטרה העיקרית הייתה הבטיחות, היינו שולחים רובוטים – מה שהיה משמח כמה ממבקריה של נאס”א. אנו משקיעים סכומים מופרזים בשיגור אנשים לביצוע משימות בחלל שמכונות יכולות לעשות טוב יותר.
האסטרונאוטים סויצ'י נוגוצ'י וסטיב רובינסון יושבים גב אל גב. שניהם חובשים קסדות, מרכיבים משקפי מגן ועוטים כפפות. באחת משלוש הליכות החלל המתוכננות ל'דיסקברי', יבחנו נוגוצ'י ורובינסון שתי שיטות תיקון ניסיוניות, אחת לאריחים והשנייה לRCC-. שני חומרים נוספים ייבדקו בתא המתעד. החדשות הטובות הן שלרשות צוות ה'דיסקברי' יעמדו לא פחות מחמש שיטות תיקון. החדשות הרעות הן: אף אחת מהן לא תהיה מוכנה לרגע האמת. כמה מן החומרים מועדים לפתח בועות אוויר שעלולות לערער את יציבותם; אחרים הנם כה חדשים שטרם ניתן היה לבדקם ביסודיות. וגם אם הם יענו על כל הציפיות, לא יוכל אף אחד מהם לתקן נזק מן הסוג שגרם לאסון 'קולומביה'.

חמישה מטוסי T-38, ממש כמו חדשים, בצבעי כחול-לבן של נאס”א, חונים כנף-אל-כנף במרכז החלל קנדי. שבעת האסטרונאוטים של 'דיסקברי' צועדים על מסלול ההמראה בחליפות חלל כחולות זהות מול הכתבים שהובאו במיוחד למסיבת עיתונאים. התמונה מזכירה את התצלום המפורסם של האסטרונאוטים של 'מרקורי' בחליפות כסופות תואמות בראשיתו של עידן החלל. איך השתנו הזמנים… שניים מבין האסטרונאוטים של 'דיסקברי' הן שתיים. שלושה בעלי תואר 'ד”ר'; לארבעה האחרים תארי 'מוסמך'. אחד מהם יפני. אחר מאוסטרליה. איש מהם אינו גיבור מלחמה. הם מקצוענים שמבצעים משימה, לא סמלים לאומיים. והסיבה העיקרית לתשומת הלב המופנית אליהם היא רטט של התרגשות שמתלווה לאפשרות של אסון.

כאן בדיוק נמצא מלכוד 22. נאס”א הצהירה על המעבורת שהיא חללית הפלא שעמדה להפוך את הטיסות לחלל לשגרה. אז כשהכל מתנהל כשורה, אף אחד לא שם לב. אבל כשמשהו משתבש, מרגיש הציבור נבגד. ובכן, לטוב או לרע, טיסות מעבורת אינן דבר שבשגרה. הן מעולם לא היו, ולעולם לא יהיו. אך אין בזאת כדי לומר שהן אינן ראויות בכלל.
הכירו את הצוות האסטרונאוטים שימריאו החודש על סיפונה של הדיסקברי:

איילין קולינס – מפקדת המשימה
תאריך לידה: 19/11/56, ניו יורק
ראוי לציון: האישה הראשונה בתפקיד טייסת ומפקדת
מדבריה: “אני לא עולה אפילו על רכבות הרים בלונה פארק כי הן מפחידות אותי”.

ג'ים קלי – טייס המעבורת
תאריך לידה: 14/5/64, איווה
ראוי לציון: בן כיתה (בקורס האסטרונואוטים) של שלושה מהרוגי 'קולומביה'.
מדבריו: “אני מאוהב ברעיון של להגיע למקומות אחרים, בין אם זו תחנת החלל או הלאה למאדים”.

סויצ'י נוגוצ'י – מומחה משימה
תאריך לידה: 15/4/65, יפן
ראוי לציון: מצא שבר מ'קולומביה' בטקסס.
מדבריו: “אני מודע יותר לסיכונים שקיימים. ועם זאת אני מרגיש מוכן”.

סטיב רובינסון – מומחה משימה
תאריך לידה: 26/10/55, קליפורניה
ראוי לציון: גיטריסט בלהקה שמורכבת רק מאסטרונאוטים, “מקס קיו”.
מדבריו: “הדבר הקשה ביותר בתחום התעופה הוא לאבד אנשים שהיו יקרים ללבך”.

אנדי תומס – מומחה משימה
תאריך לידה: 18/12/51, אוסטרליה
ראוי לציון: נושא עמו בומרנג במשימתו הראשונה כדי להבטיח את השיבה בשלום.
מדבריו: “לא משנה עד כמה תתאמן, תמיד יכולים לקרות דברים בלתי צפויים”.
וונדי לורנס – מומחית משימה
תאריך לידה: 2/7/59, פלורידה
ראוי לציון: טייסת קרב, דור שלישי
מדבריה: “אם לא נשוב לטוס לחלל, לא נכבד את זכרו של צוות 'קולומביה' כראוי”.

צ'ארלי קמרדה – מומחה משימה
תאריך לידה: 8/5/52, ניו יורק
ראוי לציון: בעל ידע שימושי במבנים תרמיים.
מדבריו: “טיסה לחלל תמיד תהיה חוויה; עלינו ללמוד מכל טיסה”.

ידען בחזרה לחלל

לרכישת מנוי לפופיולר סיינס בעברית במחיר מבצע לגולשי אתר הידען
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~210113124~~~188&SiteName=hayadan