את הלקחים הראשוניים ממשימת החלל STS-114, תוך בחינת ההיבטים הטכניים/הנדסיים של המבצע, השלכות תוצאותיו על עתידה של תוכנית מעבורת החלל ותחנת החלל הבינלאומית, ועל נאס"א כולה. מאמר ראשון מתוך שניים
טל ענבר
צוות המעבורת דיסקוורי בתמונה קבוצתית בעת האימונים לקראת המשימה
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/inbar220905.html
משימת מעבורת החלל דיסקאברי המכונה STS-114 הייתה המשימה הראשונה של מעבורת חלל מאז אסון מעבורת החלל קולומביה מ-1.2.2003. המשימה הוגדרה מראש כמשימת ניסוי, שנועדה לספק מידע על בעיות שונות הנוגעות למערכת הבידוד הטרמי של החללית, לבחון את השיפורים במערך העקיבה הצילומי אחר מעבורת החלל (מהקרקע, מהאוויר ומהחלל), לבחון בצנאי חלל הליכי תיקון שונים של מעטה הבידוד, ולהעביר ציוד ואספקה אל תחנת החלל הבינלאומית.
במאמר זה אציג את הלקחים הראשוניים ממשימת החלל STS-114, תוך בחינת ההיבטים הטכניים/הנדסיים של המבצע, השלכות תוצאותיו על עתידה של תוכנית מעבורת החלל ותחנת החלל הבינלאומית, ועל נאס"א כולה. יש להדגיש, כי מאמר זה נכתב כחודש לאחר סיום המשימה, ומלוא ההערכה של המשימה תוכל להתבצע באופן מלא לאחר ניתוח של כלל תוצאות השיגור והמשימה, שטרם פורסמו במלואם. זוהי איפה סקירה ראשונית של המשימה, שנועדה להצביע על הגורמים המרכזיים בה.
מהי מעבורת החלל?
מעבורת החלל היא חללית רב פעמית, שפותחה בארה"ב החל משנת 1972, וטסה לראשונה לחלל בשנת 1981. כל מעבורת החלל תוכננה למאה טיסות, והיא מורכבת משלושה חלקים עיקריים :
• החללית עצמה,שהיא בעלת כנפיים לצורך הדאייה חזרה לכדור הארץ ( Orbiter )
• מיכל דלק ענק המכיל דלק וחמצן נוזליים (ET – External Tank )
• שני מאיצים בעלי דלק מוצק. ( SRB – Solid Rocket Booster )
כל מרכיבי מעבורת החלל צריכים לעבוד בתיאום מושלם, על מנת להשיג הצלחה במשימה. מעבורת החלל יכולה להגיע אל מסלול נמוך מסביב לכדור הארץ, לשגר לווינים, להחזיר לווינים מהחלל אל כדור הארץ, לתקן בחלל לווינים ומערכות שונות, ולעגון בתחנת החלל הבינלאומית, שהמעבורת משמשת עבורה גורם מרכזי בהעלאת המכלולים השונים, העברת ציוד, אספקה וצוותים.
בעת השיגור, פועלים שלושה מנועים המונעים במימן ובחמצן נוזלי ובנוסף מוצתים שני מאיצי העזר המכילים דלק מוצק. כשתי דקות לאחר ההמראה, מושלכים המאיצים לאחר שהתרוקן בהם הדלק והם צונחים אל האוקיינוס, נאספים ומוחזרים לשימוש לאחר שיפוץ מקיף. מעבורת החלל ממשיכה בכוח מנועיה לטפס אל החלל ולאחר כשש דקות נוספות של טיסה מושלך גם מיכל הדלק אשר נישרף באטמוספירה ושבריו נופלים לים. מיכל הדלק הוא החלק היחיד ממעבורת החלל שאינו ניתן לשימוש חוזר. משימה ממוצעת של מעבורת החלל נמשכת כשבועיים, במהלכם היא מקיפה את כדור הארץ בגובה נמוך באופן עצמאי או שהיא עוגנת בתחנת החלל הבינלאומית. לאחר גמר המשימה, מפעילה המעבורת מנועים קטנים המאטים את מהירותה וגורמים לה לאבד גובה. ככל שגובה הטיסה של המעבורת הופך נמוך יותר – עולה הטמפרטורה של האוויר מסביב לה ומגיעה לשיא של כ- C
יעדי משימת דיסקאברי
משימת החלל STS-114 הוגדרה כמשימת ניסוי, לבחינת יכולות תיקון שונות בחלל. עיקרי המשימה:
• בחינת מערך העקיבה הקרקעית והאווירית אחר מעבורת החלל
• בחינת מערכת מצלמות שהותקנו במקומות שונים על גבי מעבורת חלל
• ביצוע ניסויים בהליכי תיקון שונים בתנאי חלל – ובהם תיקון אריחי בידוד פגומים
• העברת אספקה חיונית אל תחנת החלל הבינלאומית וסילוק אשפה ממנה
בעיות שהתגלו במהלך המשימה
במהלך משימתה של דיסקאברי התגלו מספר אירועים הקשורים במערכת ההגנה התרמית של החללית:
• פיסות קטנות של אריחי בידוד קרמיים נשרו מאזורים שונים של גחון המעבורת
• פיסה גדולה של קצף בידוד נשרה ממיכל הדלק החיצוני
• שמיכות בידוד נתלשו מאזור החלונות של תא הצוות
• משטחי בידוד המצויים בין אריחי בידוד בגחון המעבורת יצאו ממקומן ובלטו החוצה
יצויין, כי חלק ניכר מהבעיות הללו זוהה על ידי מערך המצלמות המורכב שהותקן במעבורת החלל, וכן על ידי צילום המעבורת מתוך תחנת החלל הבינלאומית. נשירת קצף הבידוד הייתה אכזבה מרה למהנדבי נאס"א ולוקהיד מארטין, הקבלן של מיכל הדלק. מאות מיליוני דולרים הושקעו על מנת להבין את הסיבות שגורמות לנשירת הקצף, שגרם לאסון קולומביה, ונשירת חתיכה כה גדולה, ממקום סמוך לזה שממנו נשרה החתכה שפגעה בקולומביה, הייתה כישלון צורב במיוחד. למרבה המזל, גוש קצף זה ניתק בחלל, ולא פגע במעבורת. לו הייתה הנשירה מעט מוקדם יותר, יתכן ומעבורת החלל דיסקאברי הייתה נפגעת באורח חמור.
תיקון ראשון בחלל
לאחר בחינת המידע הצילומי של האזורים הפגועים במעטה הבידוד של מעבורת החלל, נקבע כי הקרעים בשמיכות הבידוד אינם מסכנים את חזרת המעבורת, אולם נקבע כי יש להוציא ממקומם את החלקים הבולטים מגחון המעבורת. תוכננה פרוצדורה חדשה לתיקון בבעיה זו, שלא היה ידוע על קיומה, כולל אלתור של מסור להסרת החלקים. אסטרונאוט חובר אל הזרוע המתמרנת של מעבורת החלל, והגיע אל החלק התחתון של גחון המעבורת – לראשונה אי פעם. התברר כי לא היה צורך בניסור, והוא שלף את שתי פיסות חומר הבידוד שבלטו החוצה, והחזירן למעבורת, לשם בחינת הסיבות להשתחררות רכיבים אלה.
קרקוע המעבורות
עוד בהיותה במסלול סביב כדור הארץ, חוללה דיסקאברי סערה על הקרקע, כאשר הוכרז כי שתי המעבורות הנוספות של נאסא, אטלנטיס ואנדבור, יקורקעו עד לבירור הסיבה לנשירת קצף הבידוד ממיכל הדלק הראשי, ולתיקון הליקויים. יש לציין כי מעבורת החלל אטלנטסי הייתה צפויה להמריא לטיסת חלל בחודש ספטמבר 2005, כחודש לאחר שובה של מעבורת החלל דיסקאברי מן החלל. בכל תולדות מעבורת החלל היו שלושה קירקועים – לאחר אסון צ'אלנג'ר בשנת 1986, אסון קולומביה ב – 2003, ובעת משימת דיסקאברי ביולי/אוגוסט 2005. מכך יש להבין את החשיבות שנאס"א ייחסה לבעיות שהתגלו במהלך המשימה.
דחיית השיגור הבא
לאחר נחיתת מעבורת החלל דיסקאברי נודע על דחייה של השיגור הבא שנועד לספטמבר 2005 – לחודש מרץ 2006. הדחייה הכרחית כיוון שנאס"א מעוניינת להעביר את מיכל הדלק בחזרה ליצרן (לוקהיד מארטין) על מנת לטפל אחת ולתמיד בבעייה החמורה של נשירת קצף הבידוד. אולם, בעקבות נזקי ההוריקאן "קאתרינה" שפגעו במתקן הייצור של מיכלי הדלק המצוי בלואיזיאנה, יידחה קרוב לוודאי השיגור לסוף שנת 2006 – עד כדי דחייה של שנה מהמועד המתוכנן, ואולי אף יותר. בעיות חמורות בלוח הזמנים של שיגורי המעבורות שנותרו מטילות צל כבד על הסיכוי להשלים את בניית תחנת החלל הבינלאומית עד שנת 2010 – שנת הוצאת המעבורות משירות. קיימת אפשרות שלקראת 2010, המועד שנקבע על ידי ועדת החקירה לאסון קולומביה כאחרון להוצאה משירות של המעבורות, יגבר הלחץ מצד גורמים שונים לאפשר חריגה של מספר שנים מעבר לתאריך זה, על מנת להשלים את בניית תחנת החלל הבינלאומית ולעמוד בהתחייבויות של נאס"א כלפי המדינות השותפות לבניין התחנה. מובן שלהחלטה כזו יהיו השלכות בטיחות חמורות.
עתיד המעבורות
עם השלמת המאמר והעברתו לדפוס נודע כי נאס"א החליטה על משגרי הדור הבא שלה, משגרים שנוים המבוססים על טכנולוגיית מעבורת החלל , שיביאו לבסוף אסטרונאוטים אמריקניים לירח וישמשו אבן דרך למשימות מאוישות למאדים, על פי חזון בוש לחקר החלל . כרגע ניתן לשמוע קולות סותרים בארה"ב – יש הקוראים להארכת השימוש במעבורות החלל מעבר ל – 2010, ויש הקוראים לנצל את ההזדמנות בדחיית שיגור המעבורת הבאה לסוף 2006 ולהכירז על הפסקת השימוש במעבורות החלל כבר כעת.
אירופה, שותפה בכירה בתוכנית תחנת החלל הבינלאומית, מגלה מורת רוח רבה מהעיכובים של נאס"א, המטילים צל כבד על שיגורו לחלל של הרכיב האירופי לתחנת החלל. גם יפן אינה מרוצה מדחיית מועד השיגור של המיכלול היפני לתחנת החלל, והוחל כבר בבחינת אפשרויות לשגרו על גבי משגרים מתכלים מתוצרת רוסית.
דומה כי מדינות רבות ותוכניות חלל מגוונות נפגעות באופן ישיר מעיכוב הטיסות של מעבורות החלל, וכי להחלטה על סיום תפקידן ההיסטורי בחקר החלל מחכים גורמים רבים בעולם. יש לקוות, כי החלטה – לכל כיוון – תתבסס על נתונים טכניים והערכות בטיחות בלתי תלויות, ולא על רצון להמשיך ולהחזיק בסמל יוקרה יקר. יש להבין כי מעבורות החלל האמריקניות היו פורצות דרך בתחומים רבים, ושירתו את תוכנית החלל האמריקנית במשך עשורים , אולם הגיע הזמן להתבונן ביושר בצי המעבורות שנבנו בטכנולוגיות של שנות השבעים – ולומר להן "תודה", להעבירן למוזיאון ולהמשיך הלאה עם כלים חדשים בני המאה העשרים ואחת.
