איך טיל נולד

האם מערכת השיגור לחלל (SLS) של נאס"א היא שוחד בחירות מעופף, או הסיכוי הטוב ביותר שלנו להביא בני אדם לחלל העמוק? דיוויד ה' פרידמן, סיינטיפיק אמריקן

משגר SLS ובמרכזו שלב בצבע כתום, הדומה למאיצי המעבורת. איור: נאס"א
משגר SLS ובמרכזו שלב בצבע כתום, הדומה למאיצי המעבורת. איור: נאס"א

הכתבה התפרסמה באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל ורשת אורט ישראל

לאחר ביטול תכנית קונסטליישן של נאס"א, שנועדה להחליף את מעבורת החלל, החליטה ארה"ב להסתמך על קבלנים פרטיים לצורך גישה למסלול נמוך סביב כדור הארץ, ולבנות טיל גדול, הקרוי "מערכת השיגור לחלל" (SLS), שישמש להטסת בני אדם ומטענים לחלל העמוק.

לתכנית SLS, המבוססת על רכיבים מן המעבורת ונתמכת בעיקר על ידי פוליטיקאים ממדינות שירוויחו מן הפיתוח, הוענק הכינוי "טיל לשום מקום", ונטען שהיא למעשה שוחד בחירות חסר מטרה ובעלת סיכוי נמוך להמריא בפועל.

אלא שבינתיים, תכנית SLS מתקדמת בהתאם ללוח הזמנים ולתקציב, והמשימה הראשונה מתוכננת ל-2018. כמו כל תכנית שמשתרעת על פני עשורים, המשך תכנית SLS תלוי בפוליטיקה העתידית. האם שוחד בחירות מעופף זה הוא הסיכוי הטוב ביותר שלנו להגיע למאדים?

זה שנים, עמוק בתוך מתקן ענקי ולא מוּכַּר של נאס"א, צוותים מביימים משימות חלל מזויפות. זו אינה תיאוריית Michoud) של נאס"א – המתחם בניו אורלינס שבו בנתה סוכנות החלל במשך עשרות שנים את הטילים הגדולים ביותר שלה. לאחר טיסתה האחרונה של מעבורת החלל, ב-2011, הבניינים דמויי ההאנגרים הענקיים של מישוּ הושכרו לאולפנים הוליוודיים, להפקת סרטי מדע בדיוני כגון "המשחק של אנדר" ואחרים.

אלא שלאחרונה, קבוצה הולכת וגדלה של מהנדסים ועובדי נאס"א אחרים עוסקת בהפקה חדשה במתקנים האלה: "סרט המשך" לתור הזהב של הטיסה המאוישת לחלל. מישוּ חזר לעסקי בניית הטילים, ומשמש כעת מפעל ליצירת רכב החלל הגדול והשאפתני ביותר שנבנה מעולם: מערכת השיגור לחלל (Space Launch System), המכונה לרוב בראשי התיבות SLS.

SLS הוא טיל השיגור שישלח, כך מקווים בנאס"א, צוות אסטרונאוטים מקייפ קנוורל שבפלורידה אל החלל, למסע של כשנה אל פני השטח של מאדים. הטיל יביא לשם גם את המגורים, את כלי הרכב ואת האספקה הדרושים לכמה שבועות, לכל הפחות, של שוטטות באבק החלוד. המשימה הזו מרוחקת מאִתנו 25 שנים, אך בינתיים SLS יוכל להביא אנשים לירח שלנו ולאסטרואיד, ולשלוח חללית רובוטית שתחפש חיים על אירופה, אחד הירחים של צדק. זהו פרויקט בין-פלנטרי פורץ דרך, אחד הפרויקטים הנועזים ביותר שנאס"א נטלה על עצמה מעולם.

אז למה נדמה שרבים כל כך שונאים אותו?

כבר ב-2016, מהנדסים במרכז החלל סְטֶניס של נאס"א במיסיסיפי מתכוונים לערוך ניסוי בשלב הליבה של SLS, שגובהו כ-65 מטרים.

להחליף את המעבורת

אחרי הניצחון המסחרר של תכנית אפולו לחקר הירח, בשנות ה-60 ובראשית שנות ה-70, מעבורת החלל הייתה אמורה לעשות את הגישה למסלול נמוך סביב כדור הארץ לזולה באופן יחסי ושגרתית. בפועל, כל טיסה עלתה בממוצע יותר ממיליארד דולרים, היו טיסות ספורות בלבד בשנה, ושתי מעבורות אבדו באסונות. ב-2004, שנה לאחר שהמעבורת קולומביה התרסקה במהלך הכניסה לאטמוספרה ושבעה בני אדם נספו [בהם האסטרונאוט הישראלי אילן רמון – העורכים], הורה הנשיא ג'ורג' וו' בוש לנאס"א להחליף את המעבורת בתכנית דומה יותר לאפולו, שתחזיר אותנו לירח ולאחר מכן למאדים.

תכנית זו, שנקראה בשם קונסטליישן (Constellation), הביאה לתכנון של שני טילים חדשים בשם אַרֶס (Ares), כלי תעופה לשיגור צוות, וטיל שנראה כגרסה ענקית של סטורן 5 (ששימש לשיגור חלליות אפולו) שמטרתו להעלות מטען. אך עד 2011, אחרי שבזבזה יותר מתשעה מיליארדי דולרים, כל מה שקונסטליישן הפיקה היה תא צוות ששמו אוריון, שנבנה על ידי לוקהיד מרטין, וטיל ששוגר רק פעם אחת במסגרת ניסוי. הנשיא ברק אובמה ביטל את התכנית והנחה את נאס"א לחזור ולמקד את המאמצים במשימה לאסטרואיד. הסוכנות התבקשה לפנות למגזר הפרטי לקבלת שירותי שיגור למסלול של צוות וציוד, בעבור תחנת החלל הבין-לאומית (ISS).

אף על פי כן, רבים בקונגרס נאבקים להמשיך ביצירת טילים למטען כבד, שיוכלו להביא בני אדם לירח ולמאדים. הפשרה שנולדה כתוצאה מכך היא SLS – טיל אחד גדול, הן לבני אדם והן למטען, שיסתמך להנעתו בעיקר על המנועים, המאיצים והמכלים של מעבורת החלל במקום על הטכנולוגיה החדשה שתוכננה בעבור אַרֶס. SLS הוא למעשה אַרֶס זול.

מן הרגע הראשון דבקה ב-SLS התפיסה ולפיה מדובר בהמצאה של הקונגרס, שמטרתה לשמר מקומות עבודה בנאס"א ואצל הקבלנים הגדולים שלה. עורכי העיתון אקונומיסט כתבו, בדצמבר 2014, ש"זהו הטיל הראשון שתוכנן על ידי ועדה של פוליטיקאים, במקום מדענים ומהנדסים." היו מבקרים שכינו את SLS בשם "טיל ג'ובים" או "מערכת השיגור לסנאט". ואמנם, סנטורים מדרום ארה"ב, שבמדינותיהם מצויים מתקנים גדולים של נאס"א ושל קבלניה, היו התומכים הקולניים ביותר ב-SLS בקונגרס. בתומכים אפשר למצוא, למשל, את הסנאטור ריצ'רד שלבי מאלבמה, שבה מועסקים כ-6,000 איש בפרויקט SLS במרכז טיסת החלל מארשל של נאס"א בעיר הנטסוויל, והסנאטור דייוויד ויטר מלואיזיאנה, שבה מצוי מתקן מישוּ. חברת בואינג, הקבלנית העיקרית של שלב הליבה של הפרויקט, מעסיקה במתקן זה כבר עכשיו כ-1,500 איש.

לוח הזמנים של פיתוח הטילים

והתכנית, כמו הטיל, גדולה מאוד. ל-SLS יהיה שלב ליבה תחתון, מוּנַע בארבעה מנועי RS-25 של מעבורת החלל, שמשתמשים בדלק רגיל של מימן וחמצן נוזליים. לכל צד של שלב הליבה יוצמד מאיץ רקטי בדלק מוצק, שיספק את הדחיפה הנוספת הדרושה כדי להעלות לאוויר את הטיל הכבד [ראו איור]. השלב השני, שרוכב על הראשון, יתפוס פיקוד בגובה של כ-50 קילומטרים כדי לדחוף את הטיל למסלול, ואילו תא הצוות אוריון ימוקם בראש המבנה כולו. הטיל, שגובהו כ-98 מטרים, יהיה נמוך במעט אך חזק יותר מסטורן 5, שהיה אחראי לכל הטיסות המאוישות לירח, והוא יהיה מסוגל להעלות מטען גדול פי שלושה מזה של מעבורת החלל. שום חלק מחלקי הטיל אינו מיועד לשימוש חוזר. בעשור הבא, שדרוגים ל-SLS יכללו מנועים ומאיצים חזקים יותר. טילי SLS עתידיים, שיוכלו להביא חללית למאדים, יכללו שלב שני חזק עוד יותר, שיעניק להם דחף כפול מזה של הגרסה הראשונה.

המבקרים טוענים שבהחלטה להסתמך על רכיבים ממעבורת החלל, הבטיח הקונגרס שהקבלנים הגדולים של המעבורת ימשיכו להרוויח. "שוב, בואינג פועלת כמו שודד דרכים," אומר פיטר וילסון, אנליסט בכיר בתחום מחקרי ההגנה בתאגיד RAND. אחרים טוענים שהגישה של מחזור מעבורת החלל תהפוך את SLS לטיל פרנקנשטיין בעייתי, שקם לתחייה מחלקים של תכנית מתה שנתפרו יחדיו. לדוגמה, הבחירה במאיצים של המעבורת כבר הובילה לבעיה של מרווחים בבידוד החום.

ההערכות באשר לעלות הסופית של SLS רבות ושונות. לפי פרסום פומבי של נאס"א, יידרשו 18 מיליארדי דולרים עד לשיגור הראשון: עשרה מיליארדים לטיל עצמו, שישה לתא הצוות אוריון, ועוד שניים להתאמה של קייפ קנוורל לשיגור של טילי SLS (דרך אגב, הסנאטור ביל נלסון מפלורידה גם הוא תומך נלהב של SLS). אלא שלפי מחקר פנימי שהודלף, העלות תהיה יותר מ-60 מיליארדים בעשר השנים הבאות. אחרים טוענים ששיגור משלחת למאדים יעלה עד טריליון דולרים. היעד המוצהר של נאס"א הוא 500 מיליון לשיגור, אך אחרים, שכוללים בחישוב את עלויות התכנית כולה, הגיעו עד 14 מיליארדים.

לדברי המבקרים, הממשל והציבור לעולם לא יתרגמו את התלהבותם מחקר החלל למאות מיליארדי הדולרים שידרשו המשימות הגדולות של SLS. לפי כמה ניתוחים, ובכללם מחקר פנימי אחד שנעשה בנאס"א, אפשר להגיע לחלל העמוק ולמאדים בלי טיל למשאות כבדים. יש הטוענים שיהיה זול יותר להסתמך על טילים קטנים, כגון דלתא-4 שמשמש בעשור האחרון להעלאת לוויינים למסלול. עם טילים כאלה אפשר יהיה להעלות למסלול נמוך את הדלק, את המערכות ואת החומרים הדרושים לבנייה של חללית גדולה לחלל העמוק, ולבנות אותה שם. אם בכל זאת נזדקק לטיל ענק, כך אומרים רבים, למה לא לפנות ל"חלל החדש"? חברת SpaceX, שהוקמה על ידי כוכב עמק הסיליקון אילון מאסק, כבר זכתה בחוזי העלאה למסלול של נאס"א עם טילי פלקון-9 הנחשבים. "SLS מציע רק שיפורים קטנים לטכנולוגיה שפותחה לפני 40 שנה," אומר ג'יימס פורה, נשיא Space Frontier Foundation – קבוצה שמטרתה לקדם את חקר החלל. "נאס"א צריכה לומר לתעשייה הפרטית אילו סוגים של מטענים היא רוצה להביא לחלל העמוק, להציע סכום כסף מסוים תמורת העבודה ולתת לחברות כמו SpaceX לבנות את זה."

כיום, SpaceX מפתחת טיל בסגנון SLS למטען כבד, בעל 27 מנועים. היא גם עובדת על מנועים חדשים וחזקים יותר, שאם יצאו לפועל, יאפשרו לטיל להעלות משקל רב יותר מ-SLS הגדול ביותר שבתכנון. בנוסף, כל המרכיבים הגדולים של טילי SpaceX מיועדים לשימוש חוזר, לעומת מערכת SLS שנועדה כולה לשימוש חד-פעמי.

התכנון של משימת SLS החל על אף ההתנגדויות. טיסה ראשונה, ב-2018, תשגר תא אוריון ללא צוות אל מעבר לירח. שיגור שני, שעדיין לא נקבע מועדו, ישלח כמה שנים לאחר מכן צוות אנושי במסלול דומה, למרחק גדול יותר מכדור הארץ מכפי שהגיעו בני אדם מעולם. מה שיקרה לאחר מכן תלוי במידה רבה בקונגרס ובנשיא שייבחר, אך התכנון כרגע הוא לשלוח בני אדם לאסטרואיד באמצע 2020, ולבצע משימה מאוישת למאדים ב-2030.

מפעל הטילים

נאס"א בודקת את הטילים הגדולים ביותר שלה במרכז החלל סְטֶניס, ששוכן בתוך רשת של אגמים, נהרות, ביצות ותעלות, בקצה הדרומי של המיסיסיפי. אנחנו חובשים קסדות בטיחות ולובשים אפודים, וטום בירד – שהיה סגן המנהל מטעם נאס"א של המתקן עד פרישתו בינואר 2015 – מספר לי שיש שלוש סיבות לקרבה של המתקן למים. הפעילות בסְטֶניס מחייבת גישה לאסדות גדולות, מומחיות בעבודות הרכבה מן הסוג שמתבצע בכלי שיט, ודרך זמינה לקירור גושי מתכת ענקיים, שנחשפים לטמפרטורות קרובות לאלה שעל פני השטח של השמש.

כל כַּן ניסוי כאן הוא מבנה עצום של מתכת ובטון, שמזכיר קצת פרוסה שנחתכה לרוחבה של ספינת מטען גדולה. אנחנו מטפסים אל אחד הכַּנים, ובדרך בירד מראה לי חדר בקרה שהיה הולם תחנת כוח סובייטית משנות ה-50: בעיקר מחווני קיטור וחוגות גדולות ומגושמות. אני שואל מדוע לא שדרגו זאת לפאנלים דיגיטליים, והתשובה מתגלה כמנטרה של תכנית SLS כולה: נדרשו עשרות שנים כדי להתגבר על הכוחות העצומים שפועלים ועל התקלות הרבות ולגרום לדבר הזה לפעול, אז בשביל מה להתעסק אִתו?

מקטעים מעוגלים מוערמים זה על זה ומרותכים יחדיו כדי ליצור גליל גבוה, שישמש מעטה לשלב הליבה של SLS. בתוך מעטה זה יהיו שני מכלים שיישאו את הדלק לטיל, אחד של מימן נוזלי ואחד של חמצן נוזלי. במתקן ההרכבה מישוּ של נאס"א, מהנדסים בונים כעת גלילי "ביטחון" שמטרתם לבדוק את חוזק החלקים.

מראש הכַּן, לעומת זאת, אני יכול לראות שסְטֶניס מלא וגדוש בשדרוגים. תעלות וכבישים מותאמים לטיפול במטענים גדולים יותר, וכני הניסוי עצמם עוברים חיזוק ושיפוץ, מכיוון שמערכת SLS תעמיד אותם בלחצים גדולים יותר מכל טיל שקדם לו. "הכוחות שמופקים כאן גדולים יותר מן הכוחות שפועלים בזמן השיגור, מכיוון שהטיל במבחן אינו יכול לברוח מן הלהבות של עצמו," מסביר בירד. בהפעלת מבחן שנמשכת כתשע דקות, אלפי זרנוקים מתיזים סילוני מים בלחץ גבוה אל קירות הכַּן – לא לקירור, אלא כדי להחליש את הרעידות הפראיות שעלולות לקרוע את הכַּן לגזרים. אפילו לפני תקופת SLS נאסר על הקמת מבנים פרטיים ברדיוס של 13 קילומטרים מן הכַּנים, כי גלי הקול מן הניסויים עלולים למוטט מבנים בכוחות עצמם. מנועי SLS יפיקו את דחף הטילים החזק ביותר מעולם.

מעבר לגבול מיסיסיפי-לואיזיאנה, במרחק שעות שיט ספורות בנתיבי המים (או במקרה שלי, 45 דקות במכונית), מצוי מתקן מישוּ שבו ביקרתי למחרת. בניגוד לבידוד של סְטֶניס, המתקן ממוקם בלב אזור תעשייתי, בשולי ניו אורלינס. במובנים מסוימים, זהו מפעל ככל מפעל אחר, עם עמדות ריתוך, מלגזות, מנופים וארגזי חלקים. הכול פשוט נעשה בקנה מידה גדול הרבה יותר.

מבפנים, מישוּ נוצץ. בסיור במפעל רואים איך הוא מתמלא, דקה אחר דקה, בציוד חדש: זרועות רובוטיות גדולות שיכולות לנוע במהירות מסחררת, פלטפורמות על גלגלים ומתקנים דמויי מנוף שמביאים בזריזות חלקים במשקל עשרות טונות מתחנה אחת לאחרת, ומערכות לארגון רכיבים שמבטיחות שלא יהיה שום רכיב חסר או עודף במנועים, המורכבים ממאות אלפי חלקים. מי שבונה מכונה רבת-עוצמה כמו מנוע של טיל SLS חייב להיות בעל סובלנות נמוכה מאוד לסטיות בתהליך ההרכבה. "אם מערכת המעקב אחר חלקים הייתה אומרת לנו שאחת הטבעות הזעירות כאן מיותרת, היינו עוצרים את כל העבודה עד גילוי הסיבה," אומר פטריק וויפס, אחד ממנהלי מישוּ מטעם נאס"א.

רבים מן הרכיבים שישמשו כאן לבניית הטיל מקורם בכלי רכב אחרים. "לא יהיו לנו הרבה רכיבים מיוחדים במינם ב-SLS," אומר ויליאם גרשטנמאייר, מנהל מנאס"א המוביל את תחום מחקר החלל המאויש בסוכנות. עם זאת, הוא מוסיף, שיטות וכלי ייצור חדשים אמורים להוזיל מאוד את עלות הייצור של הרכיבים האלה. השדרוגים בתחום זה כוללים מכונה לריתוך בחיכוך סיבובי, שגודלה כמגדל מים עירוני. חלקי טיל גדולים מסגסוגת אלומיניום מוכנסים בשלמותם לתוך המפלצת הזאת, ושם מקדחים מיוחדים מתיכים שני חלקים יחדיו. זוהי המכונה הגדולה מסוגה בעולם.

מערכת SLS מתקדמת בדרכים רבות מעבר לטכנולוגיות של מעבורת החלל. כדי לנתח את לחץ האוויר על SLS בזמן הטיסה באטמוספרה, וגורמים אווירודינמיים לא-יציבים אחרים, נאס"א פונה לתוכנה המתקדמת ביותר שיש לניתוח דינמיקה של נוזלים. ללא התוכנה הזאת, היו המהנדסים חייבים לתכנן מחדש את הטיל כך שיעמוד בעומס רב יותר, כדי לפצות על מרווח טעות גדול בהרבה. בנוסף, SLS נעזרת במערכות תעופה ובבקרים דיגיטליים שמבוססים על שבבי מחשב מתקדמים בכמה דורות מאלה ששימשו במעבורות החלל. הדבר יאפשר לשליטה האוטומטית במנועים ובטיסה להגיב מהר פי כמה לשינויים פתאומיים ולמצבים מסוכנים.

המנועים שנותרו מתכנית מעבורות החלל ישמשו בארבע הטיסות הראשונות של SLS, אך החל מ-2020 יידרשו גרסאות חדשות שלהם. לשם כך, נאס"א נעזרת במכונות שיוצרות אלפי להבי טורבינה בגודל מטבע. המכונות יוצרות את הלהבים באמצעות ריתוך לייזר של אבקת מתכת לצורה הנכונה, במקום חריטה של כל להב בנפרד. הדבר יקצר את זמן ייצור הלהבים של מנוע שלם משנה אחת לחודש בלבד. "אנחנו משתמשים בבקרה ממוחשבת בכל מקום, כדי למזער את עלויות העבודה ולשפר את הדיוק," אומר גרשטנמאייר.

בעד SLS

כשתכנית SLS תגיע למלוא התנופה, היא אמורה לייצר שני טילים בשנה לכל הפחות, אולי אף ארבעה. בעולם השיגור לחלל זה נחשב ייצור המוני. אך אם לא תצליח נאס"א לשכנע את הציבור שכדאי לבנות את SLS, התכנית תיתקע.

יש שתי התנגדויות עיקריות לתכנית. האחת, 18 מיליארד דולרים הם יותר מדי כסף בשביל טיל, והשנייה היא הטענה, שכדי לחקור את החלל באופן מדעי צריך להתרכז בשליחת חלליות אוטונומיות ורובוטים, לא בני אדם. אל שתי ההתנגדויות האלה אפשר לגשת כעניין של פרספקטיבה. שמונה-עשר מיליארד הם לא סכום רב מדי בשביל היכולת לשגר בני אדם לכוכב לכת אחר ובחזרה, וזה רק שליש יותר ממה שנדרש בעבר כדי לשפר את זרימת התנועה בבוסטון דרך עורק התנועה התת-קרקעי, ה-""Big Dig. קל לטעון שיש דרכים זולות יותר, אך ההצלחה והישגי הבטיחות של נאס"א בעבר מציבים רף גבוה, ולא סביר להניח שהציבור האמריקני ירצה לחסוך כמה אלפיות מן התקציב הפדרלי תמורת סיכון גבוה יותר לאסון.

באשר לרובוטים לעומת בני אדם, לעתים קרובות נאמר שהתרומה המדעית של משלחות מאוישות גדולה יותר מזו של חללית מחקר או רכב רובוטי, אך הצידוק האמיתי לטיסות חלל מאוישות הוא התקדמות של המין האנושי עצמו לקראת יישוב של מקומות חדשים.

ל-SLS יש מעריצים רבים, בהם בכירי נאס"א בהווה, כמה מומחים לחלל, וחלק הולך וגדל של הציבור האמריקני, שהתרגש בדצמבר 2014 למראה הטיסה המסלולית המושלמת של תא אוריון, התא שיוצב בעתיד בראש טילי SLSכשימריאו לחלל העמוק. המומחים מבין התומכים האלה יכולים להשיב בקלות לביקורות, כל אחת לגופה.

האם כדאי להשתמש בטילים קטנים יותר כדי להעלות רכיבים ודלק להרכבה במסלול? לפי החישובים של גרשטנמאייר, משימה מאוישת למאדים תצריך 500 טונות של חומר. מערכת SLS תוכל לעשות זאת בארבעה שיגורים, אבל טילי דלתא-4 במיטבם יזדקקו ל-24 שיגורים לפחות. כל שיגור כזה מגדיל קצת את הסיכון בתכנית, טוען גרשטנמאייר, מכיוון שהדקה הראשונה של כל משימה היא בעלת הסבירות הגדולה ביותר, באופן יחסי, לתקלות חמורות. גישה זו גם פגיעה יותר לעיכובים, שיצטברו וישפיעו על השיגורים הבאים בתור. "השתמשנו בגישה הזאת במעבורות החלל כדי לבנות את תחנת החלל הבין-לאומית," הוא אומר, "ובסופו של דבר נדרשו למשימה עשרות שנים."

עם זאת, לדבריו, החיסרון הגדול ביותר של גישת השיגורים המרובים הוא כמות העבודה העצומה הנדרשת להרכבה בחלל, תוך כדי הקפת כדור הארץ, של מבני המגורים, כלי הרכב הבין-פלנטריים ומאגרי הדלק, בהתחשב בניסיון המוגבל שלנו במשימות הרכבה מסובכות כאלה. "יהיו הרבה דברים לחבר," הוא אומר, "למעשה זה יהיה קו ייצור בחלל. כמה חלקים בהכרח לא יפעלו כנדרש, ויהיה קשה לבצע שם תיקונים. זה מוסיף כמות אדירה של מורכבות וסיכון." בזכות הקוטר של SLS יהיה אפשר לארוז בטיל מטענים גדולים במגוון צורות, עד גודל של עשרה מטרים, כגון לוחות סולאריים ומערכי אנטנות, שבכל צורת שיגור אחרת יהיה צריך לקפל – תהליך מורכב כשלעצמו, שגורם לחלקים האלה להיות פגיעים יותר לנזקים ותקלות.

יתרון נוסף של שיטת השיגור של מטענים כבדים: אפשר להמיר חלק מן הדחף של הטיל הגדול למהירות, שתביא את החללית ליעדה ביתר זריזות. זהו שיקול קריטי לטיסה מאוישת למאדים, מכיוון שחשיפה לקרינה קוסמית ונושא האספקה מציבים מגבלות חד-משמעיות על משך הטיסה. גם משימות רובוטיות לטווח רחוק ירוויחו מכך, מכיוון שכדי להפיק את המרב ממשימות המשך, התכנון שלהן חייב לחכות למידע שיגיע מן המשימות שקדמו להן. הכוח הגולמי של SLS מאפשר לשלוח משימות לחלל העמוק באמצעות דלק, בניגוד לאפקט הקלע הכבידתי סביב כוכבי לכת שבו נעזרו משימות כגון ווֹיֶיגֶ'ר וגלילאו.

"SLS תקצר את זמן הנסיעה לביקור בירח אירופה, משש שנים או יותר לשנתיים וחצי," אומר סקוט הבארד, פרופסור לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה מאוניברסיטת סטנפורד. "זה יאפשר לנו לבצע משימה מדעית נהדרת." אם מוסיפים לכך את מסות המטענים הגדולות יותר ואת הגמישות הנוספת באריזה, מקבלים טיעון משכנע מאוד בעד טיל למשאות כבדים. זה גם מסביר מדוע הן סין והן רוסיה עובדות על פיתוח משגרים דמויי SLS.

והדבר נכון גם לגבי SpaceX. תחום "החלל החדש" מעודד יותר תחבורה לתחנת החלל ובחזרה, ופחות טילים לחלל העמוק: מעבר לקומץ המשימות שהכינה נאס"א בקווים כלליים בעבור SLS, אין לטילים כאלה שוק, וגם לא מתוכנן להיות. חברת SpaceX לא תוכל לפזר את עלויות הפיתוח של טיל למשאות כבדים על לקוחות מסחריים שונים כפי שעשתה עם הטילים הקטנים יותר. סקוט פרזינסקי, אסטרונאוט לשעבר בנאס"א שטס חמש פעמים במעבורת החלל ועובד כעת באוניברסיטת אריזונה, מסביר שללא יתרון זה, SpaceX מצויה בדיוק באותה עמדה כמו בואינג, לוקהיד-מרטין וקבלנים מסורתיים אחרים של פרויקטי חלל. "אלה קבלנים מצוינים," הוא מסביר, "ואיני רואה הבדל משמעותי לטובת SpaceX."

הסתמכות על המוּכַּר והבדוק במקום על חדשנות יכולה להיות מתכון לכישלון בשוק הרכב, הטלפונים הסלולריים או התוכנה, אך כשמדובר בהטסה של צוות גיבורים לחלל העמוק על כנפי פיצוץ שאינו מבוקר דיו, מידה מסוימת של שמרנות אינה בהכרח דבר רע. מקצת הטילים המוקדמים של SpaceX התפוצצו או איבדו שליטה, כפי שקורה תמיד בפיתוח של כלים חדשים. באוקטובר 2014 נהרג איש צוות בטיסת ניסוי של חללית שפיתחה חברת Virgin Galacticכדי להביא "תיירי חלל" לגובה תת-מסלולי. הדבר אירע שלושה ימים בלבד לאחר התפוצצות של טיל לא מאויש שנבנה על ידי החברה הפרטית Orbital Sciences והיה אמור להגיע לתחנת החלל הבין-לאומית.

התאונות האלה הן בגדר תזכורת לכך שגם אחרי עשרות שנות ניסיון, תחום הטילים הוא תחום קשה, ויש בו סיכון גבוה לאסונות כבדים. זו אחת הסיבות לכך שראשי Inspiration Mars Foundation, ארגון במימון פרטי המנסה לקדם משימה למאדים, הצטרפו למצדדים ב-SLS לאחר שהביעו בהתחלה עמדה ספקנית. מומחים אחרים למאדים מסכימים. ",תכנית SLS ספגה ביקורות מן היום הראשון, בתור 'טיל לשום מקום'," אומר הבארד, "אך כיום יש לה משימות ברורות ומוצדקות, והגיע הזמן שכולם יצטרפו ויעזרו לחשוב, איך מבטיחים שהכול יתנהל על הצד הטוב ביותר."

מהירות הימלטות

בלילה קריר בינואר 2015, למשך 500 שניות, אחד ממתקני בדיקת המנועים הענקיים במרכז החלל סְטֶניס הפך לכדור אש. זה היה הניסוי הראשון מאז 2009 של מנוע R-25 של מעבורת החלל, והוא היה מושלם. אם הניסויים ימשיכו להצליח, הזמן יפעל לטובת SLS. ככל שתימשך התכנית זמן רב יותר, בהנחה שתעמוד ביעדי התקציב ולוחות הזמנים, היא תיטיב להוכיח את ההיתכנות של עצמה. בשלוש השנים הראשונות לקיומה, התקדמה התכנית במהירות ובאופן חלק, חצתה בקלות את שלב סקירת התכנון, וכעת היא נכנסת לשלבי ייצור ראשוניים. בשביל טיל חדש לגמרי שמיועד לבני אדם, זהו קצב מסחרר. התגלו רק תקלות ספורות. המרווחים בבידוד היו התקלה הרצינית ביותר, וגם הם תוקנו בזריזות בעזרת שכבה של חומר דביק.

בשנים הקרובות כל דבר יכול לקרות, עם נשיאים וקונגרסים חדשים. כך אומרת ג'ואן ג'ונסון-פריס, פרופסורית בקולג' למלחמה ימית של ארה"ב, המתמחה בתחום החלל. ייתכן שתיווצר הסכמה כללית חדשה בממשל האמריקני, ולפיה עלינו לעזוב את מאדים בינתיים ולהתרכז בבניית בסיס קרוב יותר לבית. לדבריה, "לכמה אנשים בוושינגטון יש נוסטלגיה לירח שגובלת בפשע." אחרים סבורים שנאס"א צריכה לשכוח ממאדים ומן הירח גם יחד ולהתמקד באסטרואידים, לא רק מכיוון שהם עשויים לספק תשובות לשאלות חשובות בנוגע להיווצרות מערכת השמש, אלא גם כי נוכל אולי ללמוד כיצד להסיט מן המסלול או להשמיד אסטרואיד שיתקרב לכיוון כדור הארץ.

עם זאת, המשיכה למאדים עדיין חזקה, והיא התגברה לאחרונה, כשעוד ועוד אנשים הבינו שנוכל להגיע לכוכב הלכת האדום כבר בימי חייהם. "כולנו רוצים לראות את המין האנושי מגיע לשם," אומר פרזינסקי. "משימות אחרות רק יסיחו את הדעת." יש לו השגות מסוימות לגבי SLS: הוא אינו סבור שזו דרך בעייתית להגיע למאדים, אך דואג שמא המחיר ולוח הזמנים של התכנית יגרמו לנטישתה לפני שנגיע לשם.

בינתיים אין ל-SLS מעצורים באופק. עובדה זו לבדה, שאינה תקפה לאף תכנית אחרת להגעה למאדים, עשויה להבטיח את התקדמות הפרויקט. ייתכן שהוא מבוסס על אינטרסים של חברי הקונגרס, ייתכן שחסר לו הלהט החדשני של תכניות חלופיות, אך הסימנים מראים שהוא יתקדם כמתוכנן, ויש לו מימון לעתיד הנראה לעין. זה אמור להספיק כדי ש-SLS יהיה הטיל שייקח אותנו למאדים. ואם זה יקרה, הביקורת תישכח במהרה.

 

שיתוף ב facebook
שיתוף ב twitter
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב email
שיתוף ב print

10 תגובות

  1. בוויג'ר ליבה גרעינית להפקת חשמל מצמדים תרמיים.
    https://en.wikipedia.org/wiki/Radioisotope_thermoelectric_generator
    לא די בזה להנעת חללית גדולה גם אם תשכפל פי מיליון.
    איך וויג'ר נעה משנות ה-70? אם אתה זוכר מכניקה ניוטונית בהיעדר חיכוך אתה נע בתנועה שוות מהירות בריק כלומר ללא הנעה. כשרוצים לשנות כיוון מפעילים מנועים מתקנים ומפסיקים. יש הבדל בין הנעת גשושית להנעת חללית גדולה מאויישת. הקונספט המודרני מדבר על תנועה בהאצה עד לחלק משמעותי ממהירות האור, או פחות מזה בהנעת מנוע יונים. אפשר לצחוק עד מחר, אבל מנועים גרעיניים בצוללות, בנושאות מטוסים ובתחנות כוח צריכות קיטור לדעתי לסיבוב טורבינה. מחזור משולב בטורבינת גז הוא כאשר: הקיטור ממחזור א, משמש תוך הגברה בלבד של הטמ"פ למחזור שני וע"יכ מביא לשיפור כ-26% בנצילות. כאן מקור החום הוא הליבה הגרעינית, אבל מקור הקיטור לא יכול להתחדש. לכן צריך לפתור את בעיית שימוש חוזר במים בנצילות גבוהה מאד או למצוא נוזל אחר, או מקור סיבוב אחר. הבעיה האחת שאני מציג כפתירה היא שלא הגיוני שככל שהדרך מתארכת צריך לקחת קרון רכבת של דלק עם יותר ויותר קרונות, והשניה: אין צורך בקונספט מודרני לכבות את המנועים, לא חסרה אנרגיה.

  2. ברגע שקמה הוכחת ההיתכנות של החזרת משגר שלם לנחיתה רכה, לפני כמה שבועות, מי שחושב לינארית היה צריך להפסיק מייד כל השקעה בכל טכנולוגית שיגור אחרת. רק מה – הקונגרס והסנט האמריקאיים לא חושבים לינארית.

  3. יוסי,איך וויג'ר 2 נע בחלל כבר 30 שנה עם ליבת פלוטוניום בלי שיש מים שיהפכו לקיטור ויניעו טורבינה בחלל ?הפלוטוניום מייצר כולה חום…

  4. בנייה של חללית כזו מתאים לביצוע בחלל וכמובן שימוש בטילים – להובלת אבני הבניין לחלל. אולי בשל כך האמריקאים חוזרים לטילים. הם לא רוצים אולי להוביל מודולים לחללית למאדים בטילים רוסיים.
    אם הם יגיעו ראשונים למאדים, ולבד, הם תוקעים דגל בעלות. גם המסע למאדים וגם ההתנחלות שם ייצרו להם יתרון טכנולוגי לשנים.

  5. הנאמר להלן – ראיתי אותו באתר NASA: השיטה של מילוט גוף מחוץ לטווח הנפילה לכדור הארץ, כיבוי מנועים והגעה עם מנועים כבויים למאדים היא מיושנת. היא מתאימה לכל היותר למילוט מכדור הארץ. לאחרונה דווח על ניסויים של הנעה עם לייזר במהירויות קרובות למהירות האור – ככלי הנעה לחללית גדולה, וכן ישנם מנועי יונים המשתמשים באלקטרונים במצב פלזמה – כמו בברק או במנורת ניאון. שיטה שעד היום עבדה לגשושים קטנים כמו פילאה. בשתי שיטות אלו מומר ייצור תנע משמעותי ממסה הולכת וגדלה של דלק , לחלקיקים הנעים במהירות האור והתנע שלהם גדול עקב המהירות. כמות הדלק הנדרשת לנשיאה היא קטנה. החלק השני של הפזל בהנעה שאינה צורכת נפח דלק הולך וגדל עם המרחק, היא להערכתי בזהירות כור גרעיני שייצר כמו בתחנות כוח בכדור הארץ וכמו בנושאות מטוסים וצוללות אנרגיה חשמלית. מכאן להעלות למתח גבוה יודעים ומכאן להפעלת לייזר מצד אחד או מנוע יונים מצד שני יודעים. כאן הייתה התנגדות בשל החשש מזיהום בלתי הפיך של האטמוספירה עקב תקלה – בעיה שלהערכתי פתירה. גודלה של ליבת כור גרעיני לצוללת הינו תפוז. האתגר כאן הוא מחזור משולב לא רק של הקיטור אלא של המים שכן, בצוללת ובנושאת מטוסים ובתחנת כוח – יש מקור מים. בחלל אין. שתי השיטות האלה יתנו חלליות עם הנעה שתחזיק מעל עשור, ובלי צורך דחוף לכבות מנועים ואם מדובר בלייזר והלייזר יצליח בניסויים – עם הגעה למאדים תוך מספר ימים.

    עקרון נוסף שנדרש הוא לדעתי

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

דילוג לתוכן