בריאיון לאתר הידען מסביר ד"ר אורן מילשטיין, מנכ"ל ומייסד StemRad, כיצד נתוני ארטמיס 1 שימשו להערכת יעילותו של אפוד AstroRad, מדוע המיגון הלביש אינו מחליף את מיגון החללית – וכיצד הפרויקט עשוי לפתוח דלתות נוספות לתעשיית החלל הישראלית
אפוד המגן באופן ממוקד על האיברים הרגישים ביותר בגוף עשוי להפחית בכ־40%–60% את מנת הקרינה שיספגו אסטרונאוטים בעת סערת חלקיקים מן השמש. כך עולה ממחקר שהתפרסם בכתב העת Science Advances, המבוסס על נתונים שנאספו במשימת ארטמיס 1 של נאס"א.
עם זאת, חשוב לסייג: במהלך המשימה לא התרחשה סערת שמש חזקה. שיעורי ההפחתה אינם תוצאה של חשיפה ישירה לאירוע כזה, אלא של הדמיות ממוחשבות שאומתו באמצעות המדידות שנאספו כאשר החללית אוריון חצתה את חגורת ואן אלן הפנימית.
"הוכחנו שמיגון אישי לביש עובד ויכול להיות גורם משמעותי מאוד במסעות ארוכי טווח בחלל העמוק", אמר בריאיון לאתר הידען ד"ר אורן מילשטיין, מנכ"ל ומייסד חברת StemRad, שפיתחה את אפוד AstroRad.
שתי בובות, אחת עם אפוד
בניסוי MARE שוגרו בחללית אוריון שתי בובות מדידה – "זוהר" ו"הלגה" – המדמות גוף של אישה בוגרת. זוהר לבשה את אפוד AstroRad, ואילו הלגה טסה ללא האפוד.
"שלחנו שתי בובות מסביב לירח עם נאס"א", הסביר מילשטיין. "בובה אחת צוידה באפוד ובובה אחת לא, והשווינו את ספיגת הקרינה בגופן".
הבובות, המכונות במחקר "פנטומים", נבנו מחומרים המדמים עצמות, רקמות רכות ואיברים פנימיים. בתוכן ועל פניהן הותקנו יותר מ־12 אלף גלאים פסיביים ו־34 גלאים פעילים של המרכז הגרמני לחקר האוויר והחלל, DLR, ושל נאס"א. הגלאים הוצבו בין השאר באזורי מח העצם, הריאות, הקיבה והרחם. לפי DLR, זה היה ניסוי הקרינה המקיף ביותר שנערך עד כה מעבר למסלול נמוך סביב כדור הארץ.
משימת ארטמיס 1 נמשכה כ־25.5 ימים בנובמבר ובדצמבר 2022. בהיעדר סערת שמש משמעותית השתמשו החוקרים במדידות שנאספו במהלך המעבר בחגורת ואן אלן, שבה כלואים פרוטונים אנרגטיים, כדי לבחון את המודל לחישוב מעבר החלקיקים דרך החללית, האפוד וגוף האדם.
לאחר שהמודל התאים היטב למדידות בפועל, הפעילו החוקרים הדמיות של שני אירועי חלקיקי שמש היסטוריים. באירוע דמוי הסערה של אוגוסט 1972 התקבלה הפחתה של כ־60% במנה האפקטיבית, ואילו בתרחיש הדומה לאירוע של אוקטובר 1989 – שבו החלקיקים היו אנרגטיים וחודרים יותר – התקבלה הפחתה של קרוב ל־40%.
החוקרים חישבו כי בתרחישים מסוימים ההפחתה עשויה להיות שקולה לעד 193 ימי חשיפה רגילה בחלל העמוק. אין פירוש הדבר שהאפוד מאריך משימה באופן אוטומטי במספר ימים זה, אלא שהוא עשוי למנוע מאירוע קצר אחד לצרוך חלק ניכר מתקציב הקרינה המותר לאסטרונאוט.
לא חליפת חלל ולא תחליף למיגון החללית
AstroRad אינו מיועד לשמש חליפת חלל לפעילות מחוץ לחללית. בשלב הראשון הוא אמור להילבש בתוך תא הצוות, בעיקר כאשר מתקבלת התרעה על עלייה ברמת הקרינה.
לדברי מילשטיין, השימוש המבצעי תלוי במשך המשימה, בשלב של מחזור פעילות השמש ובמידת המיגון שמספקת החללית עצמה. במשימה קצרה בחללית ממוגנת יחסית הסיכון קטן יותר; במשימות של שבועות או חודשים, או בנחתת שמיגונה דל יותר, הצורך במיגון אישי גדל.
"המסה באה במקום דברים אחרים, והמסה מוגבלת מאוד", אמר מילשטיין. משום כך לא די להראות שהאפוד מפחית קרינה: נאס"א תצטרך להחליט שהתרומה הבריאותית והמבצעית מצדיקה את משקלו.
הדגם שנבחן בארטמיס 1 שקל כ־26 קילוגרמים על פני כדור הארץ. הוא עשוי בעיקר מפוליאתילן בצפיפות גבוהה, חומר עתיר מימן המתאים להאטת חלקיקים אנרגטיים. אלפי רכיבי מיגון קטנים מסודרים במבנה מודולרי, ועוביים משתנה בהתאם לרגישות הרקמות שמתחתיהם.
במקום לחלק את המיגון באופן אחיד על פני הגוף, האפוד מעניק הגנה עבה יותר למח העצם ולאיברים כגון הריאות, הקיבה, המעי הגס, השדיים והשחלות. לפי המחקר, שימוש ממוקד באותה מסת מיגון שיפר בכ־30% את הפחתת המנה האפקטיבית לעומת שכבת מיגון אחידה.
מילשטיין הדגיש בריאיון את חשיבותו של מח העצם, שבו נוצרים תאי הדם. נשים נחשבות גם לבעלות סיכון גבוה יותר לסוגים מסוימים של סרטן המושרה מקרינה, בין השאר בגלל רגישות השדיים והשחלות. לפיכך, זוהר והלגה תוכננו מלכתחילה על פי מבנה גוף נשי.
היתרון המבצעי: לצאת ממחסה הקרינה
אפוד לביש אינו אמור להחליף "מחסה סערה" ממוגן בתוך החללית. יתרונו הוא ביכולת לאפשר לאסטרונאוטים לצאת מן המחסה, לנוע בתא הצוות ולהמשיך לבצע פעולות חיוניות בזמן שרמת הקרינה גבוהה.
מילשטיין מעריך שאימוץ מבצעי יהיה סביר יותר ככל שהשהות בחלל העמוק תתארך. משימות עתידיות הכוללות שהות ממושכת סביב הירח, על פניו ובהמשך בדרך למאדים, יגדילו את הסיכוי שאירוע חלקיקי שמש יתרחש בזמן שהצוות נמצא מחוץ להגנת המגנטוספרה של כדור הארץ.
במובן זה, המחקר אינו מוכיח שהאפוד מוכן כבר כעת לשימוש מבצעי קבוע. הוא מספק אימות מבוסס־נתונים לשיטת המיגון, אך החלטה על שילובו במשימות עתידיות תהיה תלויה בבדיקות נוספות, בהתאמה לצוותים ובסדרי העדיפויות של נאס"א.
המשמעות לתעשיית החלל הישראלית
הניסוי ממחיש כיצד חברה ישראלית המתמחה בתחום צר יכולה להשתלב במשימת דגל בינלאומית באמצעות שיתוף פעולה בין סוכנויות חלל וחברות גדולות.
לדברי מילשטיין, שורשי הפרויקט נעוצים בהסכם לשיתוף פעולה שנחתם ב־2015 בין סוכנות החלל הישראלית לנאס"א. בהמשך הצטרפו DLR ולוקהיד מרטין, שבנתה את חללית אוריון. בשנת 2018 נחתם ההסכם לשילוב האפוד בניסוי ארטמיס 1.
מאחר שארטמיס 1 הייתה משימה לא מאוישת, התפנתה בחללית מסה שאפשרה לשגר את שתי הבובות, האפוד, הגלאים וציוד הניסוי – מטען כולל שלדברי מילשטיין שקל כ־113 קילוגרמים. הוא מעריך כי אילו StemRad הייתה נדרשת לממן ניסוי ירחי עצמאי בהיקף כזה, עלותו הייתה עשויה לעלות על מאה מיליון דולר.
מבחינת התעשייה הישראלית, ההישג החשוב אינו רק הנפת דגל ישראלי בחללית. הוא מדגים מסלול שבו השקעה ממשלתית ושיתוף פעולה בין־לאומי מאפשרים לטכנולוגיה של חברה ישראלית קטנה יחסית להגיע לניסוי שבדרך כלל נמצא בהישג ידן של חברות חלל גדולות בלבד.
עם זאת, פרסום מחקר מדעי אינו שקול להזמנה מסחרית או להתחייבות של נאס"א להשתמש באפוד. המבחן הבא יהיה אם התוצאות יתורגמו לשילוב מבצעי במשימות עתידיות ולשיתופי פעולה נוספים עבור StemRad וחברות חלל ישראליות אחרות.
מילשטיין ציין כי אותה תפיסה של מיגון ממוקד פותחה תחילה עבור מגיבים ראשונים באירועים גרעיניים, הורחבה לשימושים צבאיים וכעת נבחנת להגנת אסטרונאוטים. מבחינתו, הירח הוא שלב ביניים: היעד שבו מיגון מפני קרינה יהיה חיוני במיוחד הוא מסע מאויש למאדים.
תגובות רשמיות
בתגובה שפרסם משרד החדשנות, המדע והטכנולוגיה, אמרה השרה גילה גמליאל כי התוצאות מבטאות את יכולתה של ישראל לתרום לחקר החלל באמצעות טכנולוגיה בעלת משמעות אנושית.
מנהל סוכנות החלל הישראלית, רן לבנה, ציין כי הניסוי מסמן מעבר ממדידת סביבת הקרינה לבחינת אמצעי־נגד מעשיים בתנאי משימה.
שאלות ותשובות
מה הוכח בפועל בארטמיס 1?
הגלאים מדדו את סביבת הקרינה ואת השפעת האפוד בזמן הטיסה ובמעבר בחגורות ואן אלן. לא התרחשה סערת שמש חזקה, ולכן ההפחתה של 40%–60% חושבה באמצעות מודל שאומת מול המדידות.
האם AstroRad מגן מפני כל סוגי הקרינה בחלל?
לא. האפוד מיועד בעיקר להפחתת החשיפה לפרוטונים מאירועי חלקיקי שמש. הוא אינו מבטל את הסיכון מקרינה קוסמית גלקטית ואינו מחליף את מיגון החללית.
מדוע האפוד מגן רק על חלק מהגוף?
מסת השיגור מוגבלת. לכן המיגון מרוכז במח העצם ובאיברים הרגישים ביותר לקרינה. לפי המחקר, גישה זו יעילה יותר ממיגון אחיד בעל אותה מסה.
האם נאס"א כבר החליטה להשתמש באפוד?
לא פורסמה החלטה על שימוש מבצעי. המחקר מספק בסיס מדעי לבחינת שילובו, אך ההחלטה תהיה תלויה במשך המשימה, בסיכון הצפוי, במסת האפוד ובחלופות המיגון.
עוד בנושא באתר הידען:
- פיתוח ישראלי בלב משימת ארטמיס 1: בובות שעליהן ינוסה אפוד AstroRad
- נאס"א תשגר לחלל חליפה להגנה מפני קרינה שפותחה בישראל
- ארטמיס II מחזירה בני אדם למסלול סביב הירח – והקרינה הופכת לאתגר מרכזי
- ארטמיס 2 בדרך חזרה לאחר המעבר סביב הירח
למאמר המדעי: פתיחת המאמר המדעי
