סיקור מקיף

40 שנה לנחיתת אפולו 11 – איך יהיה לגור על הירח?

נאס"א מתכוונת לשלוח שוב בני אדם לירח. היכן הם יגורו, וכיצד יספקו את צורכי היום-יום שלהם?

תפיסת אמן של המשלחת הראשונה שתשוב לירח, ותנחת במכתש שקלטון בקוטב הדרומי
תפיסת אמן של המשלחת הראשונה שתשוב לירח, ותנחת במכתש שקלטון בקוטב הדרומי

בספרו של ארתור סי. קלארק "2001: אודיסאה בחלל", ועוד יותר מכך בסרט שלו ושל סטנלי קובריק, מתוארים חיי היום יום של מושבת ירח פעילה שכבר היתה צריכה לקום זמן. ואולם ככל הנראה פוליטיקאים שלא היה זה בראש מעייניהם (ניקסון, קרטר, רייגן), הירידה בהתעניינות הציבור בארה"ב במדע, תוצאות המלחמה בווייטנאם והמלחמה הקרה המתמשכת גרמו לכך שכף רגלו של אדם לא דרכה על קרקע הירח מאז משימת אפולו ב-17 בדצמבר 1972. ברגע האחרון אף בוטלו עוד שלוש טיסות נוספות של אפולו, אף שכבר נבנו החלליות בעבורן.

הפעם החזרה לירח תהיה ככל הנראה בלתי נמנעת, אלא אם כן המשבר הכלכלי הנוכחי יכריע את מקבלי ההחלטות. הסיבה לכך היא שהחלה להיווצר תחרות מצד מדינות אסיה – בעיקר סין, אך גם הודו − שמאותתות כי בכוונתן לשגר בני אדם לירח. וכמו בשנות השישים של המאה הקודמת, אז היה חשש שמי שירצה להגיע לירח יצטרך ללמוד רוסית כדי לדבר עם אלה השוהים כבר על פניו. הפעם חוששים האמריקנים שהוא יידרש ללמוד סינית, אלא אם כן ארה"ב תעמוד בדיבורה ותמשיך בתכנון המסע לירח.

בכל אופן, כדי להבדיל במשהו את המסעות לירח במאה ה-21 מאלו של השנים 1972-1969, נראה שהפעם יהיה מדובר במשימות הרבה יותר ארוכות. לפיכך נאס"א מפתחת דור חדש של ציוד שיענה על הצרכים של המשימה החדשה: רובוטים תבוניים שיסייעו לאסטרונאוטים ויטלו מהם מקצת מן המשימות השגרתיות או המסוכנות, רכבי ירח בגודל של משאית (לעומת הג'יפים הקטנים של מבצעי אפולו האחרונים) שגם יכילו תא נוסעים מדוחס, בתי מגורים מתנפחים ועוד.

לפי התחזית הנוכחית, יחל מבצע בין-לאומי לשיגור קבוצות בודדות, אחת בכל פעם, של ארבעה אנשי צוות שיטוסו לירח לביקור של שבוע עד אשר יחידות אספקת הכוח, רכבי השטח ורבעי המגורים יהיו מבצעיים. מנקודה זו תוארך המשימה לשבועיים, לאחר מכן לחודשיים ובסופו של דבר ל-180 יום.

במהלך העשור הראשון של יישוב הירח ילמדו נוסעי החלל את הטכניקות והכישורים הנדרשים בסופו של דבר למסע אל המאדים. ספינת אספקה תגיע אליהם מכדור הארץ פעם בשלושה עד ארבעה חודשים. במשלחות הראשונות נמצא בעיקר גיאולוגים אך גם מומחים לבנייה. עם הגידול האפשרי במספר השוהים על הירח, ייתכן שנמצא גם רופאים.

"אם אנו רוצים לחקור את הירח לתקופות ארוכות נצטרך לפתח את הציוד הדרוש לשרידה בסביבה זו" אומר פרנק פרי (Peri), מנהל תוכנית פיתוח הטכנולוגיות בפרויקטים המאוישים של נאס"א (Exploration Technology Development Program: ETDP) בראיון לאתר [email protected]

בניגוד לאסטרונאוטים של אפולו שישנו בחלליות שלהם, יצטרכו הדיירים החדשים לבנות על הירח בתים שיספקו להם הגנה כפי שאף בית על פני כדור הארץ לא מספק. ראשית, על הירח אין אוויר, והטמפרטורה משתנה מסביבות מינוס 200 מעלות צלזיוס בשעות החשכה הארוכות, ועד לסביבות 120 מעלות מעל האפס בשיא היום. כמו כן עליהם להיזהר ממיקרו-מטאוריטים הנושרים כל העת על קרקע הירח. היעדר אטמוספרה משמעותו גם שלא יהיה מה שיגן עליהם מפני הקרינה המזיקה של השמש.

לפיכך, המשימה של תכנון מגורים על הירח נשמעת קשה ומסובכת. המבנה חייב להכיל אוויר דחוס, כך שהאסטרונאוטים יוכלו להסתובב בתוכו בחופשיות ולנשום אוויר, ושהמבנה לא יתפוצץ או ידלוף. מתקן המגורים יהיה חייב להיות מקורר במהלך היום הירחי ומחומם במהלך הלילה הירחי. הוא יהיה חייב להכיל מערכת למִחזור המים, מערכת לייצור חשמל ואמצעים לאחסון מזון ולהכנתו.

החומרים לבניית מתקן מגורים על הירח יצטרכו להיות קלים מכיוון שיהיה צורך לשגר אותם מכדור הארץ באמצעות משגרים, וכל קילוגרם קובע. החומרים שעל פני הירח לא יוכלו לעזור, לפחות לא בתחילת הדרך. יידרש גם כי המבנים יגיעו לירח בחלקים ויהיו מורכבים באמצעות רובוטים או בידי האסטרונאוטים הראשונים שיגיעו. לפיכך צריך לתכנן אותם כך שיהיה אפשר לחבר אותם בקלות, מכיוון שהאנשים הללו יצטרכו לבצע את משימת ההקמה כשהם עוטים חליפות חלל.

מדובר באתגר עצום בעבור נאס"א ושותפיה למסעי התגליות העתידיים, במיוחד כעת כאשר נאס"א הכריזה על כוונתה לבנות מוצב על פני השטח של הירח – מחנה שיהפוך סואן כאשר המבקרים יגיעו אליו, אך שיהיה אפשר גם לנטוש אותו לתקופות ארוכות בלי שייגרם לו נזק בלתי הפיך.

באמצעות מוצב זה תוכל נאס"א ללמוד לנצל את משאביו הטבעיים של הירח שיקלו על החיים על פניו, יסייעו להכנות למסע למאדים וכן יעשו מגוון רחב של מחקרים מדעיים ויעודדו שותפות בין-לאומית. הצעד הראשון בהפיכת המוצב הירחי למציאות נעשה עכשיו, כאשר מתכננים מרכזים את מאמציהם לקבוע מה יידרש לבני האדם כדי לחיות בבטחה על הירח וכן כדי לבצע עבודות מועילות.

מבנים מתנפחים

אחד מאבי הטיפוס של רכב הירח כפי שצולם בניסויים שנערכו באריזונה במהלך שנת 2008
אחד מאבי הטיפוס של רכב הירח כפי שצולם בניסויים שנערכו באריזונה במהלך שנת 2008

צוות אחד של מומחים ממרכז החלל לאנגלי, במרכז החלל ג'ונסון ביוסטון (שניהם של נאס"א) וכן של קבלן המשנה של נאס"א ILC DOVER, בוחנים מבנים מתנפחים שישמשו אבני בניין להקמת הבסיס על הירח, או לפחות כאחת החלופות.

"מבנים מתנפחים יכולים לשמש כמקשרים או כמנהרות בין רבעי המגורים ויכולים לשמש גם כמתקני הגנה מפני קרינה, אם יכוסו בקרקע הירח (רֶגוֹלית)", אומר כריס מור, מנהל מחלקת הפיתוח הטכנולוגי ומנהל התוכנית במטה נאס"א.

כנקודת התחלה שלחה חברת ILC DOVER למרכז לאנגלי של נאס"א מבנה מתנפח בקוטר 3.65 מטרים העשוי משכבות רבות של אריג (העשוי מצינוריות) לצורך הערכה על הקרקע של טכנולוגיות הנמצאות בשלבי פיתוח כגון מצב 'בריאותו' של המבנה הגמיש, חומרים המתקנים את עצמם, וחומרים המשמשים להגנה מפני קרינה. למבנה מחובר גם מבנה מתנפח קטן יותר המשמש כהדגמה למינעל האוויר. שני המבנים הם גלילים דחוסים המקושרים באמצעות דלת אטומה לאוויר.

דייב קאדוגן (Cadogan), מנהל המחקר והפיתוח של החברה, אומר כי "מבנה המגורים האמור לשמש על כוכבי לכת אחרים ויחידת מינעל האוויר יכולים לשמש להערכת חומרים, טכנולוגיית מבנים קלי משקל, ממשק עם האסטרונאוטים, טכניקות לטיפול באבק ותכונות הקשורות לרובוטים ולשאר הציוד שישמש על פני השטח של הירח. מבנים מתנפחים חזקים מאוד וגם מתאימים עצמם למצבים שונים".

קארן ויטלי (Whitley), מנהלת פרויקט המבנים המתנפחים במרכז לאנגלי, מסבירה כי "בשלב הבא, הצוות יבצע מחקר ארכיטקטוני השוואתי של מבנים מתנפחים ומבנים קשיחים למגורי האסטרונאוטים. מחקרי ההמשך יאפשרו לטכנולוגיית המבנים המתנפחים להבשיל, כאשר תכנון וייצור של רכיבים מתנפחים בקנה מידה קטן יותר מהמבנים המתוכננים יאפשר לנו לערוך עליהם ניסויים מפורטים יותר".

"על כל קילוגרם של אספקה שצריך לשגר לירח יידרשו 125 ק"ג של ציוד ודלק כדי להביאו לשם", אומר פול לוקהארט (Lockhart), מנהל תוכנית מערכות קונסטליישן במנהלת מערכות חקר החלל במטה נאס"א בוושינגטון, ומוסיף: "לפיכך תפישות המגורים שלנו צריכות להתבסס על קלות ויציבות. האבטיפוס צריך להיות כזה שאפשר לנפחו ולהוציא את האוויר ממנו כמה פעמים שרוצים ושפעולת הניפוח וההתאמה למגורים תדרוש רק כמה שעות עבודה מצוות של ארבעה אסטרונאוטים".

בתחילת 2007 שיגרה נאס"א אל תחנת מקמורדו באנטארקטיקה ספינה שנשאה עליה את המבנה המתנפח הראשון. הניסוי, שארך 13 החודשים, התחיל בינואר 2008 והסתיים בפברואר 2009. "ניסוי המבנה המתנפח באחד האזורים הקשים והמרוחקים ביותר על כדור הארץ נותן לנו הזדמנות לראות כיצד נוכל לשתמש בו לחקר הירח", אומר לוקהארט. לפחות חברת ILC מכתירה את הניסוי כ"מוצלח", אף כי המבנה לא החזיק מעמד עד סוף הניסוי.

מבנה מתנפח של נאס''א למגורים על הירח (צילום: נאס''א)
מבנה מתנפח של נאס''א למגורים על הירח (צילום: נאס''א)

מינעל אוויר

כל מבנה המתוכנן לקום על הירח – ואחת היא אם יהיה מתנפח או קשיח – יצטרך מינעל אוויר. מינעל האוויר הוא חדר קטן המקשר בין הדלת ובין הסביבה החיצונית. שתי הדלתות חייבות להיות סגורות היטב כדי שלא תדלוף ולו טיפת אוויר אחת.

לפני שהאסטרונאוטים יפתחו את הדלת החיצונית כדי להיכנס, הם יהיו חייבים לסגור את הדלת הפנימית. האסטרונאוטים ייכנסו למינעל האוויר ויסגרו את הדלת החיצונית. לאחר מכן יישאב האוויר וימלא את החדר. רק אז יוכלו אנשי הצוות לפתוח את הדלת הפנימית ולהיכנס לאזור המגורים.

כאשר ירצו לעזוב את מתקן המגורים, הם יוכלו להיכנס – בחליפות חלל כמובן – לתוך החדר כאשר הדלת החיצונית נעולה. הדלת הפנימית תינעל ואז יישאב האוויר מתוך מינעל האוויר, כך שהם יישארו בתוך ריק דומה לזה שבחוץ. או אז יפתחו האסטרונאוטים את הדלת החיצונית ויצאו החוצה.

הרובוט יעזור

בתקופת שיגורי אפולו התקיימו רובוטי עזר רק בסיפורי המדע הבדיוני. אם האסטרונאוטים היו צריכים להזיז ציוד כבד היה עליהם להרים אותו בעצמם. אם רצו לחקור מכתש הם לא יכלו לשלוח רובוט לבצע סריקה מוקדמת. רובוטים אוטונומיים למחצה שפיתח ETDP יוכלו להקטין את הסיכון ולהגיש סיוע לאסטרונאוטים במשימות מעין אלה.

אחד הרובוטים שיוכל לסייע בהרמת משאות הוא רובוט בעל שש רגליים המכונה ATHLETE (קיצור של All-Terrain Hex-Limbed Extra-Terrestrial Explorer). "מדובר למעשה במשאית שטוחה גדולה שאפשר לשים עליה דברים ולהסיע אותם למרחקים קצרים", אומר פרי. לאב טיפוס של הרובוט שבנתה המעבדה להינע סילוני של נאס"א (JPL) בקליפורניה, יש גלגלים בקצות הרגליים. בדרך זו הוא יוכל, למשל, לנסוע מתחת לחללית הנחיתה, להרים אותה ולהזיז אותה למקום אחר וכך להתגבר על סלעים שעלולים להפריע לה. האסטרונאוטים יוכלו להחליף גלגל אחד או יותר במקדחה או בכלים אחרים כך שה"אתלט" יוכל לסייע להם במשימות אחרות.

כאשר האסטרונאוטים ירצו לצאת אל קרקע הירח בעצמם הם יצטרכו כלי תחבורה טוב יותר מאשר חרק הירח הישן והטוב של אפולו. פרי מזכיר, ש"אם צפיתם בסרטים של נסיעת האסטרונאוטים של אפולו על הירח, ראיתם שהנסיעה היתה די קשה". אם רכבים אלה הזכירו רכבי שטח הנעים על חולות, הרכב החדש שמפתחת ETDP יזכיר יותר קרוון. הוא יכיל כאמור תא נוסעים מדוחס שיכיל גם כמה מיטות כך שהאסטרונאוטים יוכלו לנוח במהלך מסעות מחקר ארוכים.

חלונות דמויי בועה יאפשרו להם לצפות בפני השטח של הירח מקרוב מבלי לעזוב את הרכב הבטוח. אם בכל זאת ירצו לצאת, יהיו להם חליפות חלל תלויות מחוץ לרכב, ואפשר יהיה להחליק לתוכן ישירות מתוך התא ללא צורך במינעל אוויר. חליפות אלה יוכלו לאפשר מסעות ארוכים יותר והן יספגו תקופות ארוכות יותר של חשיפה לאבק הירח. "החליפות המקוריות של אפולו הפכו בלתי שמישות כבר אחרי שלושה ימים שבהם האסטרונאוטים עטו אותן", מסביר פרי, "החליפות החדשות יידרשו לשרוד בסביבה הקשה הזו במשך חודשים ושנים".

עכשיו רק נותר לקוות שכל התרחישים הללו לא ישארו על גבי דפי התכנון, או במקרה הטוב – שהם יתורגמו לסינית…

אבי בליזובסקי הוא מנהל אתר "הידען ", הכתבה פורסמה בגיליון יולי 2009 של המגזין "גליליאו "

לכתבות בנושא באתר הידען

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

3 תגובות

  1. אין מילים בפי. הציפייה אוחזת בכולנו. מאידך- אנחנו שומעים על תוכניות מעין אלה תקופה ארוכה ללא "תוצאות בשטח".

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן