ניהול טיסות חלל בלתי מאוישות

בעקבות פעילותן המתמשכת של חלליות בלתי מאוישות במערכת השמש, נוצר צורך בפיתוחו של תחום ניהולי חדש היכול להישמע עתידני משהו והוא ניהול טיסות חלל בלתי מאוישות. מתנהלות אמנם טיסות מאוישות אך הן נעשות סמוך לכדור הארץ והכוונה היא לתחנת החלל שצוותיה מתחלפים מידי פעם ובין 1969- 1972 הונחתו חלליות מאוישות על הירח אך אלה היו טיסות קצרות זמן. ברור שלכל טיסה מוגדרת תוכנית עבודה, אך קיים הבדל מהותי בין טיסה מאוישת לטיסה בלתי מאוישת, מה עוד שהטיסות הבלתי מאושיות מיועדות ליעדים שונים במערכת השמש במרחק מאות מיליוני ומיליארדי קילומטרים מכדור הארץ. אלה משימות הנמשכות שנים. למה דבר דומה, אם כי בקנה מידה הרבה יותר קטן? הפעלת מזל”ט ומנגד הפעלת מטוס מאויש. מה שחסר הוא הבסיס התיאורטי. חשיבותו היא בכך שהוא מכניס רציונל עבודה מסודר ושיטתי הנותן פרספקטיבה רחבה יותר. המבט הפנורמי מאפשר קבלת החלטות יעילה יותר.

חשיבותו של גורם הזמן

מבחינת שטף האינפורמציה, קבלת המידע איננה מיידית. ככל שהיעד המבוקש, כוכב לכת או ירח שלו, מרוחק יותר מכדור הארץ, למידע דרוש זמן רב יוצר להגיע ליעד שלו בין שמדובר בהוראות עבודה המשודרות לחללית ובין שמדובר במידע המשודר חזרה למרכז הפיקוד על כדור הארץ. למידע המשודר לירח דרושים 1. 3 שניות להגיע ליעדו ולמידע המשודר לחללית המקיפה את שבתאי דרושים שעה ומחצה. משך השידור איננו קבוע. הוא משתנה מכיון שמדובר בגופים נעים, שהרי על פי אופיים הם מקיפים את השמש. ניקח למשל את כוכב הלכת צדק, מרחקו מהשמש הוא 800 מיליון ק”מ. אם הוא נמצא בקו ישר עם כדור הארץ, מרחקו מאיתנו הוא 650 מיליון ק”מ. אם הוא נמצא בצידה השני מהשמש, אם שלושת הגופים נמצאים בקו ישר, מרחקו מאיתנו 950 מיליון ק”מ. בחללית המשוגרת ליעדים כה מרוחקים יש להתקין מרכיבים של בינה מלאכותית על מנת שתוכל לתפקד באופן עצמאי ככל שניתן. היקפה של הבינה המלאכותית בחללית גדול יותר ככל שהיעד אליו משוגרת החללית מרוחקת יותר.

הדינמיקה בין חברי הצוות במרכז הפיקוח מקבלת אפיונים שונים עבור טיסות קרובות יחסית לכדור הארץ ועבור טיסות מרוחקות. רצוי על כן לבחון אפיוני דינמיקה בין אישית בקרב צוות המתפעלים חללית על המאדים לזה המתפעל חללית הפועלת בקירבתו של צדק או שבתאי. באשר לירח, בשל מרחקו הקצר מכדור הארץ. המעקב אחר המתרחש הוא כמעט בזמן אמת. הרוסים הנחיתו על הירח שני רכבי שטח לונחוד 1 ולונחוד 2 אשר פעלו על פניו חודשים. כדאי לבדוק בארכיונים של סוכנות החלל הרוסית את פרוטוקולי העבודה של ניהול משימות אלה, על מנת ללמוד מכך לקחים עתידיים.

מדובר בהפעלת כלים שאינם נמצאים בסמיכות פיזית למקבלי ההחלטות. מבחינת התחושות הקוגנטיביות זה שונה לחלוטין מהפעלת טרקטור בלתי מאויש או מזל”ט. עם סיום העבודה אפשר להחזיר כלים אלה בחזרה לצורך טעינה, תדלוק, תיקון או הדממה. עד היום החלליות הן בבחינת טיסה עם “כרטיס בכיוון אחד”. להיכן שהן מגיעות שם הן נשארות. לא קיימת האפשרות המינמאלית של “להרגיש בידיים”. הדיסוננס הקוגנטיבי הוא בלתי נמנע. זאת תובנה שיש להטמיע בקרב מי שמיועדים להפעיל חלליות אלה.

יעפת (Jetleg)

ב-5 השנים האחרונות מופעלים על המאדים שני רכבי שטח ה- Spitit וה- Opportunity. בעקבות פעילות ממושכת זו התברר שמפעיליהם סובלים מיעפת בשל עבודה מתמשכת במשמרות ועבודה על פי שעון המאדים. הפיתרון שיש ללכת אליו הוא חופשות ממושכות למפעילי הרכבים והכנת מספר גדול של צוותים. בהסתמך על הניסיון המצטבר יש לקבוע מהו זמן העבודה האופטימאלי של כל מתפעל בטרם יתחיל להרגיש בעייפות. יכול להיות שמדובר בשבועיים, שלושה או לכל היותר מספר ימים. יש לקבוע מדדים שיקבעו את זמן העבודה האופטימאלי עבור כל מתפעל. קבוצת מתפעלים זו שונה מצוות המפעיל צוללת או חללית מאוישת. חברי צוות אלה צריכים ללמוד איך לחיות אחד עם השני. חברי צוות המפעילים חלליות בלתי מאוישות חוזרים לביתם בסיום המשמרת. במובן זה העבודה יותר נינוחה. לא קיימים המתחים המלווים קבוצת אנשים החיה ביחד בתוך מרחב סגור. קרוב לוודאי שבין חברי הצוות המתפעלים חללית בלתי מאוישת מתפתחת תרבות ארגונית משלהם. כדאי לצורך זה ללמוד מהניסיון המצטבר של דינמיקה בקבוצות קטנות.

אפיון מצבי טיסה

מבחינת משך פעילותה של החללית ישנם שני מצבי יסוד. מצב אחד הוא כלל הפעילות עד הגעתה ליעדה ומצב שני הוא כלל הפעילות מרגע ההגעה ליעד. אם החללית מתוכננת לפעול במסלול סביב כוכב הלכת צדק, המצב הראשון הוא משך הטיסה עד הגעה לצדק. בתקופה זו רוב הציוד מודמם כדי לחסוך באנרגיה ובדלק. הפעילות היחידה היא הפעלת מנועים לביצוע תמרונים ועירור תקופתי של ציוד המחקר לבדיקת מערכות. צוות התפעול בתקופה זו הוא מינמאלי. מערכת הפיקוח הופכת לשוקקת חיים משעה שהחללית מגיעה ליעדה. מערכות החללית מופעלות כולן וכך גם כל אנשי התפעול של החללית, מהנדסי הפיקוח והטיסה ואנשי המחקר האוספים את הממצאים וקובעים יעדי תצפית על פי אופי המידע המשודר ארצה. כל זאת תוך פרסום התוצאות בכתבי עת המקצועיים ובאינטרנט. מטבע הדברים הפרסום באינטרנט הוא מהיר יותר. היתרון של פרסום מקוון הוא היכולת לקבל תגובות מיידיות של חוקרים מרחבי העולם ולהיעזר בתובנות שלהם לביצוע תצפיות עתידיות. מדובר כאן באינטראקציה אינטלקטואלית ממדרגה ראשונה בין חוקרים שונים. מכל מקום האינטנסיביות המתעצמת של הפעילות במרכז הפיקוח עם החללית המגיעה ליעדה משנה את התרבות הארגונית במקום. נושא ראוי למחקר בפני עצמו. בדיקת דינמיקה קבוצתית של קבוצה שמספר חבריה גדל במהירות. כל התקשורת הפורמלית והתקשורת הלא פורמלית מקבלת אפיונים חדשים. למה הדבר דומה, אם כי בעוצמות שונות בשל הבדלי תוכן? לאופן ההתנהגות בחדר פיקוד בזמן רגיעה ובזמן מלחמה.

משעה שמסתיימת תוכנית העבודה המקורית, אפשר ללכת לכיוונים חדשים, תלוי בכמות הדלק שבחללית ובמקורות הכוח שלה. אם החללית מקיפה כוכב לכת, אפשר להמשיך לתצפת אותו תוך קביעת יעדי תצפית חדשים, אפשר לרסק את החללית על איזה שהוא יעד בסביבה פלנטארית זו כדי להשיג תצלומי תקריב ברזולוציות גבוהות במיוחד או חדירה לאטמוספירה כדי להשיג מידע רב ככל שניתן מעומקים מקסימאליים עד להישרפותה. אפשרות נוספת היא התמקדות במטרת מחקר אחת או שתיים בשל גילויים מפתיעים. חללית הקסיני המקיפה את שבתאי מזה 5 שנים גילתה שאחד הירחים, אנצלדוס-ירח קטן שקוטרו 500 ק”מ- פולט גייזרים של מים, מה שעורר מחשבות לגבי נוכחות תת-קרקעית של אוקיינוס. עם הארכתה של משימת הקסיני הוחלט שהחללית תבצע מספר מעברים במרחק מינמאלי מהקרקע, 25 ק”מ. ברור שתצלומים ממרחק כה קצר הם חגיגה לגיאולוגים. כל חללית משוגרת כשבמיכליה מלאי רזרבי של דלק. תכנון מלאי גדול של דלק מחייב התאמת רכב שיגור מתאים ושאלת היסוד המתבקשת היא עלות. ישנם רכבי שיגור המסוגלים לשאת מטען מקסימאלי של מאות קילוגרמים והגדולים ביותר יכולים לשאת מטען במשקל של עשרות טונות. יש על כן לבחור ברכב שיגור המתאים מבחינת משקל המטען ומחיר השיגור.

הכשרת צוותי תפעול

תפעולם של רכבי שטח הנעים על כוכבי לכת או על ירחים שלהם שונה מתפעול רכבי שטח על כדור הארץ וזאת מהסיבה שאופן הנהיגה הוא שונה. יש להכשיר צוותים מיוחדים לכך. אין מדובר ברכבים הנעים במהירות של עשרות קילומטרים לשעה או יותר, אלא בעשרות או מאות מטרים. זאת נהיגה איטית מאוד המחייבת הרבה הרבה סבלנות. מבחינה מעשית מה שקורה הוא שמשדרים הוראות לרכב הנמצא למשל על המאדים, לאותות נדרשים מספר דקות ולעיתים מספר שעות להגיע אליו, הרכב מבצע את ההנחיות ומשדר בחזרה אותות כי הפעולה בוצעה או כל קבוצת אותות אחרת כמו למשל תצלומים שביצע וכך הלאה. ככל שהמידע המשודר ארצה גדול יותר נדרש זמן רב יותר לקליטתו, לפענוחו ושידור חזרה של הנחיות פעולה חדשות. הדבר כרוך במתח רב במרכז הפיקוח מכיון שרכב השטח עלול להיתקל בקשיים בלתי צפויים. בל נשכח שמדובר ברכבים העולים מאות מיליוני דולרים. כל כישלון מחייב תכנון חללית חדשה ולא בטוח שיאושרו תקציבים לצורך זה.

כאשר בוחרים את צוותי התפעול נדרשת מחשבה רבה בבחירת אנשים שאופיים מתאים לסוג זה של נהיגה. כל תהליך קבלת ההחלטות בבחירת והכשרת נהגים מסוג זה שונה לחלוטין מגיוס והכשרת אנשים לשמש כנהגים של רכבי שטח ארציים. כאשר הרוסים תכננו את רכבי השטח הירחיים לונחוד 1 ולונחוד 2 נבחרו אנשים שאף פעם לפני כן לא היו נהגים כדי למנוע מראש אוריינטציית נהיגה ארצית.

אופן תפעול החללית

רכב רגיל, אם מתרחשת בו תקלה מביאים אותו למוסך או להאנגר או למבדוק, מתקנים את הטעון תיקון ולעיתים מחליפים חלקים. חללית הנעה בחלל או רכב הפועל למשל על המאדים אין אפשרות להחזירם ארצה לצורך שיפוצים. זאת טיסה בכיוון אחד בלבד. יש לפעול עם מה שיש. כל קבלת החלטות חייבת להיות בעלת פוטנציאל יצירתי במיוחד. למצוא על פי הצורך פתרונות אד-הוק. למצוא שימוש לא שגרתי בציוד של החללית. כל חללית הנעה לעבר כוכבי הלכת המרוחקים מצויידת בשתי אנטנות. אנטנת שבח נמוך הפועלת סמוך לכדור הארץ וקצב שידור האותות שלה נמוך ואנטנת שבח גבוה הפועלת במרחקים גדולים מכדור הארץ וקצב שידור האותות שלה הוא גבוה. אנטנת השבח הגבוה של חללית הגלילאו ששוגרה לעבר צדק שידרה בקצב של עשרות אלפי ביטים לשניה ואנטנת השבח הנמוך בקצב של עשרות ביטים לשניה. בחללית זו אירעה תקלה ואנטנת השבח לא נפרשה בכלל. האפשרות היחידה שעמדה בפני מתפעלי החללית היה שימוש באנטנת השבח הנמוך. לצורך זה נכתבו תוכנות מיוחדות. קצב שחדור האותות ארצה היה נמוך מאוד. ההצלחה היתה יותר מאשר מרשימה. החללית מילאה 70% ממשימתה ופעלה מעבר לזמן שתוכנן עבורה. כל זאת, כשהחללית נמצאה במרחק מאות מילוני קילומטרים מכדור הארץ.

דוגמה אחרת היא ה- Spirit אחד מרכבי השטח הפועלים על המאדים. לכל אחד משני רכבים אלה 6 גלגלים ולכל אחד מהם הנעה משלו. אחד הגלגלים הקדמיים של רכב זה נתקע ואי אפשר היה יותר לנוע קדימה. הפיתרון שנמצא לכך הוא תנועה באמצעות הגלגלים האחוריים ונהיגה אחורה. מין נסיעה קדימה בהילוך אחורי.

מאגר מידע של סוגי תקלות

חלק אינטגרלי מתכנונה של חללית הוא התקנת מערכות גיבוי, אם כי לא עבור כל פריט. שיקול מהותי בהתקנת מערכות גיבוי הוא עלויות. על כן התכנון נעשה כך שתוחלת החיים המינמאלית של החללית בכללותה ושל מערכותיה החיונית למילוי המשימה. אם החללית שורדת וניתן להתקין תוכנית פעולה חדשה עם סיום מועד העבודה המקורי, מה טוב. יש להקים מאגר מידע של צפי תקלות שחלליות עלולה להיתקל בהן. מה הסיכוי שתקלה מסוג מסוים תתרחש, באיזה שלב של הטיסה היא עלולה להתרחש ומתן הצעות לתיקון המצב. במהלך הפעילות עלולות להתרחש תקלות בלתי צפיות. אין שום אפשרות מעשית לחזות כל סוג של פעולה. ה- Spirit נתקע בדיונה. הפיתרון שנמצא לכך הוא הסעתו של הרכב אחורה, תהליך שנמשך מספר שבועות. זאת היתה תנועה איטית בקצב של מספר סנטימטרים ליום. מידע זה יש לאפיין ולהתקינו בתוך מאגר מידע התקלות למקרה שהוא יתרחש שוב. מידע זה חיוני לא רק לרכב הנוכחי, אלא גם לשיגורים עתידיים.

סיום המשימה

אם מחליטים לסיים את פעילות החללית לאחר הארכה אחת או יותר של תוכנית הפעולה המקורית השאלה המתבקשת היא מתי עושים זאת?תמיד יכולה לקנן בקרב בחוקרים ההרגשה שאולי אם ימשיכו עוד קצת תמצא תגלית מרעישה שתשנה סדרי עולם ואין לכך סוף. החלטה מסוג זה תלויה בשני גורמים. גורם אחד הוא עלויות. כל יום הפעלה עולה בממון רב החיוני לתוכניות אחרות. במצטבר הארכת המשימה עלולה להשפיע על מועד תחילתן של תוכניות חדשות. הגורם השני הוא עייפות החומר לא רק של החללית, אלא גם של האנשים המתפעלים אותה. התחושה שהם אינם יכולים יותר וכי מיצו את עצמם עד תום. כל יום הוא בבחינת יותר מאותו דבר. תחושה בלתי נמנעת כי יש לפנות לאפיקים אחרים.

בסיומה של תוכנית המחקר יש להכין דו”ח הפקת לקחים מדעיים, טכנולוגיים ופרסונליים. יש ללמוד לקחי כשלונות והצלחות כאחד.