הפלישה למאדים: מהתצפיות הראשונות ועד המשימות המאוישות

מאז ומעולם היו בני-האדם סקרנים לגלות מה טומנת בחובה הפלנטה. החל בקדמונים שעקבו אחר כוכבי הלכת מהקרקע, וכלה בחלליות המרחפות על פני כדורי הלכת.

במשך דורות רבים ריתקה הפלנטה האדומה את בני-האדם, אשר חלמו וקיוו לגלות בה סימני חיים. למן הקדמונים אשר ראו את תנועתו של כוכב-הלכת האדום בשמי הליל וייחסו לו תכונות מסתוריות, ועד למדעני ההווה, הבוחנים את פניו באמצעות חלליות המקיפות אותו בגובה של מאות קילומטרים ובאמצעות רובוטים הנוסעים על פניו המאובקים – דומה כי אין בני-האדם נותרים אדישים לגרם השמיים הזה, כוכב-הלכת הרביעי במרחקו מהשמש. לפני חמישים שנה, עם תחילתו של עידן החלל, החלו מדענים וטכנאים מברית-המועצות ומארצות-הברית לשגר אל עבר מאדים חלליות מחקר.

בשנים הראשונות הסתיימו רוב המשימות בכישלון, אולם עם התפתחות הטכנולוגיה של טיסות החלל, ניווט מדויק, עלייה באמינות המשגרים ורכיבי החלליות עצמן, החלו יותר ויותר חלליות לבצע את משימותיהן בהצלחה, שגברה ממשימה למשימה. כך, למשל, בעת שאתם קוראים שורות אלה נעים על פני השטח של מאדים שני כלי רכב הנשלטים מכדור-הארץ, שלוש חלליות אמריקניות פועלות למיפוי וצילום מאדים מגובה של מאות קילומטרים, וחללית אירופית, אף היא מקיפה אותו ומעבירה אלינו תמונות באיכות גבוהה ביותר. חלליות חדשות הולכות ונבנות, רובוטים מתקדמים יותר מקבלים צורה במעבדות שונות ברחבי העולם, ואפשר כבר לראות סימנים – שאמנם יתממשו רק בעוד כעשרים שנה – למחקר המאויש של הפלנטה האדומה. בכתבה זו תינתן סקירה היסטורית קצרה של מחקר מאדים באמצעות חלליות, וייבחנו הפרויקטים העיקריים בחקר מאדים לשנים הקרובות.

צעדים ראשונים

משימות למאדים היוו אתגר למעצמות החלל הראשונות, ברית-המועצות וארצות-הברית, עוד בראשית הטיסות לחלל. שתי המדינות ערכו ניסיונות רבים מאוד להגיע אל מאדים ולצלמו מקרוב. חלק ניכר ממשימות בראשית אלו הסתיים בכישלון: חלק מהחלליות כלל לא הגיעו לקרבת מאדים, חלק אחר לא הצליחו להיכנס למסלול הקפה סביבו, ושורה של חלליות שתוכננו לנחות על פני מאדים התרסקו עליו או נשרפו באטמוספרה שלו, עקב כניסה בזווית לא-מתאימה. הרוסים טענו לבכורה בהכנסת חללית למסלול הקפה סביב מאדים, ואף לנחיתה רכה ראשונה על פני השטח שלו. ברית-המועצות שיגרה שתי חלליות מחקר למאדים באוקטובר 1960, אולם אף אחת מהן לא הצליחה להגיע לחלל עקב תקלות משגר.

שלושה שיגורים נוספים נעשו בשנת 1962, בלא הצלחה. משימות סובייטיות נוספות למאדים בוצעו בשנים 1963 ו-1964 (חללית אחת בכל שנה), ב-1969 (2 חלליות), ב-1971 (3 חלליות), וב-1973 (4 חלליות) – אף אחת מהן לא הצליחה במשימתה (חלק מהחלליות חלפו ליד מאדים והצליחו לשדר כמה תצלומים). ברוב החלליות הללו הותקנו גם מכלולי נחיתה, שנועדו לחקור את פני השטח של מאדים.  במקביל לברית-המועצות, פעלה ארצות-הברית בתכנית מחקר משלה למאדים, תוך שימוש בחלליות מסדרת מארינר. בשנת 1964 שיגרה ארצות-הברית שתי חלליות מארינר (מארינר 3 ו-4) אל עבר מאדים. היו אלה חלליות שנועדו לחלוף ליד מאדים, לצלמו ולערוך מדידות שונות – כגון של השדה המגנטי – ללא ניסיון להכניסן למסלול סביב מאדים. מארינר 3 לא הצליחה להשתחרר מהטיל שנשאה אל מחוץ לכדור-הארץ, ואילו מארינר 4 הצליחה לחלוף ליד מאדים ולבצע את משימתה. מארינר 6 ו-7 שוגרו בשנת 1969, והצליחו להיכנס למסלול הקפה סביב מאדים. צמד נוסף, מארינר 8 ו-9, שוגר בשנת 1971, אך רק מארינר 9 הצליחה להגיע למאדים למסלול המדויק שנקבע לה. ואולם המשימה הסתיימה באכזבה, שכן כאשר הגיעה החללית לקרבת מאדים התחוללו על פניו סופות אבק עצומות, שלא אפשרו למצלמות החללית להעביר מידע מועיל לכדור-הארץ.

תקופת המחקר הראשונה של מאדים באמצעות חלליות נמשכה מעט יותר מעשור, והכישלונות בה היו מרובים מההצלחות. יש לזכור, עם זאת, שבאותה תקופה אמינות המשגרים של ברית-המועצות וארצות-הברית היתה נמוכה באופן משמעותי מהמקובל בימינו. ניווט חללית למרחק של עשרות מיליוני ק"מ היה מורכב ומסובך, ורכיבים רבים בחלליות עצמן כשלו לאחר שהייה ארוכה יחסית בחלל. חלק ניכר מבעיות אלה נפתר, ולכן אפשר לקרוא לתקופה ההיא "תקופת הלימוד". השלב השני של חלליות מחקר, במהלך שנות השבעים והשמונים של המאה ה-20, התאפיין בשיעורי הצלחה גבוהים יותר ובמשימות חלל מורכבות הרבה יותר.

הפלישה למאדים

מאז ומעולם היו בני-האדם סקרנים לגלות מה טומנת בחובה הפלנטה. החל בקדמונים שעקבו אחר כוכבי הלכת מהקרקע, וכלה בחלליות המרחפות על פני כדורי הלכת. פרק שני בסדרה טל ענבר

בתחילת המאמר עקבנו אחר הצעדים הראשונים של חקר החלל. כעת נעסוק במשימת הוייקינג האמריקאית, בגילויים החדשים של המאה ה-21 ובעידן הרובוטים הניידים.

וייקינג משימה הראויה לציון מיוחד של שתי חלליות מחקר אמריקניות, שכללו רכיב מסלולי ורכיב נוחת. חלליות וייקינג היו החלליות האמריקניות הראשונות שנחתו בהצלחה על מאדים. החלליות, שנחתו על מאדים בשנת 1976, ערכו שורת ניסויים שמטרתם היתה לקבוע אם קיימים על פני השטח של מאדים מיקרואורגניזמים. בתוך חלליות הנחיתה הותקנו מעבדות משוכללות, שנועדו לבחון אם בדגימות העפר שהוכנסו לחללית על-ידי זרוע מכנית נמצאו יצורים חיים, המקיימים חילוף חומרים.

בתוך המעבדות האוטומטיות הובאו מים מכדור-הארץ, חומרים אורגניים ואף חיקוי לאטמוספרת מאדים, שכלל פחמן דו-חמצני, שהפחמן שבו מסומן באופן רדיואקטיבי. המטרה היתה לבחון פעילות מטבולית בדגימות הקרקע של מאדים. אף שהניסוי בוצע בשתי החלליות פעמים אחדות, תוצאותיו לא העלו כי יש על מאדים מיקרואורגניזמים מסוג כלשהו. מאז הנחיתות של חלליות וייקינג על מאדים הושמעה ביקורת רבה על הניסויים ותכנונם, ומן העבר האחר יש חוקרים הסבורים כי ניסויי החלליות העלו כי אכן מתקיימת פעילות שניתן לייחסה להימצאותן של צורות חיים פרימיטיביות על מאדים.

במהלך שנות השמונים והתשעים של המאה ה-20 שוגרו כמה משימות למאדים, ורובן הסתיימו בכישלון. בשנת 1988 חזרה ברית-המועצות לניסיונותיה לשגר חלליות מחקר אל מאדים. שתי חלליות – פובוס 1 ופובוס 2 – שוגרו לעבר מאדים, ושתיהן כשלו. החללית פובוס 1 אבדה בדרך אל מאדים ואילו החללית פובוס 2, שכללה גם רכב נחיתה, אבדה ליד ירחו של מאדים פובוס. ב-1992 שיגרה ארצות-הברית חללית מחקר גדולה ויקרה מאוד (מעל מיליארד דולר בזמנו), בשם מארס אובזרוור (Mars Observer). זמן קצר ביותר לפני הכנסת החללית למסלול סביב מאדים אבד עמה הקשר מסיבה שאיננה ידועה עד היום. משימתה של חללית זו היתה צילום ברזולוציה גבוהה של פני השטח של מאדים.

בשנת 1996 נכשל שיגורה של חללית רוסית בשם מארס 96, שכללה, לראשונה אי-פעם, כדור פורח שנועד לחקור את סביבת מאדים. החללית מארס 96 שוגרה לחלל באמצעות משגר כבד מסוג פרוטון, אולם תקלה בשלב העליון של המשגר מנעה ממנה להגיע למסלול, והיא נפלה והתרסקה על כדור-הארץ. נקודת אור בשרשרת הכישלונות אפשר לראות בחללית האמריקנית מארס גלובל סורוויור (Mars Global Surveyor, MGS). חללית זו היתה פעילה סביב מאדים עד 2007 ושידרה לכדור-הארץ יותר תמונות מכל החלליות לחקר מאדים במשולב. חללית זו היתה הראשונה שהצליחה לזהות מגובה של מאות קילומטרים מעל פני מאדים את רובוטי המחקר של נאס"א, ספיריט (Spirit) ואופורטיוניטי (Opportunity), שנחתו ב-2004. בראשית 2007 אבד הקשר עם חללית זו.

בשנת 1998 שוגרה חללית יפנית ראשונה לחקר מאדים, בשם נוזומי (Nozomi). עקב בעיות במערכת הדלק ובמערכת הניווט של החללית, כשלה חללית זו ולא נכנסה למסלול סביב מאדים. שלושה כישלונות אמריקניים חתמו את העשור הרביעי של מחקר מאדים באמצעות חלליות. החללית מארס קליימט אורביטר (Mars Climate Orbiter) נכשלה משום שחלה התנגשות בין התוכנה של מרכז הבקרה על כדור-הארץ, שעבדה עדיין בשיטה של אינצ'ים ורגליים, לבין החללית, שכבר עברה לעבוד בשיטה המטרית. כשניתן האות להפעיל את מנוע הבלימה של החללית ולהנמיך את מסלולה בוצעה הפקודה, אולם בערכים גבוהים פי 2.5 מאלו שסיפק מרכז הבקרה. כתוצאה מכך החללית נכנסה לאטמוספרה של מאדים ונשרפה. באותה השנה לא הצליחה לנחות נחיתה רכה חללית אמריקנית נוספת בשם מארס פולר לנדר (Mars Polar Lander). הסיבה לכישלון החללית הזאת אינה ידועה. חללית זו נשאה עמה 2 חלליות נחיתה קטנות, שגם הן אבדו. 

חקר מאדים במאה ה-21

מערך כוכבי-הלכת, כדור-הארץ ומאדים יוצר מדי שנתיים הזדמנות טובה לשיגור חלליות מכדור-הארץ למאדים. אין להתפלא כי ארצות-הברית מנסה, החל משנת 1997 לשגר מדי שנתיים חלליות מחקר למאדים. מארס אודיסיי (Mars Odyssey), ששוגרה ב-2001, היתה החללית האמריקנית הראשונה שהגיעה למאדים לאחר הפסקה ארוכה. זוהי חללית מחקר וצילום, המקיפה את מאדים בגובה מאות קילומטרים ומשדרת לכדור-הארץ תמונות ברזולוציה גבוהה מאוד של פני השטח במאדים. שנתיים מאוחר יותר שוגרו למאדים שתי החלליות שהנחיתו את כלי הרכב הרובוטיים ספיריט ואופורטיוניטי שנחתו ב-2004.

באותה השנה, 2004, הגיעה לראשונה חללית אירופית אל מאדים. החללית נקראה מארס אקספרס, ושימשה לוויין צילום באיכות גבוהה של מאדים. חללית זו ממשיכה לפעול עד היום, ולשדר שלל נתונים מדעיים רבי ערך. ביחד עם חללית זו הגיעה למאדים חללית נחיתה מתכנון בריטי בשם ביגל 2 (Beagle 2). חללית זו היתה אמורה לנחות על פני מאדים ולערוך מחקרים גאולוגיים, ואולם, מאז התנתקה החללית הקטנה ביגל 2 מחללית-האם מארס אקספרס בדרך לנחיתה על מאדים, נותק הקשר עמה, וההנחה היא כי החללית התרסקה במהלך הנחיתה. ב-2006 החלה לפעול החללית האמריקנית מארס רקונסנס אורביטר (Mars Reconnaissance Orbiter, MRO), שהצטרפה לחללית מארס אודיסיי בחקר מאדים מגובה המסלול שלה (כ-400 ק"מ).

נוכחנו, אפוא, כי גם עם התקדמות הטכנולוגיה של שיגור וניווט בחלל, משימות למאדים עדיין נמצאות בדרגת סיכון גבוהה ביחס לחלליות מחקר הנמצאות בסביבת כדור-הארץ. סכנות מסוגים שונים יכולות לפגוע בחלליות הטסות למאדים, ובכללן סערות שמש עזות, המשגרות לחלל שטף חלקיקים טעונים בעלי אנרגיה גבוהה – כפי שקרה לחללית היפנית נוזומי. שטף חלקיקים כזה מסוגל לגרום לתקלות רבות במערכות האלקטרוניות הנמצאות בקרבי החלליות.

עידן הרובוטים הניידים

המשימה הראשונה שבה הונחת כלי רכב רובוטי על מאדים היתה משימת פת'פיינדר (Pathfinder), שנחתה על מאדים ב-4.7.1997. היתה זו הנחיתה הראשונה על מאדים מאז החללית וייקינג, שנחתה על מאדים 21 שנים קודם לכן.משימה זו היתה הראשונה שהגשימה את חזונו של ראש נאס"א דאז, דניאל גולדין: קטן יותר, מהיר יותר, זול יותר. לשם השוואה – המשימה, כולל מחקר ופיתוח, שיגור, הפעלה של החללית וניתוח הנתונים – עלתה כעשירית מחללית וייקינג בודדת. לראשונה בוצעה נחיתה רכה, כלומר – נחיתה עדינה המאפשרת הנחתת החללית והמכשירים בתוכה בלא נזק על פני השטח של מאדים, תוך הסתייעות במערכת בלימה חדשנית המבוססת על ניפוח כריות אוויר. לאחר נחיתת החללית על מאדים נפתחה אריזתה וממנה יצא רובוט קטן שאורכו כ-50 ס"מ בלבד. כלי הרכב היה מצויד בשישה גלגלים, שלכל אחד מהם מנוע נפרד. סידור הגלגלים הקנה לו עבירות טובה. הרובוט ביצע כמה משימות מחקר גאולוגי, והיה מצויד במצלמות, במד-טווח לייזרי ובמכשיר לבחינת ההרכב הכימי של סלעי מאדים באתר הנחיתה. מכיוון שמשימה זו היתה ניסיונית באופיה, לא התרחק הרובוט מרחק רב מרכב הנחיתה, ששימש גם כתחנת ממסר להעברת הנתונים ממאדים אל כדור-הארץ.

ספיריט ואופורטיוניטי ספיריט ואופורטיוניטי הם שני רובוטים המהווים את סיפור ההצלחה הגדול ביותר עד כה של חקר מאדים באמצעות חלליות ורובוטים. המשימה כללה שיגור שתי חלליות זהות למאדים, כשבכל אחת מהן רובוט גדול ומשוכלל יותר מן הרובוט הראשון של נאס"א, ששוגר למאדים ב-1997. המשימות שוגרו ביוני וביולי 2003, והגיעו למאדים בינואר 2004. משימות אלה היו אמורות לפעול במשך 3 חודשים, אולם התברר שכל מערכות הרובוטים מתפקדות בצורה תקינה וטובה הרבה מעבר לתחזיות האופטימיות ביותר של אנשי נאס"א. אי לכך, הוארכה משימתם של הרובוטים שוב ושוב, ונכון לזמן כתיבת מאמר זה, שניהם ממשיכים לתפקד באופן תקין, כמעט 3 שנים וחצי לאחר נחיתתם על מאדים.

שני הרובוטים הם כעין גאולוגים התרים את פני מאדים ולומדים על ההיסטוריה שלו. החללית שהביאה את הרובוט ספיריט הנחיתה אותו באזור שבו התחולל בעבר הרחוק שיטפון עז, שגרם לסחף גדול של סלעים ממקורות ומסוגים שונים. את הסלעים הללו חוקר ספיריט. הרובוט האחר, אופורטיוניטי, נחת באזור שאנשי נאס"א שיערו כי בעבר היו בו מקווי מים גדולים. התברר כי הרובוט אופורטיוניטי נחת באזור שהיה בעבר ים רדוד על פני מאדים. רובוט זה גילה, בין היתר, עדויות לסלעי משקע על מאדים – תגלית חשובה, שכן היה בכך אישוש להשערה שבעבר היו על מאדים מקווי מים גדולים.

משימות עתידיות למאדים

עד כאן סקרנו את משימת הוייקינג ואת עידן הרובוטים הניידים. מכאן נעסוק במשימות עתידיות לחקר מאדים, כאלה המצויות בשלבי תכנון וביצוע.

מאדים ממשיך להוות מוקד משיכה עיקרי לחלליות מחקר בלתי מאוישות, ומשימות נוספות מצויות בשלבים שונים של תכנון וביצוע. נעבור לסקור את התכניות העיקריות למחקר בלתי מאויש של מאדים לשנים הקרובות. במידת האפשר, נציין גם לוחות זמנים למשימות אלה.

פניקס

החללית פניקס היא חללית אמריקנית ששוגרה למאדים באוגוסט 2007 ולנחות על פני השטח ב-25 במאי 2008. זוהי החללית הראשונה ליוזמת סקאוט (Scout) של נאס"א, יוזמה שנועדה לשלוח חלליות מחקר קטנות בעלות נמוכה. החללית פניקס מבוססת על תכן (תכנון) של החללית מארס סורביור לאנדר (Mars Surveyor Lander), ששיגורה בוטל ב-2001.

חללית זו היא נחתת נייחת ומטרתה העיקרית היא בחינת הקרקע באזור שטרם נחקר עד כה, ושמצוי בו קרח של מים. חללית זו תשתמש בכוחם של מנועים רקטיים לצורך בלימה ונחיתה רכה, בניגוד לחלליות הקודמות, שהשתמשו בטכנולוגיית כריות האוויר. הניסיון מחללית זו ישמש משימות עתידיות נוספות, שיוכלו להעמיק את החפירה בתוך אדמת מאדים ובקרח המצוי בה.

מארס סיינס לבורטורי

מארס סיינס לבורטורי (Mars Science Laboratory, MSL) מתוכננת לשיגור ב-2009 ולנחיתה על פני מאדים ב-2010. יהיה זה רובוט מדור שלישי שיתבסס על הניסיון המוצלח של שתי משימות המחקר ספיריט ואופורטיוניטי, שכאמור נחתו על מאדים בינואר 2004. הבדל מרכזי בין רובוט זה לבין כל רובוטי מאדים שקדמו לו הוא מקור הכוח המפעילו: בעוד שרובוטים קודמים עשו שימוש באנרגיה סולרית שהומרה לאנרגיה חשמלית באמצעות תאים סולריים שהותקנו על החלק העליון של הרובוטים, הרי שרובוט זה ישתמש בגנרטור גרעיני קטן מסוג RTG.

ההסתמכות על מקור כוח גרעיני ולא סולרי תאפשר זמן פעולה ארוך הרבה יותר ואפשרות פעילות ותנועה גם בשעות הלילה של מאדים. ביקורת ציבורית רבה נשמעת בארצות-הברית כנגד השימוש במקור כוח גרעיני למשימת מחקר זו, ולכן נערכות בנאס"א בדיקות היתכנות לחלופה סולרית עבור חללית מחקר ברובוט זה. שימוש ב-RTG לאספקת כוח חשמלי לחלליות נעשה מאז שנות השישים של המאה ה-20, בהצלחה מלאה. יתר על כן, מבדקים שונים הראו שגם במקרה של התפוצצות טיל השיגור והחללית המצוידת ביחידות כוח גרעיניות אלה, ההשפעה על הסביבה היא שולית שבשולית. כל הפרסומים המדעיים של נאס"א ומשרד האנרגיה האמריקני בנושא לא הועילו עד היום – ובכל עת שמשוגרת חללית המצוידת ב-RTG, יש קריאה ציבורית לבטל את השיגור.


משימה להחזרת דגימות קרקע

משימות שונות להחזרת דגימות קרקע תוכננו בנאס"א ובסוכנות החלל האירופית. מטרתן של משימות אלה פשוטה, אולם הביצוע שלהן מורכב למדי: ראשית, יש להנחית בהצלחה חללית על מאדים. שנית, יש לאסוף דגימות קרקע ממאדים (דבר זה אפשר לעשות באמצעות זרוע איסוף המחוברת לחללית או באמצעות רובוט קטן, שיאסוף דגימות מעניינות ויביא אותן אל החללית). לאחר איסוף הדגימות, יש להכניסן לתא מיוחד בחללית הנחיתה, שלו מערכת שיגור היכולה לשגרו ממאדים אל עבר כדור-הארץ. את תא הדגימות יש לצייד במעטה מגן, על מנת להנחיתו בשלום על כדור-הארץ, שם ייאסף, ודגימות הקרקע ממאדים יוכלו להיחקר במכוני המחקר ובמעבדות שעל כדור-הארץ.

התקווה היא כי משימות אלה יבוצעו לקראת אמצע או סוף העשור הבא. יתרון מובן של משימה זו הוא האפשרות לחקור את דגימות הקרקע ממאדים לאורך זמן ובאמצעות מכשור משוכלל, דבר שאינו מתאפשר תמיד באמצעות מחקר אוטומטי על פני השטח של מאדים.

מחקר באמצעות בלונים וכלי טיס בלתי מאוישים

אפשרות נוספת ומעניינת לחקור את מאדים היא להשתמש בחלליות שיביאו אל מאדים כלי טיס בלתי מאוישים מסוגים שונים ובלונים. הרעיון לחקור את מאדים באמצעות בלון אינו חדש, ואף נעשו בעבר צעדים ממשיים לבניית חללית מחקר שתביא בלונים אל מאדים, אך נכון להיום אין עדיין תאריך מוגדר למשימה זו.

עקרון הפעולה של מחקר באמצעות כדור פורח או בלון הוא פשוט: בלון ינופח באטמוספרה של מאדים, וישא תחתיו מערך של מכשירי מדידה מסוגים שונים. במהלך היום של מאדים יתחמם הגז שבתוך הבלון והבלון ירחף באטמוספרה וינוע ממקום למקום בלא בקרה ושליטה, אלא על-פי מצב הרוחות במאדים. עם רדת הלילה המאדימי וצניחת הטמפרטורה הגז בתוך הבלון ייעשה דחוס יותר, העילוי שלו ירד והבלון ינחת על הקרקע. מערך המכשירים המחובר לבלון יוכל להיכנס לפעולה בשלב זה. עם הזריחה וההתחממות של מאדים, ימריא הבלון מהקרקע ויישא את המכשירים באטמוספרה עד ללילה הבא.

מניסויים שונים התברר כי אפשר לקיים מספר גדול של מחזורי המראה ונחיתה של בלון או כדור פורח. חלליות יוכלו להביא למאדים גם כלי טיס מכונפים מסוגים שונים, הדומים לדאונים או למטוסי מחקר שונים, בהם נעשה שימוש בכדור-הארץ. האתגר להטיס כלי טיס מכונף באטמוספרה הדלילה של מאדים הוא גדול, והמשימה איננה פשוטה כלל ועיקר.

ההנעה של מטוסים אלה תיעשה באמצעות מנוע חשמלי, שיקבל את האנרגיה הדרושה לו ממערך של תאים סולריים שיותקנו בחלקו העליון של כלי הטיס ועל גבי הכנף. בנאס"א כבר נערכים ניסויים שונים, במסגרתם נבנו כלי טיס ניסיוניים אחדים הנבחנים הן בטיסה אמיתית והן במנהרת רוח. אתגר נוסף במשימה מעין זו הוא הצורך לקפל את כלי הטיס על מנת שיתאים למארז קטן יחסית, שאותו מסוגלים מַשגרים לשגר מכדור-הארץ אל מאדים.


אקסומארס: משימה של סוכנות החלל האירופית

אקסומארס היא משימת מחקר מרכזית של סוכנות החלל האירופית לחקר מאדים. במרכזה של משימה זו עומד רובוט גדול ומשוכלל, שנועד הן למחקר גאולוגי והן למחקר ביולוגי של מאדים. אקסומארס מפותח במסגרת מיזם המשימות העתידיות של סוכנות החלל האירופית המכונה אורורה.

כלי הרכב הרובוטי יוכל לנוע על מאדים למרחקים ניכרים, לבצע בדיקות גאולוגיות שונות ולקדוח עד לעומק של 2 מטרים מתחת לפני הקרקע. דגימות של אדמה מעורבת בקרח יוכנסו לתא בדיקה, שבתוכו יש ציוד רב שנועד לקבוע אם מצויים שרידים של יצורים חיים בדגימות הנבחנות. עקרון הפעולה של המעבדה האוטומטית של הרובוט מזכיר במידת-מה את המעבדות בהן צוידו חלליות וייקינג של שנות השבעים, אם כי מערך הניסויים ומכשירי המדידה משוכללים לאין שיעור. לא ידוע מתי מתכננת סוכנות החלל האירופית לשגר את המשימה אל מאדים.

משימות מאוישות למאדים

עד כאן סקרנו משימות למאדים הנמצאות בשלבי תכנון וביצוע. בחלק האחרון נדבר על סוגיית המשימות המאוישות למאדים.

משימה אנושית

שלל המשימות הבלתי מאוישות שתוארו יכול להעלות את השאלה: ומה בדבר משימה מאוישת? האם אנו נמצאים במצב שבו טכנולוגיות החלל השונות מאפשרות משימה מאוישת למאדים? אם כן, מה יהיה מחירה של המשימה? מי יבצע אותה? ושאלת השאלות – מתי יניח האדם את כף רגלו על מאדים?

תכניות אמריקניות לטיסה מאוישת אל מאדים היו עוד בשנות החמישים של המאה ה-20, ובטרם הגיע האדם אל החלל. תכניות מפורטות אלה הוכנו על-ידי מהנדס הטילים הגרמני ורנר פון בראון (Von Braun), אולם לא הגיעו לכלל מימוש. לאחר הטיסות המאוישות לחלל ב-1961, וביתר שאת לאחר המשימות של מבצע אפולו לחקר הירח, היה ברור כי מאדים מהווה יעד חשוב ואטרקטיבי למשימות חלל מאוישות.

יחד עם זאת, יש לזכור כי גורמים רבים מקשים על משימה מאוישת למאדים. מעבר להיבטים הטכנולוגיים הברורים מאליהם, כגון פיתוח משגרים חזקים, חלליות גדולות ומרווחות וכו', אחד האתגרים המהותיים ביותר הקשור במשימה מאוישת למאדים הוא משך הזמן הרב הדרוש למשימה מעין זו. נוכחנו כבר כי מאדים וכדור-הארץ נערכים במסלוליהם סביב השמש באופן כזה המאפשר מעבר נוח ביניהם אחת לשנתיים. פירוש הדבר כי משימה למאדים שכלול בה צוות של אסטרונאוטים איננה יכולה להיות משימה קצרה, כמו הגיחות בנות הימים הבודדים של מבצעי אפולו לחקר הירח.

אופי המשימה

פרופיל אפשרי של משימה מאוישת למאדים נראה כיום כך: טיסה אל מאדים תימשך בין 6 ל-7 חודשים, השהייה על פני השטח של מאדים תימשך כשנה והחזרה לכדור-הארץ תארך 6 עד 7 חודשים נוספים. מובן כי משימה כה ארוכה מצריכה היערכות מיוחדת שתאפשר לאסטרונאוטים להגיע אל מאדים במצב גופני טוב ולתפקד שם לאורך תקופה ארוכה. אחד מגורמי הסיכון הראשונים במעלה שיש לטפל בהם הוא בעיית הקרינה מהשמש: במועדים שונים מתחוללות סופות שמש עזות, הפולטות שטף של חלקיקים אל החלל. חלקיקים אלה יכולים לחדור בקלות את גוף החללית, ולפגוע בצוות הנמצא בפנים. לפיכך יש לפתח מִקְלט נגד קרינה, שיימצא בתוך החללית. מכיוון שהגנה מצריכה קירות עבים וכבדים, אי-אפשר למגן את כל החללית כנגד הקרינה המזיקה. דבר זה כשלעצמו משפיע על המשגר או המשגרים שיידרשו על מנת לבצע משימות מאוישות למאדים.

סוגיה נוספת שיש לפתור היא השהות הארוכה מאוד של אנשי הצוות בתנאים של היעדר כבידה בתוך החללית בדרך אל מאדים ובדרך ממנו אל כדור-הארץ. חשיפה של בני-אדם לתנאים אלה גורמת לשורה של בעיות פיזיולוגיות קשות, ובהן בריחת סידן מואצת מן העצמות, אבדן של מסת שריר והחלשה של הלב.

בעוד שאסטרונאוטים הנמצאים תקופות ארוכות בתחנת החלל הבינלאומית שבים הביתה וניתן לבצע בהם סדרה של בדיקות גופניות מקיפות ולהתחיל בתכנית לשיקום הכושר הגופני והמצב הכללי של גופם, הרי שהאסטרונאוטים שיגיעו למאדים לאחר שהייה של 6 או 7 חודשים בתנאים של היעדר כבידה ייאלצו לעבור מיד ממצב של ריחוף רגוע ונטול כוח משיכה למצב של עבודה פיזית מאומצת וקשה במשך שעות רבות מדי יום בתנאי כוח המשיכה של מאדים.

אחד הפתרונות האפשריים הוא בנייה של צנטריפוגה (סרכזת) בתוך החללית, שתאפשר לאסטרונאוטים חשיפה מבוקרת לכוחות תאוצה משתנים שידמו את כוח המשיכה הקיים על פני מאדים. הבעיות הטכניות בבניית מתקן זה טרם נפתרו, ובשלב זה מהוות אבן נגף עיקרית בתכנונה של משימה מאוישת אל מאדים.

בשנת 1989, בנאום שנשא הנשיא ג'ורג' בוש (האב) לרגל 20 שנה לנחיתה הראשונה של האדם על הירח, הכריז פומבית כי הוא מורה לנאס"א לפתח כמה משימות חלל חדשות, ובהן גם טיסה מאוישת למאדים. בניגוד לנשיא קנדי, אשר גיבה את הצהרותיו בדבר נחיתה מאוישת על הירח בתקציבי עתק שאפשרו את ביצוע תכנית אפולו, הנשיא בוש לא תרגם את הצהרותיו ממילים לתקציבים. לכן, לאחר עבודת מטה מסוימת בנאס"א, הוחלט כי הטכנולוגיה של ראשית שנות התשעים איננה מאפשרת ביצוע תכנית קונקרטית להנחתת אדם על מאדים. חשוב להבין שמשימת חלל מאוישת למאדים תהיה יקרה מאוד. תג המחיר של משימה מאוישת למאדים יהיה כה גבוה, שאפילו מעצמה תתקשה להשיג יעד זה בכוחות עצמה.

תכניות כלליות למשימה בינלאומית למאדים מוכרות עוד משנות התשעים של המאה ה-20. חזון הנשיא בוש (הבן) משנת 2004 מנחה את נאס"א לשוב ולהנחית אדם על הירח עד שנת 2018. חזון זה נגזר מיוזמת מחקר של נאס"א המכונה "Moon, Mars and Beyond". במסגרת תכנית כללית זו עוסקת נאס"א זה שנים בבדיקה ובבחינה של האפשרויות השונות העומדות בפניה לכשתידרש לשלוח אדם אל מאדים. כיום נבנים מכלולי מגורים עתידיים שיוכלו לשמש את חוקרי מאדים, מפותחות חליפות חלל חדשות שישמשו את האסטרונאוטים במאדים, ואפילו נערכים מחקרים מקיפים בתחום החקלאות ההידרופונית (ללא קרקע) – אחד מן המנגנונים ליצירת מזון וחמצן לצוותי המחקר העתידיים שיגיעו למאדים.

גם סוכנות החלל האירופית עוסקת בתכנון ראשוני של משימת חלל מאוישת למאדים, ולאחרונה נודע כי גם סין מתכוונת להיכנס למרוץ החלל החדש שתכליתו הנחתת אדם על מאדים, ככל הנראה לקראת שנת 2030 עד 2035.

בכנס חלל בינלאומי שבו נכחתי הוצגו כמה תכניות למחקר מאויש של מאדים על-ידי גורמים מסוכנות החלל של רוסיה. דומה כי ישנם שני תרחישים אפשריים של משימה מאוישת למאדים: מרוץ חלל בין מעצמות חלל דוגמת ארצות-הברית, רוסיה, אירופה, יפן וסין, או שיתוף פעולה בינלאומי נרחב במתכונת המזכירה את בניינה ותפעולה של תחנת החלל הבינלאומית.

לפחות מבחינת ההצהרות הפומביות ומניתוח של מהלכים שונים בתחום תכניות למחקר מאויש של הירח סביב שנת 2020, בשלב זה אפשר לקבוע כי הסבירות למיזם בינלאומי שתכליתו הנחתת אדם על מאדים איננה גבוהה במיוחד. נוסף על הפעילות של סוכנויות חלל גדולות בתחום המחקר המאויש של מאדים, גם הציבור, ובפרט אנשי מדע, קוראים לא רק למחקר מצומצם של מאדים, אלא אף ליישובה של הפלנטה האדומה על-ידי מסות גדולות של בני-אדם.


הקול הבולט ביותר בקהילת תומכי ההתיישבות במאדים הוא קולו של ד"ר רוברט זוברין, לשעבר מדען בנאס"א. זוברין הקים אגודה ציבורית הקרויה מארס סוסייטי (Mars Society), ששמה לה למטרה לקדם את העיסוק הציבורי בתחום מחקר מאדים ויישובו העתידי. אגודה זו מקיימת פעילויות נרחבות הכוללות פרסום ספרים ומאמרים, הפעלת אתרי אינטרנט, עריכת סדנאות וכנסים, וגולת הכותרת: מחקרים של ממש הנוגעים לעיצוב חלליות העתיד למאדים, מכלולי מגורים ואף אימונם של מעין-אסטרונאוטים מתנדבים ביחידות מגורים אלה, המוצבות באזורים נידחים בכדור-הארץ ומדמות במידה רבה את התנאים השוררים במאדים. באחת ממשלחות מחקר אלה השתתף אף נציג ממדינת ישראל.

זוברין היה הראשון שהעלה את האסטרטגיה המהפכנית לטיסה אל מאדים: שליחת רכב נחיתה בלתי מאויש אל מאדים והפקת דלק מאדמת מאדים ומן האטמוספרה שלו על מנת לתדלק את חללית החזרה לכדור-הארץ. משהודיעה החללית על הקרקע שמכליה מלאים ואפשר לשגרה אל כדור-הארץ בעת הצורך, יישלח צוות של אסטרונאוטים בחללית זהה וינחת ליד החללית הראשונה.

מאותו הרגע תחל החללית שנחתה זה עתה להפיק דלק על מנת לחזור לכדור-הארץ, ואילו האסטרונאוטים יוכלו לגור גם בתוכה וגם בחללית שלידה נחתו. כאשר יידרשו לחזור אל כדור-הארץ, יעשו דרכם בחללית שהגיעה ראשונה וחיכתה להם כאשר היא כבר מתודלקת. רצף המשימות יאפשר בכל פעם הבאת חללית נוספת והרחבת אתר הנחיתה לכלל בסיס קבע קטן, שיוכל לספק את רוב רובם של צורכי האסטרונאוטים.

יחד עם הבזבוז הרב של כספים במשימות מדינתיות ללא שיתופי פעולה, יש במירוץ חלל למאדים גם יתרון מסוים – הדחף העז לזכות בהישגים מדיניים של יוקרה בינלאומית יכול לשחרר חסמים ביורוקרטיים לא-מעטים ולהפנות תקציבים להשלמת היעד של משימה למאדים.

כל עוד אין חזון ברור, מתוקצב ובעל מטרות מוגדרות, למחקר מאויש של החלל, הן על-ידי מעצמות החלל והן על-ידי הקהילה המדעית העולמית, נוכל רק לסקור מדי שנים אחדות את המשימות שלא המריאו מעל שולחן השרטוט (או, ליתר דיוק: מעל צג המחשב). בטווח הארוך, יישובו של מאדים יכול להיות ההבדל בין הישרדות המין האנושי לבין כלייתו – אם באסון טבע (כגון אסטרואיד גדול שיתנגש בכדור-הארץ) ואם בשל שינויים סביבתיים מעשה ידי אדם.

הכתבה עודכנה באוקטובר 2026: שלושת חלקי הכתבה, שפורסמו במקור בנפרד, אוחדו לכתבה אחת.