תכנית ווסטוק – הפעם הראשונה בה אמרו אנשים שלום אחד לשני בחלל – ובהם האישה הראשונה

בימים הראשונים של חקר החלל, האסטרונאוטים גם שימשו שפני נסיונות

מבוא
ששת מבצעיה המאוישים הראשונים של רוסיה (ברה”מ לשעבר) הוצאו לפועל באמצעות חלליות מדגם ווסטוק. חלליות אלה היו מיועדות לאדם אחד בלבד. טיסות אלה אופיינו בחלוציות ובהעזה שבהן הקדימה רוסיה את ארה”ב. יורי גאגארין היה האסטרונאוט הראשון שהקיף את כדור הארץ. במסגרת מבצע ווסטוק נערכו ניסויים ביולוגיים ורפואיים שבהם ניסו לבדוק את יכולת האסטרונאוטים לשהות זמן רב בחלל. נבדקו התפקודים הפיזיולוגיים שלהם, נבדקו תגובות של נוזלים בתנאי חוסר משקל, שכן נודעת לכך חשיבות הן לתהליכים פיזיולוגיים בגוף האסטרונאוטים הן לצורכי התזונה שלהם. הבדיקות הרפואיות כללו גם את תפקוד מערכת העצבים המרכזית ואת יכולתה לפעול בתנאי טיסה בחלל, וכן את פעולתו של הלב ומערכת כלי הדם, חילוף חומרים, פעילות החושים ועוד.

כל האסטרונאוטים שנבדקו בניסויים שבאו לאחר מכן, גילו יכולת עמידה בתנאי חוסר משקל, הדופק היה כרגיל. לא התגלו סטיות בנתונים רפואיים אחרים ולא הסתמנו הפרעות בתנועות המוטוריות שלהם. היו אסטרונאוטים שנחלצו מרתמות הכיסא וביצעו תרגילים רפואיים כדוגמת גרמן טיטוב.
נוסף לבדיקות הרפואיות נערכו גם ניסויים בצמחים ובבעלי חיים שונים. התברר שהטיסות גורמות להפרעות גנטיות שונות אצל חיידקים, התגלו שינויים במערך הכרומוזומים והפרעות בתהליך התחלקות התאים. על־פי ממצאי הבדיקות התברר שהשינויים בכרומוזומים נגרמו על ידי כוח המשיכה של כדור הארץ ורעידות החללית ואילו ההפרעות בתהליך התחלקות התאים נגרמו בשל השפעת חוסר המשקל שבו הם שרויים. לעומת זאת לא התגלו השפעות על זרעי גזר, עגבנות, אפונים, חיטה וצמחים אחרים שנבדקו בטיסות אלה.

טיל השיגור
חללית הווסטוק משוגרת באמצעות טיל מדגם RNV . זהו טיל המורכב מ־21 מנועים רקטיים. שלב ראשון, 4 מאיצים נפרדים המוצמדים לגוף. שלב שני המרכזי ושלב שלישי. להוציא את השלב האחרון שלו מנוע אחד, לשלב הראשון 4 המאיצים 16 מנועים, 4 מנועים בכל מאיץ , ובשלב השני 4 מנועים. סך הכול מפתח הטיל כוח דחף של 570 טון. גובה הטיל 38 מטר.

מבנה החללית
החללית ווסטוק מיועדת לאדם אחד ומסוגלת לשהות בחלל 10 ימים. החללית בנויה מ־3 חלקים, תא הפיקוד, תא השירותים והשלב השלישי של טיל השיגור. תא המכשירים מחובר לתא הפיקוד באמצעות 4 זוגות של תפסנים. אורך החללית 7.2 מטר ומשקלה 6.2 טון (4.7 מטר ללא השלב השלישי). מחוץ לחללית נמצאים תריסים מיוחדים המגינים עליה מפני קרינות שונות הקיימות בחלל.

תא הפיקוד
תא הפיקוד הוא תא כדורי בקוטר 3.15 מטר ומשקלו 2.4 טון . התא מצופה בחומר מבדד לשמירת טמפרטורה פנימית של 15– 22 ( מעלות צלזיוס) גם כאשר הוא חודר לאטמוספירה לנחיתה. לתא 3 פתחים למצנח, למכשור ופתח כניסה לאסטרונאוט. 3 חלונות מאפשרים תצפית לחלל, לכדור הארץ ולצילום. כדי להגן על עיני האסטרונאוט יש לכל חלון מכסה. החלון המצוי בחזית, מצויד במכשירים אופטיים מתוחכמים המשמשים לאסטרונאוט כאשר נדרש ניווט ידני.

מכשור
מעל האשנב החזיתי נמצא לוח הבקרה. הוא כולל מד לחץ, מד חום, מכשירים למדידת הרכב האוויר, לחץ הגז במיכלים של מערכת הניווט, שעון למדידת הזמן מרגע השיגור ועד לנחיתה, תקשורת, הגה ומשדר רדיו. בחלק העליון נמצא גלובוס של כדור הארץ המסתובב בשני צירים בעת ובעונה אחת והוא מסונכרן עם תנועתה המסלולית של החללית עם תנועת הארץ. מתחת ללוח הבקרה נמצאת מצלמת טלוויזיה לצילום התא.

משמאלו של האסטרונאוט נמצאים, מצנח, מיכל מי שתייה, לוח בקרת נחיתה, רשם קול, לוח בקרת מכשירי החללית, מקור החום של החללית והגאים. מימין נמצא מיכל מזון, מאוורר אוויר, שעון אלקטרוני, מצלמת טלוויזיה, מקלט רדיו, מערכת סניטרית ומצבר אלקטרוני למערכות החללית. בחללית 240 מחוונים, 56 מתגי תפעול אלקטרוניים בגדלים שונים ולמעלה מ־6000 טרנזיסטורים. האסטרונאוט מוגן מקרינות שונות כמו קרינה קוסמית ומרוח השמש. מונה גייגר הנמצא בחללית משמש להתרעות מוקדמות.

תקשורת
בחללית כמה מכשירי קשר. מקלט רדיו להעברה חלקית של האינפורמציה ולקביעת מצב החללית בחלל, שני מכשירי רדיו טלפון, אפיק UHF לשיחות ממרחקים שבין 1400 – 1900 ק”מ, אפיק להעברת פקודות פיקוח, מערכת טלמטרית לקביעת מצבם הפיזיולוגי של האסטרונאוטים ונתונים על החללית. האנטנות נמצאות בחרטום החללית ויוצאות מגוף החללית. ליד האנטנות נמצאים חלקים ממערכת ההנעה המסלולית.

הרכב האוויר
האטמוספירה של התא מורכבת מ־% 24 חמצן והשאר חנקן, הליום ופחמן דו חמצני.

הכיסא
טבעות חיבור מיוחדות מאפשרות לכיסא תנועה של שתי מעלות, ומאפשרות לאסטרונאוט מרחב של 360 מעלות. הציוד בחללית סודר כך שהאסטרונאוט לא ייפגע במהלך עבודתו.

נחיתה
הנחיתה היא אוטומטית. לקראת סוף הטיסה מופעלת מערכת הניווט ומוציאה את החללית ממסלולה. מנועי הבלימה מאטים את מהירות החללית ל־30 מטרבשנייה. תא הפיקוד ניתק מתא המכשירים ומהשלב השלישי של הטיל. בגובה 4 ק”מ נפתח מצנח ומעצורי הבלימה נחשפים. בגובה 2.4 ק”מ מופעלים המעצורים והמצנח הראשי נפרס.

האסטרונאוט יכול לצנוח אישית ללא תא הפיקוד. בגובה 7 ק”מ, מוסט פתח הכניסה, שתי שניות לאחר מכן האסטרונאוט מועף החוצה עם כסאו על ידי מנועים קטנים והמצנח האישי נפרס. בגובה 4 ק”מ ניתק האסטרונאוט מהכיסא וזה נופל ארצה בחופשיות. האסטרונאוט ממשיך בצניחתו. הוא מצויד במנת מזון, במכשיר קשר ובסירה קטנה למקרה של נחיתה במים.

יורי גאגארין
ב־12 באפריל 1961 שוגר יורי גאגארין בחללית ווסטוק 1. משקל החללית 4725 ק”ג. היא הקיפה את כדור הארץ במהירות של 27,000 ק”מ במסלול שמרחקו מהקרקע 180 -327 ק”מ וזווית הנטייה 64.95 מעלות, ומשך הקפתו של כדור הארץ 89.1 דקות. טיסתו של גאגארין נמשכה 108 דקות. כאשר החללית חלפה מעל אפריקה, הופעלו מנועי הבלימה. פעולה זו נעשתה על־פי צו אלחוטי ששודר ממרכז הבקרה ולא בידי גאגארין. מהנדסי החלל לא נתנו לגאגארין לנווט את החללית כיוון שלא ידעו מה מצבו הרפואי. הם לא רצו לסכן אותו. הנחיתה הייתה בסרטוב, 440 ק”מ ממוסקבה.

הפיקוח על הטיסה נעשה בידי מערכת ההנחיה האוטומטית למרות שגאגארין יכול היה לפקח על החללית ידנית. חוסר המשקל לא השפיע על גאגארין. הוא הרגיש טוב, אכל ושתה כרגיל וכתב דוחות על התצפיות שביצע. כתב היד לא השתנה בשל חוסר המשקל ויכולתו לעבוד לא נפגמה. המעבר מחוסר משקל לכבידת הארץ היה הדרגתי.

גרמן טיטוב
שבועיים לאחר טיסתו של ווירג’יל גריסום (אסטרונאוט אמריקני) שארכה 15 דקות, הקיף אסטרונאוט רוסי ב־6 באוגוסט 1961 את כדור הארץ בזמן של 25 דקות ו־18 דקות. היה זה גרמן טיטוב. הוא הקיף את כדור הארץ 17.5 פעם בחללית ווסטוק 2. טיטוב הקיף את כדור הארץ במסלול שמרחקיו מהקרקע 183 – 244 ק”מ. זווית הנטייה 64.93 מעלות ומשך הקפת כדור הארץ 88.5 דקות. משקל החללית 4731 ק”ג.

מטרות הטיסה היו לבדוק את ההשפעות של הטיסות המסלוליות הממושכות והנחיתה על גוף האדם. במהלך הטיסה טיטוב אכל, התעמל וגם ישן. הוא ישן 9 שעות ו־7 דקות (37 דקות יותר מהמתוכנן). במהלך טיסתו כיסה טיטוב את כדור הארץ כולו. לאחר כל הקפה פנתה החללית ב־22 מעלות מערבה. כאשר היה מוכן לחזור, טיטוב הפעיל את מנועי הבלימה. המצנחים הורידו את ווסטוק אט־אט לקרקע. טיטוב בחר להשלים את המסע במצנחו האישי. הנחיתה הייתה ב־7 באוגוסט בסרטוב, 1000 ק”מ מאתר הנחיתה המתוכנן. לאחר הטיסה סיפר טיטוב כי הפיק הנאה מהשינה במועדים רגילים, החופפים למועדי השינה על כדור הארץ.

שעתיים לאחר שיגורו, טיטוב הרגיש כאילו הוא טס כלפי מטה. תחושה זו נעלמה כעבור זמן מה והוא יכול היה לבצע את משימותיו באופן נורמלי. התחושה הגיעה לשיאה כעבור 6 שעות. הוא הרגיש סחרחורות כאשר הניע את ראשו לכיוונים מסוימים, בין היתר תאבונו נחלש. רק לאחר השינה הוא הרגיש טוב יותר, בפרט כאשר למד למנוע תנועות פתאומיות של ראשו.

טיטוב חזר ארצה עם פגיעה באוזניו. הוא הרגיש סחרחורות ונאלץ לשכב כמה דקות עד שתחושה זו נחלשה. הוא נשלח לתקופת אשפוז ארוכה. בעיה זו קשורה כנראה לאוזן הפנימית. תפקיד חשוב ממלאים האוטוליטים – עצמות קטנות המפעילות לחץ על דופן האוזן הפנימית. כתוצאה מגרביטציה ואינפורמציה המועברת דרך העצבים ולהיפך האוטוליטים מאפשרים הגדרה של מצב הגוף גם כשהעיניים עצומות. מובן שבחוסר משקל בפרט כשהראש מונע במהירות, נוצר אפקט הסותר את מה שהעיניים קולטות.

ניקולאייב – פופוביץ
המבצע המורכב הראשון אשר בו משתתפות יותר מחללית אחת החל ב־11 באוגוסט 1962 והסתיים ב־15 באוגוסט. בכל חללית היה אסטרונאוט אחד. אנדריאן ניקולאייב בווסטוק 3, “נשר מלכותי” ופאבל פופוביץ בווסטוק 4, “נץ”. שתי החלליות שוגרו בהפרש של 24 שעות זו מזו. מטרות המבצע היו:

1. א. לאסוף ידיעות על השפעת טיסות החלל על גוף האדם.
2. ב. לבחון את פעולות האסטרונאוט בתנאי חוסר משקל – ניקולאייב שחרר עצמו מהרצועות שריתקוהו למושבו ונע באופן חופשי בתוך החללית.
3. ג. לערוך מבחנים פסיכולוגיים – לבחון את יכולת החשיבה של בני אדם בתנאים בלתי רגילים. האסטרונאוטים ביצעו חישובים מתמטיים.
4. ד. לאסוף אינפורמציה מדעית על תנאי טיסת החלל ולשפרם. זה כלל את הדברים האלה:

• – מציאת פיתרון סופי לבעיה הכרוכה בשיגורה של חללית במסלול, שנעה בו כבר חללית אחרת. מדעני החלל הרוסיים קיוו להשיג אינפורמציה על הדרך ליצירת מגע בין חלליות, לתיאום פעולותיהם של האסטרונאוטים ולבדיקת השפעתם של תנאי טיסה זהים על האסטרונאוטים.
• – שיפור שיטת הניווט.
• – שיפור בדרכי הקשר – בדיקת אמצעי תקשורת בחלל, שהם תנאי ראשון למבצעי חלל ארוכי טווח.
• – שיפור בהכוונה ובפעולות הנחיתה של החלליות.

בכל חללית הוחזקו במיכלים מיוחדים בעלי־חיים וצמחים – יתושים, חיידקים, זרעי צמחים וחומרים ביולוגיים שונים. בכל חללית הייתה מצלמת טלוויזיה. לקראת השיגור פנתה ממשלת רוסיה (אז ברה”מ) לממשלת ארה”ב להימנע מכל ניסוי גרעיני העלול לסכן את חיי האסטרונאוטים. בתום כל הקפה התייעצו האסטרונאוטים עם רופאיהם אם להמשיך בטיסה.

ניקולאייב
ניקולאיב שוגר בווסטוק 3. מסלול טיסתו , מרחקיו מהקרקע נעו בין 183 ל־235 ק”מ, זווית נטייה 64.98 מעלות, משך הקפה 88.3 דקות. ניקולאייב הקיף את כדור הארץ 64 פעם בזמן של 94 שעות ו־22 דקות. משקל החללית היה 4722 ק”ג. בשעות הראשונות לטיסה ניקולאייב ניווט בעצמו את החללית כשהדופק שלו נע בין 87 ל־92 בדקה.

ניקולאייב חרג בטיסתו מהתכנית וביצע גם ניסויים פרטיים. “לקחתי אִתי בקבוק מלא למחצה וכאשר הגעתי למצב של חוסר משקל דבקו המים בדפנות הבקבוק, שעה שהאוויר נשאר באמצע. המצב נשאר ללא שינוי, גם כשניערתי את הבקבוק.” האסטרונאוטים אכלו לראשונה במתכונת רגילה. כדי להימנע מתקלות במערכות העדינות של החללית, ניקולאיב הפעיל שואב אבק לסילוקם של פירורי לחם. הירח האיר את תאו באור בהיר במידה כזו שיכול היה לכבות את האור.

פופוביץ
פאבל פופוביץ שוגר בווסטוק 4 ב־12 באוגוסט והקיף את כדור הארץ 68 פעם בזמן של 70 שעות ו־57 דקות. מסלול הטיסה היה 180 –237, זווית הנטייה 64.95 ק”מ וזמן הקפה 88.4 דקות. משקל החללית 4728 ק”מ. זמן קצר לאחר שיגורו של פופוביץ נערך ניסיון ההתקרבות שבמהלכו קרבו החלליות למרחק של 6.5 ק”מ אחת מהשנייה. לקראת הפגישה האט ניקולאייב את מהירות חלליתו ופופוביץ הגדיל את המהירות. בטיסתן באותו מסלול שתי החלליות הקיפו את כדור הארץ פעם ב־84 דקות. במהלך ההתקרבות הדופק של ניקולאייב ופופוביץ היה בין 65 – 70 בדקה. הטמפרטורה בווסטוק 3 הייתה 17 מעלות ובווסטוק 4 24 מעלות. לחץ האוויר והלחות בשתי החלליות היה כמתוכנן.

ניסיון ההתקרבות אותו ביצעו האסטרונאוטים אִפשר להם מגע רדיו ומגע עין. ניקולאייב ופופוביץ ראו אחד את השני מבעד לחלונות של החלליות שלהם. בתום הניסוי ניתקו האסטרונאוטים מגע ונרדמו לכמה שעות. במהלך הניסוי ולאחריו עבדו האסטרונאוטים ללא חליפות חלל. ההפרעות שגרמו לאבדן שיווי המשקל ולבחילה של טיטוב לא הורגשו אצל ניקולאייב ופופוביץ אף ששהו זמן רב יותר בחלל.
בכל פעם שניקולאיב ניסה להתיר את הרצועות ועזב את מקומו, היה מרחף בחללית. כדי לנוע היה עליו לגעת בדפנות החללית ואז היה נע באִטיות וללא תקלות. החלליות סטו במקצת ממסלולן. נתיב הטיסה תוקן בעזרת מכשירי החללית והוראות מהמרכז. נערכו למעלה מ־14 שידורי טלוויזיה. ברה”מ דחתה הצעה של חברות טלוויזיה אמריקניות לנסות להעביר שידור טלוויזיה חי מהחללית באמצעות לוויין התקשורת האמריקני טלסטר.

לפני הנחיתה ניתקו ניקולאייב ופופוביץ את תאיהם מהחלליות. מנועי הבלימה האטו את המהירות של החלליות כשנעו עדיין במסלול. התאים חדרו לאטמוספירה והאסטרונאוטים צנחו מתוכם. במרוצת הנחיתה להטו דפנות החלליות בלהבות בעלות צבעים שונים – אדום, ירוק, כחול ואחרים. כן נשמעו קולות נפץ מעניינים ביותר במהלך הנחיתה (ניקולאייב). ניקולאייב חשש שמא דופן המגן נעקר ממקומו. היה זה חשש שווא.

פופוביץ נחת 6 דקות אחרי ניקולאייב. הבדיקה הרפואית הראשונה לאחר הנחיתה הראתה שבריאותם מצוינת. ניקולאייב ופופוביץ נחתו ב־15 באוגוסט ליד קרגנדה שבקזחסטן, 300 ק”מ מזרחית לאתר הנחיתה. במהלך טיסתם האסטרונאוטים צילמו את הירח וכוכבים שונים.

ביקובסקי – טרשקובה
מבצע זה דומה למבצעם של ניקולאייב ופופוביץ, אלא שבהרכב הצוות קיים שוני מסוים. זו הפעם הראשונה שאישה משתתפת בטיסת חלל. האסטרונאוטים שהשתתפו במבצע זה היו ואלרי ביקובסקי אשר שוגר בחללית ווסטוק 5 ב־14 ביוני 1963 וולנטינה טראשקובה אשר שוגרה יומיים לאחר מכן, ב־16 ביוני ,בחללית ווסטוק 6.

כמו במבצע הקודם שתי החלליות התקרבו למרחק של 5 ק”מ זו מזו וקיימו קשר רדיו. בנוסף לכך ביצעו תרגילי התעמלות שונים. ב־18 ביוני הורידו האסטרונאוטים את הטמפרטורה בחלליות למטרות מחקר. שתי החלליות טסו במסלול זהה והיו מצוידות בניווט אוטומטי על־ פי השמש ובניווט ידני המושפע מכדור הארץ.

מטרות המבצע:

• – לחקור את השפעת החלל על האורגניזם האנושי ולבצע ניתוח השוואתי בין גבר לאישה אשר נועד למחקר רפואי חדש.
• – לשכלל את המערכות של החלליות המאוישות.

ביקובסקי
ביקובסקי טס במסלול שמרחקיו מהקרקע 175 – 222 ק”מ, זווית הנטייה 64.97 מעלות ומשך הקפה 88.3 דקות. ביקובסקי הקיף את כדור הארץ 81 פעם בזמן של 119 שעות ו־6 דקות. משקל החללית 4720 ק”ג. באחת ההקפות הראשונות השתמש ביקובסקי במערכת הפיקוח הידנית כדי לבדוק את מנגנון הניווט. באותו יום ערך מבחנים פיזיקליים, בבחנו תקשורת בגלים קצרים ואולטרה קצרים ואסף אינפורמציה על כדור הארץ ועל הירח. בהקפה ה־18 ביקובסקי ריחף בחללית.

ב- 18 ביוני סטתה החללית ממסלולה בשיעור של 300 ק”מ. יום לפני כן, ב־17 ביוני, החלה החללית לאבד גובה ולמחרת הירידה הגיעה לממדים מדאיגים. החללית איבדה 42 ק”מ מהאפיגיאה שלה. ב־20 ביוני ביקובסקי נחת 500 ק”מ צפונית מערבית לקרגנדה. ביקובסקי כינה את עצמו “בז”.

טראשקובה

טראשקובה טסה במסלול זהה לזה של ביקובסקי, אלא שמרחקיו של מסלול זה היו 118 – 231 ק”מ. זווית הנטייה 65 מעלות ומשך כל הקפה 88.3 דקות. משקל החללית 4713 ק”ג. טראשקובה הקיפה את כדור הארץ 48 פעם בזמן של 70 שעות ו־50 דקות.6 דקות לאחר שביקובסקי השלים את ההקפה ה־33 השלימה טראשקובה את ההקפה הראשונה, כשהיא חולפת סמוך למקום שבו הייתה חלליתו של ביקובסקי. טראשקובה נחתה ב־19. בשעת הנחיתה נפגעה קלות באפה. על־פי התכנית המקורית טיסתה אמורה הייתה להיות יום אחד. מאחר שהטיסה הצליחה הוחלט להאריכה לשלושה ימים.

היא כינתה את עצמה בשם “שחף”. תצלומי השיגורים שודרו ברשת הטלוויזיה המזרח־אירופית, נקלטו בפינלנד, שודרו ללונדון והוקלטו על סרט שהוטס לתחנת הקרקע הבריטית גונהילי דאנס. משם הועברו התמונות לארה”ב באמצעות לוויין התקשורת טלסטר 2 ושודרו ברשתות הטלוויזיה האמריקניות.
כמה שנים לאחר הטיסה התברר שכאשר טראשקובה נכנסה לחללית היה לה מחזור. היה מאוחר מדי לבטל את טיסתה. היא התלוננה על כאבי ראש, סחרחורות ובחילה. המכשירים הטלמטריים דיווחו על דופק ולחץ דם נורמטיביים והוחלט לא להפסיק את הטיסה בטרם עת. טראשקובה נחתה כשהיא חלשה ותשושה. היא נזקקה לטיפול רפואי לאחר נחיתתה.

המנהיג הסובייטי ניקיטה חרושצ’וב רצה להפיק מהתוכנית הישג תעמולתי וכפה על ניקולייב וטרשקובה להינשא. לשניים נולדה בת, אך הם התגרשו בשנת 1982.

האשה הראשונה בחלל – יובל לטיסתה של ולנטינה טרשקובה (17 ביוני 2013)

מת אדריאן ניקולייב אחד הקוסמונאוטים הראשונים (22 ביולי 2004)