גילויים חדשים, תוכניות ישנות: בנאס"א מעיזים שוב לדבר על שיגור בני אדם לירח

בשבוע האחרון דיווחה סוכנות החלל האמריקאית נאס"א על מחקרים חדשים המרמזים על כך שיש באדמת הירח מים רבים יותר מכפי שחשבו עד כה, והם עשויים להיות נגישים להפקה יותר מכפי ששיערנו. הגילוי הזה עשוי לזרז את התוכניות להקמת התיישבות על הירח, שעד לפני כמה שנים איש לא העז לדבר עליהן ברצינות, אבל היום הן חוזרות ועולות לסדר היום.

הפעם האחרונה שבני אדם נחתו על הירח הייתה ב-1972. אף שהדבר אפשרי, עד לאחרונה נאס"א בכלל נטשה את המשימות המאוישות שלה, משום שהן כרוכות בסיכון גבוה מדי. ככל שהרובוטים הפכו מתוחכמים יותר וזולים יותר, כך נהיה פחות ופחות הגיוני לסכן אדם במשימה יקרה, ואם כבר רובוטים, אז אפשר לשלוח אותם למאדים - מסקרן ומסתורי יותר, וכוכב לא כבוש. זו הייתה התפיסה בסוכנויות החלל המובילות.

אבל פתאום הירח חזר לאופנה. כמה מדינות עובדות על משימות לא מאוישות שנועדו לחקור את הירח, ושוב מדברים, גם בנאס"א, על משימות ירח מאוישות.

תהליך דומה לזה שהתרחש באנטארקטיקה

הסיבות לעניין המחודש בירח הן רבות. ראשית, מגזר החלל הפרטי מביע עניין בתיירות חלל, והירח הוא יעד אטרקטיבי לכך, אחרי שהיעד של תיירות חלל לתחנת החלל הבינלאומית כבר הושג. גם המחשבה שאפשר יהיה להפיק משאבים מהירח מעוררת עניין במגזר הזה.

סיבה נוספת היא קפיצת הדרך הטכנולוגית. נחצה רף חדש של התקדמות, שאחריו העלות של המשימות הלא מאוישות היא נמוכה כל כך, עד שגופים מסחריים ומדינות עשירות פחות יכולים לעמוד בה. מבחינתם, שיגור לירח הוא עדיין הישג משמעותי, והסיפור של החללית הישראלית בראשית מדגים זאת.

ריבוי המשימות הרובוטיות הללו חושף עוד מידע על הירח ומעורר את התיאבון של החוקרים. כל גילוי, כמו הימצאות המים, מקל עלינו לדמיין כיצד ייראה מחנה מגורים שיוקם על הירח. הרובוטים, שנעשים מתוחכמים יותר כל הזמן, עשויים לסייע בהקמת המחנה הזה - הם יעזרו בהפקת חומרי הגלם הדרושים לבנייה ולהישרדות, ובבנייה עצמה.

הדבר דומה לתהליך שהתרחש באנטארקטיקה. אחרי המרוץ לקוטב הדרומי, שמשך הרפתקנים רבים והסתיים בהצלחה ב-1911, איבד העולם עניין ביבשת הקפואה למשך כ-50 שנה. אבל אז החלה הטכנולוגיה המודרנית לאפשר הקמה של מחנות מגורים ביבשת ולבצע מחקר מעמיק הרבה יותר, שנמשך עד היום. כעת קשה לדמיין מצב שבו לא תהיה נוכחות אנושית באנטארקטיקה. המחקר חשף וממשיך לחשוף מידע חדש שמלמד אותנו לא רק על המקום, אלא על כדור הארץ כולו. כך צפוי לקרות גם בירח.

חוקרים מעריכים גם שהירח עשוי להיות קרש קפיצה למקומות רחוקים יותר. אם ניתן יהיה להקים בירח אתר שבו בני אדם יוכלו לשהות, ייתכן שניתן יהיה לבנות מחומרים המצויים במקום גם חלליות שייצאו לנקודות נוספות. כדי לצאת למסע הזה לא יהיה צורך לפרוץ בכל פעם את האטמוספירה של כדור הארץ, ולכן הוא ידרוש הרבה פחות אנרגיה.

לקצר את הנסיעה, להאריך את השהייה

אחת מסיסמאות החזון של ד"ר יוג'ין טו, ראש מרכז AMES של נאס"א, היא "אל הירח, דרך עמק הסיליקון". עדות לחשיבות שמייחס המרכז, הפועל בסן פרנסיסקו, לשותפות הממשלתית-פרטית בחקר הירח, ולהשראה ההדדית בין יזמי עמק הסיליקון לאנשי נאס"א. אפשר לראות את הקשר הזה, לדוגמה, במיזם SpaceX של איש העסקים אילון מאסק, או במיזמי חקר החלל של המיליארדר יורי מילנר, שגייסו לחקר החלל מאבים עצומים יחסית למה שהגיע בעבר מהמגזר הפרטי.

 ד"ר יוג’ין טו / צילום: כדיה לוי, גלובס

מרכז AMES מתמקד בבדיקת רכבי חלל בתנאים ייחודיים, בפיתוח יכולות של רכבי החלל לעבור דרך האטמוספירה, במחשוב מתקדם, בחקר הביולוגיה של החלל, וגם במחקר ובפיתוח בתחום התעופה.

למרכז יש עניין מיוחד בירח. "אנחנו יכולים היום לחזור לירח, כי אנחנו לא חוזרים באותו אופן", אמר טו ל"גלובס", בשיחה שהתקיימה הרבה לפני הגילויים האחרונים, אבל היא כעת רלוונטית מתמיד. "אנחנו רוצים לחזור לירח ולהישאר שם זמן רב יותר, באופן שיביא איתו בסופו של דבר את ההשקעה הפרטית. כך היוזמות הללו יהיו בנות קיימא עבור נאס"א".

"אנחנו מאמינים במודל של ההשקעה הפרטית לצד הציבורית כי אנחנו רואים אותו מתממש גם בתחנת החלל הבינלאומית. זו בעצם מעבדת חלל שמקיפה את כדור הארץ, שבה עורכים מגוון ניסויים שדורשים תנאי מיקרו-כבידה, עבור מגוון גורמים מחקריים. אנחנו רוצים להביא את הגישה הזו לירח - לאפשר קיום של מחקרים עבור מגוון גורמים, תוך שיתוף פעולה בין ארגונים מלאומים שונים, כולל ישראל, וגם הסקטור הפרטי.

"הירח אוצר את ההיסטוריה של האזור שלנו בחלל באופן שלא הופרע על ידי בני אדם, כולל מטאוריטים שמקורם מכדור הארץ, שניתן ללמוד מהם על ההיסטוריה של כדור הארץ ועל התנאים שהיו כאן כשנוצרו החיים הראשונים, ואולי להבין מתוך כך גם את מקור החיים".

מהם היום החסמים בפני שיגור של משימה מאוישת לירח ושהייה שם?
"רק מימון. זה לא זול. אני לא חושב שיש כרגע חסמים טכנולוגיים שאנחנו לא יודעים לפתור. מהבחינה הזאת הירח שונה ממאדים.

"היינו רוצים מאוד לקצר את הנסיעה. אנחנו משתמשים היום בכוח הכבידה של הירח כדי להגיע, ואפשר לבצע אותה רק פעם בשנתיים בגלל האופן שבו כוכבי הלכת מסונכרנים, עם טכנולוגיות הנעה חדשות, ייתכן שאפשר יהיה לקצר זאת.

"כמו כן, אנחנו מאוד מתעניינים בשאלה אם אפשר להשתמש במה שנמצא על הירח למחיה ולחומרי גלם שיניעו את רכבי החלל שימשיכו את המסע הלאה או יחזרו לכדור הארץ. גם כשבני האדם החלו לאכלס את כדור הארץ, הם תמיד השתמשו במה שמצאו במקום החדש שאליו הגיעו. הם היו צריכים לחיות מהכדור, וכך יהיה בירח. הביולוגיה היא מאוד חזקה. יש לה יכולת להתפתח כך שהיא תוכל לשרוד בסביבות מאוד שונות. הבעיה היא שקשה לשלוט בה. לא בלתי אפשרי לדמיין את בני האדם יוצרים סביבה ביולוגית על הירח, אבל חייבים להבין שבתוך כך יקרו דברים לא צפויים, והתפקיד שלנו הוא בכל זאת לנסות לצפות אותם, כמה שיותר.

"אנחנו בהחלט רואים אפשרות עתידית לגדל על הירח צמחים שונים, גם צמחי מאכל וגם צמחים שישמשו לחומר גלם, אבל אנחנו חייבים להבין את המשמעות של צעד כזה. הפקת כל מה שדרוש כדי לקיים את עצמנו על הירח זה חצי מהסיפור, צריך להבין איך לחיות עם התוצרים של ההפקה הזו ושל כל הפעילות שלנו על הירח. אולי אפשר ליצור מים על הירח, אבל מה יהיו תוצרי הלוואי של התהליך הזה?

"למעשה, החסמים הם בעיקר השאלה כיצד להגן על האסטרונאוט מפני מיקרו-כבידה וקרינה. ניתן להגן על בני האדם באמצעות יצירת תנאי כבידה מלאכותיים והגנה מלאכותית מפני קרינה, אבל אולי אפשר להגן עליהם גם באמצעות תרופה, או סוג מיוחד של התעמלות? ואולי בעתיד אותה תרופה תהיה רלוונטית גם למניעת אובדן סידן בזיקנה? אילו סוגי המחקרים שאנחנו עורכים.

"נשאלת השאלה גם כיצד להגן על המכונות מפני אבק שמאוד מפריע לפעילותן, ולבסוף, יש להגן על בני האדם ועל המכנות מפני תנאי חום וקור קיצוניים".

קשה לגייס מתנדבים למשימה שיכולה להוביל אותם למגורים על פני הירח בתנאים כאלה?
"אני בטוח שנמצא מתנדבים ללא כל קושי. עוד לא הוצאנו קול קורא לעניין הזה בדיוק, אבל לפני שנתיים גייסנו את האסטרונאוטים למשימות המאוישות הבאות, ומתוכם יגיעו כנראה גבר אחד ואישה אחת שינחתו על הירח עוד בעשור הנוכחי. מתוך הקבוצה הזו כנראה יגיעו בשלב מסוים האנשים הראשונים שיגורו על הירח במשך זמן מה". האסטרונאוטים שהלכו על הירח כבר נמצאים רובם בעשור השביעי או השמיני לחייהם. רק ארבעה מהם נותרו בחיים.

מה תהיה החלוקה התקציבית בין המגזר הפרטי לציבורי?
"הטרנד יהיה יותר לטובת המגזר הפרטי, אבל אני לא יודע כמה מהר השינוי יתרחש. ראינו את הטרנדים האלה גם בתחום התעופה, שבהתחלה היה שייך לצבאות ולמדינות, ואחר כך למגזר הפרטי. דווקא כשהמגזר הזה הפך לפרטי הגיעו פריצות הדרך וההנגשה של התעופה לכל הציבור. בידי ממשלות ייוותר המחקר לטווח הרחוק, שאינו מחזיר את ההשקעה באופן מיידי. המדינות יהיו אחראיות על הרגולציה הבינלאומית ועל החלוקה של המשאבים".

עד שניתן יהיה להקים מתקן שהייה ארוך טווח על הירח, יש תוכנית בינלאומית להקמה של תחנת חלל חדשה, קרובה לירח יותר מזו הנוכחית, המרוחקת רק מעט, יחסית, מכדור הארץ. אסטרונאוטים השוהים בתחנה הזו יוכלו לתפעל את המערכות האוטומטיות על הירח למטרות של מחקר, הפקת משאבים והכנה לעתיד האנושות על גבי הירח. כך יוכלו בני האדם לפקח על הבנייה של מחנה הירח הראשון שלהם. התחנה תקום בשיתוף פעולה של נאס"א והאיחוד האירופי.

איך ייראו המגורים על הירח להערכתך?
"קצת דומים למחנות באנטארקטיקה. בשלב הראשון אף אחד לא יעבור לגור שם. גם בתחנת החלל, טווח השהייה הסטנדרטי הוא חצי שנה וזמן השהייה הארוך ביותר הוא שנה. כדי לשמור על הבריאות של הצוותים, הם יצטרכו לנסוע ולחזור".

ספרי המדע הבדיוני מתגשמים

טו עובד בנאס"א זה כ-35 שנה. "בדיוק קיבלתי את הסיכה לכבוד זה!" הוא מתגאה. "תמיד התעניינתי בחלל ובתעופה, ומאז גיל התיכון ידעתי שאהיה מהנדס. כבר כשהתקבלתי ללימודים באוניברסיטת ברקלי הגשתי בקשה להיות שם מתמחה ללא תשלום, ועוד במהלך התואר התקבלתי לעבודה בתשלום - והם אפילו הציעו לממן לי את התואר! אמרתי מיד כן, ומאז אני שם. הייתי חוקר במשך עשור, ומאז אני מנהל".

טו מספר שאחד הדברים שמשכו אותו לתחום החלל מילדות היה ספרי המדע הבדיוני שקרא. "כשהאדם הראשון נחת על הירח, התחושה הייתה שספרי המדע הבדיוני מתגשמים. זו הייתה תחושת התפעמות אדירה. ומי שמכיר את עולם המדע הבדיוני לעומק וגם את העולם הטכנולוגי לעומק רואה שמאז המדע הבדיוני ממשיך להתגשם בעולם האמיתי, לעתים ממש בדיוק כפי שנכתב. טלפונים סלולריים, בינה מלאכותית, מערכות רובוטיות אוטונומיות - רבים מאלה נחזו על ידי המדע הבדיוני כשהייתי ילד. אבל יש עוד דברים שלא התגשמו, כמו לגור על כוכב אחר ולטייל בחלל. כאן התחזית הייתה כנראה אופטימית מדי, אבל אנחנו מאמינים שזה אכן יקרה, ושוב נחוש אותה תחושת התפעמות. לעומת זאת, המדע הבדיוני גם ניבא שנצליח לשנות את חוקי הפיזיקה, לנסוע בזמן ולצוץ בנקודות שונות במרחב בלי באמת לנוע ביניהן. לכיוון הזה לא הייתה באמת התקדמות". 

אתגר המשימה למאדים: למצוא חומרים עמידים לחום

למרכז AMES אחראי לתכנון האופן שבו רכבי החלל יוצאים ונכנסים לאטמוספירות של כוכבי הלכת השונים, יש משימה לא פשוטה - לצלוח את האטמוספירה של מאדים.

"במאדים האטמוספירה דלילה יותר מכדור הארץ, אבל היא יכולה להרוס חללית אם היא לא מוגנת מספיק", אומר טו. "אנחנו מצליחים להגיע למאדים כבר 60 שנה, אבל כמחצית מהמשימות שלנו נכשלו בדרך, גם בגלל זה. אנחנו בודקים את החומרים שלנו במתקן על פני כדור הארץ, שמגיע ל-3,000 מעלות, אבל עדיין קשה לדעת מה יקרה בתנאי אמת. הטמפרטורה והלחץ בכל נקודה תלויים בכמות החומר שנכנסת לאטמוספירה, בזווית ובמהירות.

"אנחנו מצליחים היום להכניס בערך טון אחד של חומר לאטמוספירה של מאדים, אבל כדי לשגר משימה מאוישת למאדים צריך להכניס 20 טון. אין לנו עדיין חומרים שיכולים לעשות זאת. לא הצלחנו עדיין להביא משם דגימות.

"אם אנחנו רוצים להאיץ את המסע למאדים, אנחנו חייבים להשיג חומרים עמידים מאוד בפני חום, או אולי חומרים שבוערים מסביב למכל כלשהו בלי ליצור נזר למכל עצמו. אנחנו בוחנים טכנולוגיות של אריגה כדי לשלוט בחומר במדוייק, כדי שיהיה גמיש כמו בד, שלא יהיה סיכון לסדק. הגישה הזו הוכחה עד כה כאפקטיבית ביצירת עמידות בפני טמפרטורות גבוהות. מחקרים ופיתוחים כאלה יהיו בדיוק התפקיד של הסקטור הציבורי". 

עתיד התעופה: מטוס היברידי ורחפנים 

אחת הסיבות שבגללן עדיין אין לנו תעופה אזרחית מהירה מאוד היא הבום העל-קולי, אומר טו. "אסור בעצם להגיע לבום על-קולי מעל הקרקע בגלל הרעש, אז אנחנו מנסים להבין כיצד לשנות את הצורה של המטוס כך שלא ירעיש כל כך ולא יפריע לבני האדם ולבעלי החיים. אם נצליח לפרוץ את המחסום הזה, המגזר הפרטי כבר יידע מה לעשות עם זה ואיך להפוך את זה למוצר".

במרכז AMES עובדים כיום על פיתוח של מטוס היברידי, שמונע בשילוב של חשמל ודלק כמו מכונית היברידית, כדי להפחית את ההשפעה הסביבתית של התעופה, אבל תחום התעופה המתפתח ביותר בשנים האחרונות, מודה טו, הוא הרחפנים.

"הם מתחילים לשמש להעברה של מטענים, והחסם הוא לדאוג שהם לא יתנגשו אלה באלה בשמים. אם נצליח להראות שאפשר לעשות את זה בהצלחה, אולי בעתיד הם ישנעו גם בני אדם, כמו מכוניות קטנות מעופפות, כמו בספרי המדע הבדיוני.

"יש כבר כמה חברות פרטיות שמנסות לפתח את הרכב הרחפני, ואילו אנחנו עושים את המחקר לגבי איך אפשר לשלב יחד מאות אלפי רחפנים. היום כבר קיים הידע הדרוש כדי למנוע התנגשות של מטוסים באוויר, אבל מדובר בסדר גודל אחר מבחינת מספר העצמים שאנחנו רוצים לנהל במקביל". 

ד"ר יוג'ין טו
מנהל AMES, מרכז המחקר של נאס"א ● התחיל את דרכו בסוכנות החלל לפני 35 שנה, כשהיה סטודנט להנדסת מכונות באוניברסיטת ברקלי ● את התואר השני והשלישי עשה באירונאוטיקה ובאסטרונאוטיקה באוניברסיטת סטנפורד ● לפני שעבר לתפקידי ניהול, עסק במחקר תעופה ● מתגורר בפרמונט, קליפורניה, עם אשתו ושלושת ילדיו