בדרך למאדים, עוצרים לנגב חומוס על הירח

כשאתם חושבים איך ייראו החיים על הירח, אתם אולי מדמיינים כיפה אטומה עם חמצן מוגבל, שתחתיה חיים בני אדם בצפיפות יחסית. לא בטוח שהדבר שהכי מתחשק לכם לדמיין הוא שכולם אוכלים חומוס. אבל כנראה זה מה שיקרה, אם רק נדע לגדל אותו בחלל.

ד"ר יהונתן ויינטראוב, מדען רב-תחומי וממייסדי פרויקט SpaceIL, קיבל על עצמו את המשימה לבדוק אם ניתן לעשות זאת. הוא הגה ניסוי שיזכה בקרוב לעלות לתחנת החלל הבינלאומית יחד עם האסטרונאוט הישראלי איתן סטיבה. במסגרת הניסוי, יונבט חומוס בחלל וייעשה ניסיון לשלוט מרחוק בגידול שלו, באמצעות שינויים באור המוקרן עליו. בסופו של דבר, המטרה היא לגדל כך חומוס גם על הירח, ולא בעתיד הרחוק.

"עם החזרה של המשימות המאויישות לירח, הכניסה של מגוון גורמים למרוץ החלל וההערכה שאכן, תוך כמה עשורים כנראה באמת תוקם מושבה אנושית על הירח, התחלתי לחשוב, מה אנשים יאכלו שם?", הוא מספר. החיים על הירח מרתקים את וינטראוב מגיל צעיר. בגיל 14 כתב מאמר ליריד מדע בית ספרי שעסק בשאלה מה צריכים להיות החוקים של משחק כדורגל על הירח, כך שיישארו הוגנים.

"נחמד לראות צמח מוכר"

הקריירה של ויינטראוב מגוונת מאוד. הוא התחיל אותה בתחום החלל והשתתף באוניברסיטת החלל הבין לאומית שהתקיימה ב-NASA, המשיך למסלול מחקרי באוניברסיטת תל אביב בתחום המשלב בין הנדסת חשמל לחקר המוח ובהמשך סיים דוקטורט בביופיזיקה באוניברסיטת סטנפורד. לאחרונה, הוא קיבל מענק מ-NIH, שאיפשר לו להקים מעבדה משלו באוניברסיטה, לחקר הסרטן. במקביל לכל אלה, הוא יזם עם כפיר אדרי ויריב בש את SpaceIL, העמותה שריסקה חללית קטנה לתוך הירח (התוכנית הייתה להנחית אותה ברכות, אבל עצם ההגעה לשם, כעמותה פרטית, והעניין שהפרויקט עורר היו הישגים לא רעים), והקים סטארט-אפ בתחום הלוויינים. עכשיו יש לו גם את פרויקט החומוס.

 ד''ר יהונתן ויינטראוב / צילום: אנדריאה גרודזינסקי

"כרגע, בתחנת החלל הבינלאומית אין חקלאות. מי שמתגורר בה תלוי באספקה שמגיעה מכדור הארץ בכל כמה חודשים", הוא אומר. "אחרי השימוש, חומרי הפסולת חוזרים לכדור הארץ. אל הירח, יהיה הרבה יותר מאתגר לשלוח אספקה סדירה - המרחק לתחנת החלל הוא 400 ק"מ, ואילו לירח - 384 אלף ק"מ. למאדים זה יהיה בלתי אפשרי, כי המסע לשם אורך קרוב לשנה. יהיה כבד מדי לסחוב אספקה לכל תקופת המסע.

"לכן ההתיישבות מחוץ לכדור הארץ תהיה חייבת לעבור למודל מעגלי, ממחזר. כמובן, צמחים הם הטכנולוגיה המובילה ליישוב בר-קיימא. הם גם מזון, גם ממחזרים חמצן וגם עוזרים בסינון המים. ואפשר לקחת אותם כזרע קטן ולגדל אותם".

פרופ' איל שמעוני, סמנכ"ל הטכנולוגיה של חברת שטראוס, התומכת בפרויקט החומוס של ויינטראוב, מצביע על יתרון נוסף: "צמח נותן לאסטרונאוט הרגשה נעימה, פסיכולוגית. נחמד לראות צמח, משהו מוכר".

לצד שטראוס תומכים בפרויקט סברה, קבוצת חיפה, חברת המכשור הרפואי מדטרוניק ומשפחת גולדברג, והשותפות העסקיות קרן ההשקעות Moon2Mars Ventures ועמותת D-Mars.

גידול בתנאים מוגבלים

כדי לגדל צמחים, דרושים משאבים מסוימים. "על הירח המשאבים מוגבלים", אומר ויינטראוב. "נכון שגם על כדור הארץ הם מוגבלים, אבל בירח עוד יותר. האוויר מוגבל, המים מוגבלים, כמות האדמה מוגבלת. דווקא אור יש כמה שצריך".

ישנם עוד אתגרים לגידול מזון בחלל. לדוגמה, כוח הכבידה. צמחים מתבססים עליו כדי לדעת לאיזה כיוון להצמיח שורשים ולאיזה כיוון להצמיח את העלווה. ללא כוח כבידה, צמחים עלולים ללכת לאיבוד, להסתבך, להצמיח שורשים ועלים לאותו כיוון או בכלל במעגלים.

ניסויים קודמים שנערכו בחלל הראו שצמחים מסוימים יכולים להתבסס גם על רמזי אור ולא רק על רמזי כבידה כדי להחליט לאן לצמוח. "לגבי חומוס, זה לא נוסה עדיין", אומר ויינטראוב. "הדבר הכי קרוב שעשו הוא לנסות לנטרל את הגן בחומוס שידוע שהוא מגיב לכבידה, ואז לראות מה החומוס ללא הגן הזה יעשה. אבל זה שונה מאשר לבחון גידול חומוס בתנאים אמיתיים של חוסר כבידה".

אתגרים נוספים הם מניעה של הבדלי טמפרטורה קיצוניים וקרינה, שעלולה לפגוע בדנ"א של הצמח ובצמיחה שלו. "כשמדברים על מגורים על הירח, מדברים על מנהרות לבה, שכבר נוצרו באדמת הירח. ככל הנראה הטמפרטורה שלהן היא סבירה והן גם מגינות מפני קרינה, אז יכול להיות שבני האדם יגורו ויגדלו את הצמחים שלהם במנהרות האלה", אומר דורון לנדוי, חבר צוות SpaceIL, מייסד שותף ב-Moon2Mars Ventures ויועץ אסטרטגי של הניסוי. "ניסוי החומוס ומוצרים רבים שמפותחים בתקופה זאת במדינה ישראל יעזרו בעתיד הלא רחוק בהתיישבות על הירח". 

בשנים האחרונות, נרשמו כמה פריצות דרך בגידול צמחים בחלל, מה שאומר שהדבר כנראה אפשרי, למרות האתגרים הרבים. ניסויים שנערכו בעבר הראו שניתן לגרום לצמחים לנבוט, לצמוח ואף להניב פרי.

"הבעיה שאנחנו רצינו להתמודד איתה היא לא רק איך לגדל כמה שיותר חומוס, אלא איך לשלוט בצורה שבה הוא גדל, כדי שהוא לא יכלה את המשאבים המוגבלים", אומר ויינטראוב. "מהבחינה הזאת, הניסוי הזה יכול להביא תועלת גם לחיים בכדור הארץ. ככל שנלמד לגדל מזון עם פחות משאבים, כך נהיה מוכנים יותר לאתגרים שמצפים לנו גם כאן".

תיעוד של מצלמה למעיים

אחד האלמנטים המסקרנים בניסוי הוא השימוש בשינויים מלאכותיים בתאורה כדי לסמן לחומוס מתי לצמוח. "הקבוצה של יונתן מצליחה לשלוט בקצב שהחומוס גדל באמצעות שינוי במקור האור שמקרינים עליו. כך מוודאים שהוא לא גדל מהר מדי, באופן שמכלה את כל המשאבים שלו; שהוא גדל מהר בשלבים שבהם הוא מייצר את החלקים בעלי הערך התזונתי הרב ביותר; ושלא יציף את המקום בחמצן".

בניסוי הקרוב, האור ישמש, בין היתר, למניעת הנביטה לפני ההגעה לחלל, כדי לוודא שהוא אכן מסוגל לנבוט בחלל.

את התוכנה לבקרת נורות הלד שישמשו בניסוי כותבות תלמידות במדרשיית אמי"ת קמה בירוחם, בית ספר תיכון דתי לבנות עם אוריינטציה מדעית. כמו בפרויקט "בראשית", החללית של SpaceIL, גם הפעם חשוב לוויינטראוב לא האימפקט החינוכי, לא פחות מזה המדעי.

החומוס גדל בתוך מתקן בגודל של קרטון חלב בערך, שצוות הניסוי קורא לו "חממה". אין בו אדמה, אלא מצע גידול מאגאר לתוכו מושחלים הזרעים. בשל היעדר הכבידה, אין משמעות לצורה של המצע. וההערכה היא שהאור יגרום לכך שהשורשים יגדלו באגאר בצורה חופשית, והעלווה כלפי האור.

 הדמיה של מתקן לגידול חומוס בחלל / צילום: Aviv Labs

הצמח יצולם בתוך החממה הקטנה שלו במצלמות Pillcam זעירות שפיתחה חברת גיוון אימג'ינג הישראלית. בשימוש רפואי, אלה מצלמות שניתן לבלוע והן מתעדות את דרכן במעי. בניסוי החומוס, הן ישמשו לתיעוד של צמיחת החומוס במכל הסגור עם תנאי התאורה המבוקרים. גיוון אימג'ינג היא היום חלק מתאגיד מדטרוניק. לדברי לורנס קסלברנר, סמנכ"לית פיתוח ומנהלת אתר מדטרוניק יקנעם, "השורשים של הצמח יצולמו אחת לשעה לאורך כל הניסוי, הן באור לבן והן באור אינפרא אדום. תמונות אלו יישלחו מהחלל ישירות למרכז הפרויקט בישראל".

ג'ל במקום דשן

בכדור הארץ, כוח הכבידה משאיר את השורשים, המים והדשן בתוך מצע הגידול ודואג למפגש ביניהם. בעבר, נעשו ניסיונות לגדל צמחים על מים, אבל היו מקרים שבהם המחסור בכוחות הכבידה והבדלי הטמפרטורה שפועלים על כדור הארץ הובילו לכך שהמים עמדו במקום, וברגע שהצמח כילה את החמצן באזור אחד של המים, הוא לא הצליח לצרוך חמצן באזורים המרוחקים יותר. נעשו ניסיונות להזרים בועות לתוך המים, אך בחלל בועות אינן נעות כלפי מעלה בנוזל ומתפוצצות, אלא נשארות לזמן רב כמעין קצף בתוך הנוזל.

קבוצת חוקרים ניסתה לגדל צמח בתוך צנטריפוגה המדמה את כוח הכבידה, אבל קשה לבנות צנטריפוגה בגודל שיאפשר בהמשך להאכיל מושבת אסטרונאוטים.

"אצלנו ההזנה נעשית באמצעות ג'ל, שמצע הגדילה שלנו ספוג בו", אומר ויינטראוב. על הג'ל אחראית קבוצת חיפה (לשעבר חיפה כימיקלים). גד שחר, האגרונום הראשי בקבוצה, מסביר: "אנחנו רוצים לאפשר ניצול אופטימלי של יחידת שטח, ומצד שני, ריכוז גבוה מדי של דשן יכול לגרום נזק לצמח. היינו צריכים למצוא את הריכוז האופטימלי. המיחזור של חומרי ההזנה הוא קריטי. אנחנו משתמשים בחומרים שלא יהיה צורך להיפטר מהם, כלומר המטרה היא לעבוד באפס בזבוז".

גם לפן הזה של הניסוי יכול להיות יישום שאינו קשור לחלל. "ייצור דשן הוא תהליך שתורם להתחממות גלובלית, ולכן ככל שנפתח שיטות להצמיח חומוס או כל צמח אחר עם פחות דשן, תהיה לכך משמעות סביבתית", אומר שחר.

מה עושים עם הגזים

אחרי שדיברנו על תנאי הגידול, הגענו לחומוס עצמו. נבחנו חמישה זנים כדי למצוא את הזן העמיד ביותר מבחינת טמפרטורה, ועם זאת אטרקטיבי מבחינת קצב הגדילה. נבחר בסופו של דבר זן ישראלי, זהבית.

"למשפחת הקטניות, כידוע, יש ערכים תזונתיים מאוד דחוסים", מסביר שמעוני. "יש בהם יחסית הרבה חלבון, ויש פחמימות. יש חומר בשם טריפטופן, שמשפיע על הפרשת סרוטונין, ולכן יכול להשרות מצב רוח טוב. כך, אנחנו מגיעים באופן טבעי מאוד לחימצה. זה מה שאת קוראת לו חומוס".

אתה לא קורא לו חומוס?
"בבית שלי, כשאף אחד לא שומע, אני קורא לו חומוס. רשמית, הצמח נקרא חימצה, והגרגרים הם גרגרי חימצה, ואילו הרוטב עם כל המרכיבים שלו, כולל השמן והטחינה - זה נקרא חומוס, והוא חלק מהתרבות המקומית הישראלית. הוא מוזכר בספר ישעיהו, 'בליל חמיץ יאכלו', וכשבועז פוגש את רות הוא אומר לה 'וטבלת פתך בחמץ'. מאיר שלו אומר שזה ניגוב החומוס הראשון המתועד.

"החומוס צומח מאוד מהר, מחזור החיים שלו מהרגע שהוא נזרע ועד שצומח ממנו זרע חדש הוא קצר מאוד. אפשר להשתמש בכל הצמח, גם בגבעול ולא רק בגרגרים. אנחנו היום לא משתמשים בזה, אבל אם צריך, אפשר.

 פרופ’ איל שמעוני, סמנכ

"רוב החימצה גדלה בכלל בהודו, ועושים ממנו קמח חומוס. שם מגדלים בעיקר זנים עם קליפה יותר עבה, שאנחנו פוגשים גם בקופסאות השימורים, כי הם לא מתפרקים אלא שומרים על הצורה. זנים אחרים, עם קליפה דקה ונימוחים יותר, הם אלה שמשמשים לחומוס שאנחנו מכירים, והוא רך וחלק ואני מקווה שזה מה שיאכלו בחלל".

אנחנו מדברים על כלכלה מעגלית במקום סגור. קשה לא לשאול מה עושים עם הגזים של החומוס.
שמעוני: "כבר אמרנו שהוא ממחזר CO2".

באופן כללי, כשמדברים על שהייה בחלל ועל מיחזור כל המשאבים, יש מקום לשאול על מיחזור המשאבים שעוברים גם דרך האסטרונאוט.
שחר: "כשאני אומר מיחזור של הדשן אני מתכוון להחזיר לאדמה את החלקים הלא אכילים של העלווה. מה שהאסטרונאוט מפריש... אנחנו פחות שם".

התחנה הסופית - מאדים

אם הניסוי יצליח בתחנת החלל, בעוד כמה שנים הוא עשוי לנסוע גם עם אחת המשימות המאוישות לירח. והעתיד? מאדים. "אלון מאסק מדבר על מאדים בעוד חמש שנים", אומר ויינטראוב, "אבל הסינים ונאס"א מדברים על עוד 10 שנים אולי. הכוונה היא שהירח יהפוך לתחנת תדלוק בדרך למאדים. הרבה יותר קל להמריא משם, דרוש פחות דלק, כי כוח המשיכה על הירח קטן יותר באופן משמעותי". לכן וינטראוב מעריך שקודם כול תוקם מושבה בת קיימא על הירח, שבה ניתן יהיה לייצר דלק במקום להביאו כל הדרך מכדור הארץ. הדלק הזה ישמש להמראת המשך למאדים.

עשר שנים להגעת בני אדם למאדים, זה נשמע מאוד שאפתני.
וינטראוב: "נאס"א הגיעו לירח עשור בלבד אחרי שהם הכריזו שהם מתכננים לעשות את זה. לפעמים האנושות יודעת לעשות דברים מאוד מהר".

אז עדיין נצטרך לבצע בדיקות קורונה כשנטוס למאדים?
שמעוני: "אני מאמין שב-2035 כבר תהיה נחיתה על המאדים וב-2045 הדרך הזאת כבר תהיה דו-כיוונית. זה עתיד אחר לילדים שלנו, ואני מדמיין אותם חיים שם לא רק עם חומוס, אלא עם מגוון רחב של צמחים שימלאו את כל אזור המחיה שלהם".

איך חיים על הירח

בסוף העשור הקודם, הכריז ראש סוכנות החלל האירופית אז, יאן ורנר, על תוכנית הסוכנות להקים כפר על הירח. בראיון ל"גלובס" ב-2017, הוא הודה שהתוכנית הזו היא "יותר בגדר רעיון" ושהחיים על הירח לא צפויים להיות נעימים כל כך. "מאדים יותר סימפטי", הוא אמר. לא עבר זמן רב, וסוכנות החלל האמריקאית נאס"א, שנטשה למשך עשרות שנים את הרעיון להוציא משימות חלל מאוישות, פרסמה תוכנית חדשה שכוללת יותר מ-30 משימות, ודווקא לירח. בשיא, לקראת שנת 2030, אמור לקום אפילו בסיס למגורים על הירח, לסבבים של 30 יום.

עוד לפני כן, ב-2025, צפויים בני אדם לנחות על הירח, במסגרת תוכנית ארטמיס, וצפויה להיבנות תחנת חלל שתהיה סמוכה לירח ותשמש בסיס ליציאת חוקרים אליו. איך האנשים האלה יחיו על הירח? לא מעט מחקרים נעשו כדי לבדוק את זה.

נשימה. המשימה הראשונה היא לנשום. באופן מפתיע, זו לא המשימה המורכבת ביותר. מתברר שאדמת הירח כוללת חמצן. רובוטים יכולים להפיק אותו, בתנאי שיש לנו חשמל וחום כדי להפעיל אותם. נאס"א כבר בחנה על פני כדור הארץ רובוטים שכנראה יודעים לעשות זאת.

מים. מהחמצן, בשילוב מימן, ניתן להפיק מים. כרגע המחשבה היא לשלוח מימן לירח. אפשרות אחרת היא להפיק מים מקרח על הירח, שקיומו אושש ב-2018. אם יש מים, אפשר גם לקבל מימן וחמצן שיכולים להפוך לדלק. המים יכולים לשמש לגידול מזון.

מזון. גידול המזון ייעשה במכלים מדושנים שנייבא מכדור הארץ. לא ברור אם אפשר למצוא את הדשנים הללו גם באדמת הירח, או בכלל לגדל צמחים עליה, אבל יכול להיות שהדשנים מכדור הארץ ניתנים למיחזור - בין השאר על ידי החזרת הפרשות האדם לאדמה. מה שכן צריך להביא אלה תולעים - הן יכולות לעבד את החומר האורגני ולשפר כך את הרכב האדמה.

חשמל. כדי להשיג את החשמל לתפעול כל הרובוטים הנדרשים להפקת חומרים שונים, אפשר להשתמש באור השמש, באמצעות פאנלים סולריים שניתן להפיק כנראה מאדמת הירח. לילה על פני הירח אורך כ-354 שעות, אבל אם מתיישבים באחד הקטבים, אפשר ליהנות משמש כל הזמן. שם גם נמצא הקרח, אז זה נוח למדי.

 המודל של סוכנות החלל האירופית לחיים על הירח, כפי שהוצגה בביאנלה בוונציה, 2021 / צילום: אתר ESA

הגנה מקרינה. כיפת הגנה מפני טמפרטורות וקרינה קיצוניות מדי כנראה תהיה עשויה תחילה מפלסטיק מתנפח. רשות החלל האירופית כבר הציגה דגם כזה בביאנלה שנערכה בוונציה ב-2021. כמה חוקרים אירופאים גם הצליחו לפתח מדפסת תלת ממד שתהפוך את אדמת הירח ללבנים, כדי לבנות מהם מעין איגלו שבתוכו תהיה הכיפה המתנפחת.

כוח כבידה. בני אדם יצטרכו להתגבר על בעיות הבריאות שמיעוט כוח כבידה עלול לגרום. אנחנו זקוקים לכוח כבידה בין השאר כדי לאכול, לעכל ולעשות את צרכינו. ייתכן שבני האדם יסובבו עצמם בצנטריפוגה על הירח כמה פעמים ביום, כדי לתת לגוף תחושה של גרביטציה.

באז אולדרין, האסטרונאוט השני שנחת על הירח, אמר בעבר שכאשר הלך על הירח, הוא חשב לעצמו שלעומת כדור הארץ הייחודי, חתיכות אבן כמו הירח מפוזרות ודאי בכל רחבי היקום. לכן אם נוכל לחיות פה, נוכל לחיות בכל מקום.