כיצד אפשר להגיע למאדים בטכנולוגיה קיימת כיום

Mars Mission

על פי פרסומים אמריקאים ורוסיים טיסה מאוישת למאדים תהייה בין שנות ה – 20 לשנות ה – 30 של המאה ה-21. כל הטיסות למאדים עד כה היו בלתי מאוישות, בין שנכנסו למסלול סביבו, ובין שנחתו על פניו.

הנחתת אדם על פני כוכב הלכת היא הרבה יותר מורכבת. הסיבות לכך הן בעיקר לוגיסטיות, כך כיום טיסה מאוישת למאדים היא עניין של 8 – 6 חודשים, ויש לקחת בחשבון שהייה של חודש עד חודש וחצי על פניו, ועוד 6-8 חודשים בחזרה לכדור הארץ. בטיסה למרחק כה גדול, שהייה על פני המאדים יום או יומיים היא חסרת טעם. משום כך יש לתכנן חלליות גדולות וכבדות על שאפשר יהיה לאחסן בהן מזון, מים, חמצן, מזון, ציוד רפואי וכו'. שלא לדבר על כך שלחללית לכל אורך הטיסה תהיה צמודה נחתת שתרד אל פני הקרקע. לשם השוואה, בטיסות לירח הבעיות הלוגיסטיות הן קלות מכיון שהטיסות, לרבות הנחיתות על פני הירח, נמשכות בממוצע 10 ימים. בעיה נוספת ואולי החשובה ביותר היא הגורם הפסיכולוגי. מבחינה זו חללית קטנה היא מתכון בטוח לאסון. קבוצת האסטרונאוטים תצטרך לחיות בקופסה קטנה במשך חודשים, ללא שום מקום לפרטיות, ומצב זה יביא בסופו של דבר לחיכוכים ולמתחים בינאישיים בלתי נסבלים. אם כך, איך בכל זאת פותרים את הבעיה?

מבט בוחן על הנושא מראה שיש לכך פתרון, ואפשר אפילו כבר היום לבנות חללית שתצא למאדים תוך כשנה מרגע ההחלטה, ובעלות נמוכה יחסית. מה שברור הוא שפרויקט בסדר גודל כזה חייב להיעשות במסגרת של שיתוף פעולה בינלאומי. שום מדינה גם אם היא מעצמה לא יכולה לעמוד בכך מבחינה כלכלית.

חללית כזו תשקול עשרות טונות לפחות כדי לעמוד בכל הצרכים הלוגיסטיים. לשם השוואה חללית אפולו שוקלת 45 טון, והיא שוגרה על ידי משגר מדגם סטורן 5. משגר זה יכול להכניס מטען של 120 טון למסלול סביב כדור הארץ, ועבור שיגור לירח יצטמצם המשקל ל- 45 טון. שיגור למרחקים גדולים יותר, כמו למאדים, מצמצם מטבע הדברים את משקל החללית.

פעולות היסוד של הטיסה למאדים הן שלוש: הינתקות מכוח המשיכה של כדור הארץ, כניסה למסלול סביב המאדים, ובתום המשימה הינתקות מכוח המשיכה של המאדים ושיבה ארצה. לשם כך אפשר להשתמש במנועי השלב הראשון של המשגר סטורן 5. על פי הערכה זהירה די יהיה בבניית אשכול (Cluster) של 2 עד 3 יחידות כאלה כמכלול במסלול סביב כדור הארץ. בניית החללית יכולה להעשות בשיטה המודולרית. בשלב הראשון לשגר את המנועים ובשלבים הבאים להצמיד את חלקיה השונים של החללית. לבנייתה של מעבדת החלל האמריקאית Skylab, ששוגרה בראשית שנות ה – 70 של המאה הקודמת, נעשה שימוש בשלב השלישי של המשגר סטורן 5. קוטרו של שלב זה הוא 6.6 מטר מה שאפשר לבנות מעבדת חלל דו –קומתית. שטחה של המעבדה על קומותיה היה 66 מ"ר. שטח של דירה קטנה אך די בו כדי לאפשר לצוות של 3 אנשים לעבוד בצורה מרווחת בלי "תאונות דרכים". חללית המאדים יכולה להבנות מיחידות כאלה. לדוגמא יחידה מרכזית ומסביבה עד 6 יחידות נוספות. ראשית תשוגר היחידה המרכזית שתתחבר למנועים. לאחר מכן תשוגרנה שאר היחידות שתוצמדנה אליה. בכל יחידה יהיה פתח אחד או שניים, שיחוברו עם היצמדות היחידות ליחידה המרכזית. ההצמדה תיעשה כך שפתח של יחידה אחת יצמד לפתח של יחידה אחרת. מטרתם של הפתחים היא לאפשר תנועה חופשית של אסטרונאוטים מיחידה ליחידה. בנוסף לכך, בכל יחידה יהיה פתח ליציאה אל מחוץ למעבדה לביצוע תיקונים ולהתקנת ציוד בדופן החיצוני של החללית.

סביר לתכנן כך שכל יחידה תהיה ייעודית למטרה מסוימת מבחינת תפקודה השוטף של החללית. היחידה המרכזית תהיה מרכז הפיקוח של החללית. מכאן ישלטו על כל היחידות. יחידה שניה תשמש למגורי צוות. בגלל ממדיה אפשר יהיה להתקין בה תאים פרטיים עבור חברי הצוות, בלי להשתמש בשיטת המיטה החמה. כך היה ב – Skylab. יחידה אחרת יכולה לשמש כיחידת האחסון לכל המערך הלוגיסטי של החללית, ועוד יחידה תוכל לשמש כיחידה רפואית לרבות חדר ניתוח זעיר, ואחסון תרופות, מכשירי בדיקה רפואיים, וציוד לתרגילי מאמץ כמו ארגומטר ו/או מכשיר דיווש. יש לזכור כי במשך כל זמן הטיסה האסטרונאוטים ימצאו בכבידה אפס, ועם נחיתתם יצטרכו לפעול בכוח משיכה, אם כי קטן מזה של כדור הארץ (0.38). כהכנה לקראת זאת כדאי יהיה להתקין באחת היחידות תא סימולציה שייצר כוח משיכה דומה לזה של המאדים, ובו האסטרונאוטים יתרגלו הליכה על פני קרקע המאדים. לכך חשיבות רפואית ופסיכולוגית כאחד. חשוב שבכל יחידה יהיו חלונות שיאפשרו מבט החוצה אל "הנוף החללי" כדי לצמצם את תחושת הסגירות. באחת היחידות רצוי אפילו להתקין תא שהדפנות שלו שקופות מעין מרפסת. כל מי שירצה יוכל להגיע לתא הזה כדי להיות קצת עם עצמו ולנוח. כמובן שיש צורך בעוד יחידה שתשמש כמעבדה. טייסי אפולו הביאו איתם סך של חצי טון מסלעי הירח. יש להניח כי מי שינחתו על המאדים יעלו לסיפונה מטען בגודל כזה של סלעים. במעבדה אפשר יהיה לעשות בדיקות ראשונות שלהם, במשך הטיסה הארוך חזרה ארצה.

למקרי חירום קיצוניים שיחייבו את ניתוקה של אחת היחידות, יש להתקין בכל יחידה מחסני חירום. תאים אלה יפתחו רק במצב חירום לאחר קבלת הוראה לכך ממפקד הטיסה וסגנו ביחד.

להלכה אפשר להשתמש במקור כוח גרעיני להפעלת מערכותיה של החללית, אולם מקור כזה הוא בעייתי מחשש לקרינה. הפתרון המומלץ הוא שימוש בקולטי שמש. בימים אלה חללית Juno טסה לעבר כוכב הלכת צדק, המרוחק יותר מהשמש מאשר מאדים. זו פעם ראשונה שחללית הטסה למרחק כה גדול (מרחקו של צדק 800 מיליון ק"מ), מצוידת בקולטי שמש כמקור אנרגיה. יהיה זה כדאי להשתמש בקולטים כאלה להפעלת מערכותיה של החללית למאדים. כמובן שיהיה צורך להתאימם מבחינת ההספק שלהם לחללית מסדר גודל כזה.

על הדופן החיצוני של החללית יהיו מתקני הקשר של החללית עם כדור הארץ. מומלץ להתקין שתי אנטנות, כל אחת משמשת כגיבוי לשנייה. מדי פעם יהיה צורך לצאת מהחללית לבדיקה שוטפת שלהן ובאם יש צורך להחליף חלקים פגומים. לדופן יהיו מחוברים גם טלסקופ לתצפיות אסטרונומיות, ומכשור לבדיקת וחקירת פני השטח של המאדים, כדוגמת זה הצמוד לחלליות המקיפות כיום את כוכב הלכת. המצלמות תהיינה בעלות רזולוציות גבוהות מאוד. כך למשל לחללית MRO המקיפה כיום את המאדים יש מצלמה עם רזולוציה של 25 ס"מ לפיקסל. יכול להיות שאפשר יהיה להשתמש בהן גם למעקב אחר פעילות האסטרונאוטים על הקרקע.

באשר לנחיתה, גם כאן אפשר להשתמש בטכנולוגיות קיימות. נחתות נוסח חלליות אפולו לא באות בחשבון מכיון שלאלה אין מבנה אווירודינמי. מה שכן אפשר יהיה לעשות הוא שימוש בתאי הפיקוד של חלליות אפולו שהרי להם יש כן מבנה אווירודינמי. הפיכתם של תאי פיקוד אלה לנחתות לא תחייב התאמות מסיביות. אפשרויות אחרות הן שימוש בחלליות מאוישות שנמצאות כיום בפיתוח במגזר הפרטי. דוגמה אחת היא חללית האוריון שדומה במבנה שלה לתא הפיקוד של חללית האפולו, אלא שהיא גדולה יותר. מה שברור הוא שבכל מקרה יהיה צורך להתקין בחלליות אלה מנועי שיגור. מכיון שכוח המשיכה של המאדים קטן יותר מזה של כדור הארץ לא יהיה צורך במנועים מסיביים במיוחד. אפשרות אחרת היא שימוש ב -Dream Chaser, שהיא למעשה מעבורת (space shuttle) קטנה. המראה מהמאדים עם החלליות שהוזכרו אינה אפשרית. מה שכן אפשר לעשות הוא להתקין בקצוות הקדמיות של הכנפיים רגליים טלסקופיות, שתהינה מקופלות במשך כל הטיסה לרבות הנחיתה על המאדים. לקראת ההמראה רגליים אלה יפרשו ויטו את הנחתת כולה בזווית ביחס לקרקע, למשל 20 מעלות. נתון מספרי זה הוא לצורך המחשה בלבד, ובמהלך התכנון יהיה צורך לחשב מה היא הזווית האופטימלית הדרושה להמראה מהמאדים. מכיון שמדובר בשהייה של עד חודש וחצי על פני הקרקע יהיה צורך להביא כמויות גדולות של אספקה, ולשם כך יהיה צורך להנחית באותו מקום גם חללית אספקה. חללית זו תוכל לשמש גם כחללית הצלה במקרה בו יהיה צורך לנטוש את הנחתת.

כדי לאפשר תנועה למרחק גדול מהנחתת, והכוונה כאן למספר קילומטרים, רצוי יהיה להוריד לקרקע רכב שטח Rover. לצורך זה אפשר יהיה להשתמש ברכב השטח ששימש את טייסי אפולו 15, אפולו 16, ואפולו 17. ברור שברכב זה יהיה צורך לבצע התאמות הן מבחינת העבירות (Mobility) והן מבחינת הקשר עם חללית האם.

הקשר של טייסי אפולו היה כמעט מידי, פער זמן(delay) של 1.3 שניות מרגע שידור תשדורות אליה עד שהן נקלטות. בטיסה למאדים המצב יהיה שונה. ככל שמתרחקים יותר מכדור הארץ הפרש הזמן גדל, והממד של המידיות בתקשורת לא קיים יותר. צריך יהיה להרגיל את האסטרונאוטים למצב זה. זאת אפשר לעשות באמצעות סימולציה פשוטה. הצבתם בתאים מבודדים מהם הם יכולים ליצור קשר עם מי שהם רוצים ולהמתין מספר דקות לקבלת התשובה. יש לאפשר לאסטרונאוטים ​קשר רציף עם בני משפחותיהם.

כפי שאפשר לראות תכנונה של חללית כזו הוא מורכב ביותר, אך הוא בר השגה. אפשר כבר כיום לצאת לדרך תוך בניית לוח זמנים קפדני ביותר באשר לבניית רכיביה השונים של החללית ותוך שנה אולי שנה וחצי להמריא ולקבל תמונות מרגשות משכננו האסטרונומי.

וראו גם

טיסה מאויישת למאדים בויקיפדיה

חיים מזר על מסתרי הסלעים במאדים

הפליטים מכוכב מאדים

פלאש גורדון במאדים

אודות חיים מזר

בעל B.A במדע המדינה וסוציולוגיה. עורך לשוני של ספרות טכנית. חבר באגודה הישראלית לאסטרונומיה ובאגודה לחקר עב"מים. פרסם מאמרים באתר הידען, באתר של אלי אשד על ניתוח ספרותי, ובכתב העת של האגודה לאסטרונומיה בתחום גיאולוגיה ואטמוספירה של כוכבי לכת. כמו כן כתב על ייעוץ ארגוני, מדע המדינה, היסטוריה עם היבטים ניהוליים, בינה מלאכותית, חישוב מקבילי, מקרא ,סוציולוגיה, מודיעין (בכתב העת של המל"מ), וכלכלה.
הפוסט הזה פורסם בתאריך מדע פופולרי עם התגים , . קישור קבוע.

2 תגובות על כיצד אפשר להגיע למאדים בטכנולוגיה קיימת כיום

  1. מאת orihippo:‏

    ומה עם קרינה? מה הסכוי שלהם לחזור בכלל עם כל הקרינה הקימת במקום שאין בו הגנת אטמוספרה?

  2. מאת חיים מזר:‏

    הסר דאגה מליבך. אתה יכול להיות סמוך ובטוח שימצא לכך פתרון. אם אתה רוצה למצוא לכך מענה תקרא מספר ספרים במטלורגיה תציג פתרונות קונקרטיים ובא לציון גואל.

כתיבת תגובה

האימייל שלך לא יוצג בבלוג. (*) שדות חובה מסומנים

*

תגי HTML מותרים: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

*