ארטמיס בדרך לירח

אחרי כמעט שני עשורים של תכנון ופיתוח, ועוד דחיות רבות של השיגור בשלושת החודשים האחרונים, יצאה סוף-סוף לדרך תוכנית ארטמיס (Artemis), שמטרתה להנחית שוב בני אדם על הירח. החללית ששוגרה הבוקר למשימת ארטמיס-1 אינה מאוישת, וגם לא תנחת על הירח, אבל היא אמורה לבחון מגוון רחב של טכנולוגיות שיביאו לשם בני אדם בשנים הקרובות, ובראשן החללית עצמה, אוריון (Orion) וטיל השיגור החדש ורב העוצמה, SLS (ראשי תיבות של Space Launch System, מערכת שיגור לחלל). גם הבוקר נעצרה הספירה לאחור לפני השיגור, עקב תקלה בקליטת אותות מכ"ם, אך הספירה לאחור חודשה, והשיגור נעשה ב-8:47, כארבעים דקות אחרי פתיחתו של חלון השיגור.

"מה שעשינו היום יהיה מקור השראה לדורות הבאים. הרווחתם את מקומכם בהיסטוריה", אמרה מנהלת השיגור של ארטמיס, צ'רלי בלקוול תומפסון (Blackwell Thompson). "זה הצעד הראשון בדרך חזרה של ארצות הברית לירח, ובהמשך גם למאדים". ראש נאס"א, ביל נלסון (Nelson) אמר בעקבות השיגור: "המסע לירח לא הסתיים עם אפולו 17. אנו חוזרים לשם. זו תחילתו של עידן חדש בחקר החלל".

מסלול מורכב

שתי דקות לאחר השיגור סיימו הטילים המאיצים את פעולתם, וכעבור שש דקות נוספות נפרדה החללית מהשלב העיקרי של הטיל ונכנסה עם השלב העליון שלו למסלול בגובה של כ-700 קילומטר סביב כדור הארץ. אחרי פתיחת קולטי השמש וסדרת בדיקות של מערכותיה, ישגר אותה המנוע של השלב הזה למסלול שיביא אותה ירח כעבור כמה ימים. כשעתיים לאחר השיגור תיפרד החללית מהשלב הזה ותמשיך בדרכה לירח.

לאחר שייפרד מהחללית, יפזר השלב הזה עשר חלליות זעירות, כל אחת בגודל של קופסת נעליים, למגוון רחב של ניסויים ומחקרים. הצי הזה כולל נחתת יפנית זעירה שאמורה לנחות על הירח ולמדוד את הקרינה על פני השטח, לוויינים שיחפשו סימנים לקיום מים קפואים סמוך לפני השטח ולוויין שימפה את פני הירח במצלמה תת-אדומה. חלליות אחרות יחקרו בין השאר את השמש ואסטרואידים.

משימות נלוות רבות. לוויין LUNIR של חברת לוקהיד מרטין למיפוי פני השטח של הירח בתת-אדום | הדמיה: לוקהיד מרטין 

אוריון היא המקבילה של תא הפיקוד בחלליות אפולו, המקום שבו שוהים האסטרונאוטים, אם כי התא של אוריון גדול יותר ומיועד לשאת ארבעה אנשי צוות בתנאים נוחים יחסית. כמו באפולו, גם לאוריון צמוד תא שירות שמספק את כל צורכי המשימה: מנוע ראשי, מנועי תמרון קטנים, אספקת חמצן ומים, חשמל ועוד. תא השירות הוא תרומתה של סוכנות החלל האירופית (ESA) למשימה, ובנתה אותו חברת איירבוס.

חללית מרווחת ומשוכללת הרבה יותר מאפולו. מהנדסים של נאס"א מדגימים את סידור המושבים בדגם מוקדם יחסית של חללית אוריון | צילום: NASA/Robert Markowitz

אחרי כארבעה ימי טיסה תחלוף החללית קרוב מאוד לירח, בגובה של כמאה קילומטר מעליו, ואז תנצל את הכבידה שלו ואת המנוע של תא השירות כדי להיכנס למסלול ייחודי סביבו, שיביא אותה עד למרחק של כ-70 אלף קילומטר מהירח. המסלול הזה נבחר מאחר שהוא יציב וטיסה בו צורכת מעט דלק, וגם כי הוא יאפשר לבחון את החללית במשך זמן רב, בסביבה מרוחקת יותר מכל חללית שנועדה לטיסות מאוישות עד כה. במהלך המשימה ייבחנו מערכות רבות של החללית – ניווט אוטומטי בעומק החלל באמצעות מעקב אחרי כוכבים, תקשורת, תמרונים ותיקוני מסלול, מערכות תמיכת החיים ועוד.

ביום העשרים למשימה תצא אוריון בהדרגה מהמסלול סביב הירח ותעשה את דרכה לכיוון כדור הארץ. אחרי מסע של 25 ימים וחצי ויותר משני מיליון קילומטרים, תיפרד אוריון מתא השירות ותיכנס לאטמוספרה במהירות של כ-40 אלף קמ"ש. אם מגן החום והמצנחים יפעלו כשורה, תצנח אוריון באוקיינוס השקט מול חופי סן דייגו ב-11 בדצמבר.

על המסלול לירח. הדמיה של החללית אוריון עם רכב השירות האירופי נפרדת מהשלב האחרון של טיל השיגור | איור: NASA/Liam Yanulis

בובות בחלל

החללית במשימה הזו לא תהיה מאוישת, אך יהיו בה נוסעים – שלוש בובות שנושאות עליהן אלפי חיישנים למדידת תאוצה, רטט החללית, רמות קרינה ועוד. "מפקד המשימה" הוא מוניקין קמפוס (Commander Moonikin Campos) – בובה לבושה בחליפת חלל של תוכנית ארטמיס, שתיבחן בפעם הראשונה. שמו הפרטי הוא משחק עם המילים Manequin (בובת חלון ראווה) ו-Moon (ירח), ושם המשפחה הוא מחווה למהנדס ארטורו קמפוס, ממובילי הצוות שהתווה את הדרך להציל את אנשי הצוות של החללית אפולו 13, שניזוקה קשות בפיצוץ בדרך לירח באפריל 1970. שתי הבובות האחרות, שצוידו רק בגוף חלקי, הן הלגה וזוהר – המשתתפות בניסוי של סוכנות החלל הישראלית וסוכנות החלל הגרמנית (DLR) לבחון את אפוד ההגנה מקרינה שפיתחה החברה הישראלית StemRad. זוהר עוטה את אפוד המגן הישראלי והלגה משמשת קבוצת ביקורת.

"האפוד עשוי מפוליאתילן בצפיפות גבוהה, והשכבה עבה במיוחד באזורים המכסים חלקים רגישים כמו ריכוז מח העצם באגן הירכיים", הסביר לאתר דוידסון ד"ר אורן מילשטיין, מנכ"ל Stemrad ומייסד שותף של החברה. "הוא נועד להגן על אסטרונאוטים בעומק החלל מפני הקרינה שנוצרת בסערות שמש. הגנה טובה על עצם האגן, שם מיוצרת כמחצית ממח העצם בגוף, תאפשר לאסטרונאוטים להתאושש גם אחרי חשיפה לקרינה עזה, משום שמח העצם מתחדש כל הזמן. כך תימנע מחלה קשה ומסוכנת עקב אובדן של תאי דם אדומים, שמיוצרים במח העצם".

לבחון את ההגנה מקרינה בסערות שמש. הלגה (קרובה למצלמה) וזוהר עם האפוד השחור מוכנות לשיגור בחללית אוריון | צילום: NASA/Frank Michaux

היסטוריה ארוכה

חללית אוריון היא השריד האחרון מתוכנית קונסטליישן (Constellation) שהציג ממשלו של נשיא ארצות הברית, ג'ורג' בוש הבן, בשנת 2004, ונועדה להנחית שוב בני אדם על הירח. התוכנית כללה גם סדרה של טילי שיגור חזקים, רכב גדול לנחיתה על הירח ורכבי שטח לנסיעה על פניו. בשנת 2006 נבחרה חברת לוקהיד מרטין (Lockheed Martin) לפתח את החללית עצמה, הדומה בצורתה לחלליות אפולו אך גדולה מהן וכמובן משוכללת יותר מהחלליות שפותחו בשנות ה-60. ב-2010 ביטל הנשיא ברק אובמה את תוכנית קונסטליישן, אך הותיר על כנם את החוזים שכבר נחתמו, ולוקהיד מרטין המשיכה בפיתוח חללית לטיסה מאוישת לחלל העמוק.

במקביל החלה סוכנות החלל האמריקאית נאס"א לפתח טיל שיגור שיהיה חזק מספיק לשאת את אוריון למשימות בעומק החלל. ה-SLS פותח על בסיס רכיבים של מעבורות החלל. השלב העיקרי שלו מבוסס על מכל הדלק ששימש לשיגור המעבורת, וטילי ההאצה (בוסטרים) הם גרסה מוגדלת מעט של טילי הדלק המוצק ששימשו מאיצים בשיגור המעבורות.

בשנת 2014 שוגרה חללית אוריון לטיסת ניסוי ראשונה, לא מאוישת כמובן, לבחינת תפקודה בתנאי חלל ותפקוד מגן החום שלה בעת החזרה לאטמוספרה. מכיוון שה-SLS היה רק בשלבי פיתוח ראשוניים, החללית שוגרה על גבי טיל דלתא 4. היא השלימה שתי הקפות של הארץ במסלול גבוה יחסית, עד 5,800 קילומטרים, וצנחה בשלום מול חופי קליפורניה כעבור קצת יותר מארבע שעות.

גם לאחר הניסוי המוצלח פיתוח החללית התקדם בעצלתיים. הנשיא הקודם, דונלד טראמפ, חידש את התוכנית להנחית שוב בני אדם על הירח. התוכנית קיבלה בהמשך את השם "ארטמיס", על שם האלה מהמיתולוגיה היוונית, אחותו התאומה של אפולו. היא מתבססת על חללית אוריון ועל טיל השיגור SLS, לצד כמה מרכיבים שפיתוחם טרם הושלם, ובהם רכב הנחיתה על הירח שמפתחת בימים אלה חברת ספייס-אקס על בסיס ה"סטארשיפ" שלה, שמתוכננת גם היא לצאת בקרוב לניסוי ראשון בחלל. מרכיב נוסף הוא תחנת חלל במסלול סביב הירח, המכונה Lunar Gateway, שאליה יגיעו אסטרונאוטים מכדור הארץ, ייצאו ממנה לנחיתות על פני השטח ויחזרו אליה משם.

צוללנים מחברים את מערכת הגרירה לחללית אוריון בתום הניסוי היחיד שלה עד כה בחלל ב-2014 | צילום: U.S. Navy, Mass Communication Specialist 1st Class Gary Keen

מערכת יקרה ובזבזנית

הפיתוח הממושך של הפך את חללית אוריון לאחד הפרויקטים היקרים ביותר של נאס"א בעשורים האחרונים. מ-2006 ועד עתה הושקע בפיתוחה סכום מצטבר של יותר מ-18 מיליארד דולר (כ-21 מיליארד דולר בערכי 2020).

בניגוד למקובל כיום בתעשיית החלל הפרטית, שבה שואפים למחזר כמה שיותר את החלליות והטילים כדי לחסוך עלויות, חללית אוריון היא חד-פעמית, וצריך לייצר מחדש כמעט את כל הרכיבים שלה ושל טיל השיגור לקראת כל משימה. זה כמובן מקפיץ עוד יותר את העלויות, העומדות כנראה על מאות מיליוני דולרים לכל שיגור. ייתכן שבעתיד תאלץ נאס"א לבחון את שיגור אוריון על גבי הטילים הגדולים שמפתחות חברות החלל הפרטיות, כמו SuperHeavy של ספייס-אקס או "ניו גלן" של בלו אוריג'ין, ואולי אף לוותר לגמרי על אוריון ולטוס לירח בחללית פרטית, כמו שנעשה היום בטיסות הקצרות הרבה יותר לתחנת החלל הבינלאומית.

כרגע אין חלופות. טיל SLS עם חללית אוריון בראשו על כן השיגור במרכז החלל קנדי בפלורידה | צילום: NASA

באים כדי להישאר

אם משימת ארטמיס 1 תסתיים בהצלחה, מתכננת נאס"א לשגר בעוד כשנתיים את ארטמיס 2, שבה יקיפו ארבעה אסטרונאוטים את הירח, בלי לנחות עליו. במהלך שנת 2025 או 2026 אמורה משימת ארטמיס 3 להנחית בני אדם ראשונים על הירח עצמו. בנאס"א מבטיחים כי בתוכנית ארטמיס יהיו גם נשים ואנשים שאינם לבנים שידרכו על הירח, בניגוד לתוכנית אפולו. אחת מהן עשויה להיות האסטרונאוטית ג'סיקה מאיר, שביקרה לאחרונה בישראל, ומשתתפת בין השאר בפיתוח מערכת הנחיתה על הירח.

אחרי הנחיתות הראשונות של בני אדם על הירח במאה ה-21, מתכוונים בנאס"א להתחיל לפתח תשתית לבסיס קבע שם, כנראה סמוך לקוטב הדרומי, שם על פי ההערכות יש מצבורי קרח שאפשר להפיק מהם מים ולהשתמש בהם גם לייצור חמצן לנשימה וכן מימן וחמצן לדלק רקטי. "פעילות קבע על הירח דורשת הרבה תשתיות: אספקת חשמל, מים, מבני מגורים, חלליות שיוכלו לטוס הלוך וחזור, וכלכלה מקומית עם חברות תעשייה שיפעלו שם", אמרה קתלין קודר (Coderre), סגנית מנהל התוכניות המתקדמות לחקר החלל העמוק בחברת לוקהיד מרטין, בריאיון לאתר מכון דוידסון. "אני מניחה שבשלב הראשון בני אדם יפעלו שם לזמן מה בכל פעם, ובין לבין הם ישאירו פעילות רובוטית לתחזוקה. בהמשך אני מניחה שעוד ועוד חברות פרטיות יתחילו לפעול על הירח".

חוזרים, והפעם כדי להישאר. הדמיה של אסטרונאוט או אסטרונאוטית יורדים אל פני הירח במשימת ארטמיס 3 | איור: NASA

כדי לממש את החזון הזה מפעילה נאס"א במקביל לארטמיס את תוכנית CLPS, שבמסגרתה ייבחנו על הירח טכנולוגיות רבות ומגוונות במשימות לא מאוישות. לצד זה משקיעה הסוכנות כסף רב – בעיקר דרך קבלנים חיצוניים – בהיבטים נוספים של תוכנית הירח, מפיתוח חליפות חלל חדשות ועד פיתוח כלי רכב סגורים לנסיעות ממושכות על פני הירח.

הדרך להקמת מושבת קבע על הירח עדיין ארוכה מאוד, אבל כמאמר הפתגם, גם מסע ארוך מאוד מתחיל בצעד אחד. השיגור של ארטמיס 1 הבוקר הוא צעד חשוב בכיוון הזה.