אסטרונאוט, החלל הוא ביתך: על זבל מסוכן בחלל
כולנו שמענו על האתגרים והסכנות שכרוכים בטיסה לחלל, ולנו הישראלים יש ניסיון מר בתחום זה. בשנים האחרונות, עם זאת, הולך ומתגבר איום חדש על מי שמעזים לצאת את גבולות האטמוספרה
הנה הבעיה. נכון לרגע זה דוהרות למעלה מחצי מיליון חתיכות של אשפת חלל במסלולים שונים מעל כדור הארץ. אני משתמש במילה 'דוהרות' במכוון - מהירותן של פיסות האשפה הללו נעה בין עשרים אלף קילומטרים לשעה לשלושים אלף ויותר. כל אחת מהן יכולה להיות בגודל של אפונה ומעלה.
אל תתנו לדימוי ה"אפונה" להטעות אתכם: הכל עניין של מהירות. כשפיסת מתכת בקוטר של סנטימטר בודד מתרסקת לתוך חללית שנעה בעצמה במהירות של כמה אלפי קילומטרים לשעה, האנרגיה שמשתחררת בהתנגשות היא עצומה. מהירות ממוצעת של עצם במסלול נמוך סביב כדור הארץ היא בסביבות השבעה קילומטרים לשנייה (בהערכה גסה), פי עשר מקליע של אקדח. האנרגיה הקינטית, אנרגית התנועה של העצם, עולה בהתאם למהירותו. המשמעות היא שאם עצם זעיר בגודל של כדור אקדח פוגע בחללית במהירות כזו, הפגיעה תהיה קשה פי מאה מפגיעה של כדור רגיל. אם נסתכל על זה מזווית אחרת, מספיק עצם קטן פי מאה מקליע, כדי לגרום לחללית להיפגע כאילו ירו עליה מטווח קרוב.
איך הגענו למצב הזה, שמאות אלפי אסונות פוטנציאלים מרחפים מעל כדור הארץ? הסיבה היא הזנחה שנמשכת כבר שנים רבות. הנה דוגמא מייצגת.
עוד ב"הידען": מדוע אסטרונאוטים סובלים ממחלת חלל?
בשנות החמישים, לפני עידן הלוויינים, מרבית התקשורת הצבאית הסודית התנהלה באמצעות כבלים תת-מימיים באוקיינוסים. הגנרלים האמריקנים חששו שבזמן מלחמה הרוסים פשוט יחתכו את הכבלים הללו, וחיפשו אמצעי תקשורת בלתי ניתן לעצירה.
מישהו העלה את הרעיון המחוכם הבא: הבא נשלח אל החלל מיליוני מחטים קטנטנות, שינועו במסלול מעגלי בגובה של כשלושת אלפים ושבע מאות קילומטר. אני חושב שאתם מנחשים לאן כל הסיפור הזה הולך. הכוונה הייתה שהמחטים הקטנות, כל אחת באורך של כסנטימטר וחצי, יצרו מעין 'חגורת מתכת' מסביב לכדור הארץ ('חגורת ווסט פורד', היה שמה). אם משדרים גלי רדיו בתדר שמתאים לאורך המחטים (שמונה ג'יגהרץ, במקרה הזה) גלי הרדיו יינתזו מחגורת ווסט פורד ויחזרו אל כדור הארץ וכך תתאפשר תקשורת בגלי רדיו מסביב לעולם ללא הפרעה.
רעיון נהדר, ללא ספק, והוא אפילו הוכיח את עצמו במציאות. המחטים פוזרו במסלול הרצוי, והאמריקנים הצליחו לבצע כמה תשדורות רדיו ארוכות טווח מוצלחות. באותה התקופה ממש החלו לשגר לווייני התקשורת, ולוויין תקשורת הוא תחליף נהדר לחגורת המתכת. הם עושים את אותה הפעולה, ברמה העקרונית, אבל הלוויין הרבה יותר יעיל. לוויין הוא מתקן אקטיבי, לא רק שהוא מקבל את גלי הרדיו מכדור הארץ, הוא גם יכול להגביר אותם או לשנות את תדריהם, לקבוע את עוצמת השידור ולהחזיר תשדורת איכותית. חגורת ווסט פורד, לעומת זאת, היא סתם ערמה של מחטים פאסיביות.
ברור לגמרי, אם כן, מדוע ננטש הרעיון הזה במהירות, ואנחנו נותרנו עם ארבע מאות ושמונים מיליון מחטים שצריך להתחמק מהן. חלק ניכר מהמחטים כבר הספיקו ליפול אל כדור הארץ מאז, אבל ברוך השם, יש עוד הרבה בשמיים.
עוד ב"הידען": הלווייתו של לוויין
המספר שציינתי קודם, חצי מיליון פיסות אשפה בחלל, מתייחס רק לחתיכות בגודל של סנטימטר ומעלה, אבל ישנן עוד מיליוני חלקיקים קטנים יותר ומסוכנים לא פחות. במרוצת השנים הוחלפו כשישים חלונות במעבורות החלל השונות בגין שריטות וחריצים עמוקים שנוצרו עקב פגיעת חלקיקים קטנים. באחד המקרים החמורים יותר שזכורים בנאס"א, התנגשות עם חלקיק צבע באורך של מילימטר אחד כמעט ריסקה חלון של מעבורת, והשאירה מכתש בהיקף של כמה סנטימטרים על השמשה. אם החלקיק הזה היה פוגע באסטרונאוט בזמן הליכת חלל, למשל, החליפה הייתה נקרעת כמעט בוודאות.
לא תמיד מדובר בלוויינים או בחלליות, האשפה בחלל מגוונת מאוד. האסטרונאוטים של תחנת החלל "מיר" השליכו למעלה ממאתיים שקיות זבל כבדות אל החלל. אסטרונאוטים בהליכות חלל מאבדים מדי פעם מצלמות, מברגים, פליירים, אפילו כפפות. אבל אלו היוצאים מהכלל. מרבית העצמים שמרחפים בחלל הם תוצאה של התנגשויות והתפוצצויות, שמפזרות בבת אחת עשרות אלפי רסיסים ושברים לכל עבר.
עוד ב"הידען": הובלה בחלל
אחד הפיתרונות הממומשים כיום הוא מיגון פסיבי לחלליות. "מגן וויפל" הוא אחד מאותם מיגונים פאסיביים. העיקרון פשוט אבל חכם, במקום שדופן החללית תהיה עשויה שכבה אחת מוצקה של חומר אטום, בונים את הדופן מכמה שכבות צמודות זו לזו כך שיש רווח זעיר ביניהן. כשחלקיק קטן, כמו חלקיק הצבע שכמעט ניפץ את שמשת מעבורת החלל, מתנגש עם הדופן, המפגש יוצר חום עז שממיס את החלקיק באופן חלקי.
כשהחלקיק עובר את הדופן החיצונית ופוגש את השכבה הפנימית שאחריה, הוא כבר נוזלי ומתפרס על פני שטח גדול יותר. השטח הגדול (לא לשכוח, עדיין מדובר בכמה סנטימטרים מרובעים בלבד) גורם ללחץ שההתנגשות מפעילה על הדופן להתפזר גם כן, וכך הקיר מחזיק מעמד. יעילותו של מגן וויפל מוגבלת לעצמים קטנים בלבד, כמובן, וגוש מתכת בגודל של כדור גולף יעבור דרכו כאילו היה מרגרינה וכנראה שייצא אפילו מהצד השני של החללית. לא הייתי רוצה להיות אסטרונאוט על תחנת החלל כשזה יקרה.
בכל זאת, יש כאן התקדמות בכיוון הנכון. בעבר, אף אחד לא חשב להיפטר מלוויינים אחרי תום שירותם. הדאגה העיקרית של המהנדסים הייתה לוודא שאם הלוויין חוזר אל כדור הארץ, הוא לא ייפול לאף אחד על הראש. גם זו משימה לא פשוטה. האסטרונאוטים בחלליות הראשונות לא ידעו (או שידעו במידה גסה מאוד) לאן יפלו כשיחזרו חזרה. ג'ון גלן, האמריקאי הראשון בחלל, לקח איתו בחללית פתק ועליו היה כתוב בכמה שפות "אני זר מהכוכבים ופני לשלום. קחו אותי אל מנהיגכם ותזכו לפרס עצום בחיי הנצח".
מאוחר יותר הסביר גלן שהחשש היה שמא ייפול בידי שבט פרימיטיבי באוקיינוס השקט, ובכל הסרטים שראה הגיבור תמיד היה אומר לפראים Take me to your leader. המהנדסים היום משתדלים להפיל את הלוויינים באזורים נידחים במיוחד על פני כדור הארץ, כדי למזער את הסיכון לפגיעה באזרחים.
המדען דונלד קסלר העלה את התיאוריה המכונה על שמו, 'סינדרום קסלר'. על פי חישוביו של קסלר גם אם נפסיק היום את כל שיגורי החלליות בבת אחת, כמות הזבל שהצטבר בחלל הגיעה כבר למאסה קריטית. המכניזם שאחראי יותר מכל לזיהום החלל הוא התנגשויות והתפוצצויות, וכל התנגשות בין שני גופים יוצרת המוני רסיסים קטנים שמתפזרים בחלל, מתנגשים בעצמם בגופים אחרים וכן הלאה.
בתוך כמה עשרות שנים, שיער קסלר, ההתנגשויות הבלתי נמנעות בין פיסות האשפה שכבר נמצאות היום בשמיים ימלאו את המרחב באינספור חלקיקים מסוכנים. החלקיקים ייצרו מעטפת קטלנית סביב כדור הארץ, מעטפת שתמנע דה-פקטו כל אפשרות לצאת לחלל. אם יתממש החזון האיום הזה, אנחנו עלולים למצוא את עצמנו במצב שבו דורות שלמים של בני כדור הארץ לא יוכלו לפתח טכנולוגיית חלל מתקדמת, ולזה עלולה להיות השפעה קשה על הטכנולוגיה בכלל.
האם איחרנו את המועד? האם זה יהיה המצב בשנים הבאות? ימים יגידו. נכון להיום אנחנו מתייחסים לאוויר שאנחנו נושמים, למי השתייה בקרקע ולמי המלח של האוקיינוסים באותה קלות ראש שבה התייחסו המדענים לחלל ה"אינסופי" שמחוץ לכדור הארץ. לכל הפחות, אנו לומדים לקח אחד ברור מכל העניין: אף פעם לא מוקדם מדי לחשוב על העתיד.
המאמר לקוח מתוך התוכנית 'עושים היסטוריה! ', פודקאסט דו שבועי על מדע, טכנולוגיה והיסטוריה
לפנייה לכתב/ת 
