התחנה הראשונה של ארה"ב בחלל

השנה היא 1968. בסוכנות החלל האמריקנית, נאס"א, מנסים בכל הכוח לעמוד ביעד שהציב בשעתו הנשיא המנוח ג'ון קנדי, להנחית אדם על הירח עד סוף העשור, ולחדש את תוכנית אפולו שנקטעה עוד בטרם החלה, עקב האסון בחללית אפולו 1 בתחילת 1967. אבל במהלך העבודות הקדחתניות להקדים את הרוסים בדרך אל הירח, כבר היו בנאס"א כמה בכירים שהסתכלו רחוק יותר, על היום שאחרי הנחיתות הראשונות על הלבנה. כך נולדה בסוכנות החלל תוכנית ההמשך, שקיבלה את השם Apollo Applications Program, "תוכנית יישומי אפולו", וייעודה היה לרתום את הטכנולוגיות והיכולות שפותחו כדי לנחות על הירח, כמו גם את החלליות, הטילים ומרכיבים נוספים, ולמצוא להם יישומים מתקדמים.

הכול על מדע באפליקציה של מכון דוידסון - להורדה באייפון ובאנדרואיד  

בין התוכניות שנבדקו במסגרת הזאת היו הקמת בסיס מאויש לשהות ממושכת על פני הירח, טיסה מאוישת למעבר סמוך לכוכב הלכת נגה, הטסת חלליות לא מאוישות למאדים והקמת תחנת חלל במסלול סביב כדור הארץ. רוב התכניות נגנזו בשל חוסר תקציב, קשיים אחרים ביישום או שני הדברים גם יחד. בסופו של דבר, תוכנית יישומי אפולו הפכה בהדרגה לתוכנית תחנת החלל.

טיל ממוחזר

תחנת חלל במסלול סביב כדור הארץ לא הייתה רעיון חדש. יזמים בתחום החלל וסופרי מדע בדיוני כבר העלו רעיונות מציאותיים יותר או פחות לשיגור תחנות כאלה בשלמותן או להרכבה שלהן במסלול סביב כדור הארץ. אחד המובילים בתחום היה מהנדס הטילים הנאצי ורנר פון-בראון (von Braun), שאחרי מלחמת העולם השנייה גויס לשירות ארצות הברית, ובסופו של דבר התאזרח שם והיה לאחד ממובילי תכנית החלל שלה. בחזון המוקדם שלו הוא ראה תחנת חלל בקוטר עשרות מטרים, המסתובבת סביב עצמה כדי ליצור כבידה. אבל בשנות ה-60 פיתח מודל פשוט הרבה יותר: לקחת את אחד מטילי השיגור הגדולים של נאס"א, ולהסב חלק ממנו לתחנת חלל שתהיה באופן כללי בעלת צורה של צינור.

תקציבה של התוכנית צומצם כל הזמן. ב-1967 למשל ביקשה נאס"א מימון של 450 מיליון דולר לתוכנית יישומי אפולו, אך קיבלה 42 מיליון בלבד. אף על פי כן בנאס"א המשיכו לקדם את הרעיון של תחנת החלל מטיל שיוסב לכך. לאחר ההצלחות הראשונות של נחיתות על הירח קוצץ התקציב של נאס"א במידה כזו שהיא נאלצה לוותר של שלוש הנחיתות האחרונות שתוכננו על הירח (אפולו 18, 19, 20). הבשורה החיובית בכך הייתה שהביטול פינה טילי סאטורן-5 - הטילים הענקיים שנשאו חלליות לירח - ורק הם היו חזקים מספיק לשאת תחנת חלל גדולה למסלול סביב כדור הארץ.

(צילום: אתר נאס"א)

כשלושה שבועות לאחר הנחיתה המאוישת הראשונה על הירח זכתה חברת מקדונל דגאלס (McDonnell Douglas) במכרז להסבת אחד מטילי הסאטורן הקטנים יותר לתחנת חלל. במקביל הוסב אחד מטילי סאטורן-5 הנותרים לשיגור התחנה הגדולה לחלל והצבתה במסלול סביב כדור הארץ. בתחילת 1970 נבחרת לתחנה השם "סקיילאב" (Skylab, כלומר מעבדת רקיע), במשאל ציבורי שעשתה סוכנות החלל. התכלית העיקרית של התחנה הייתה שורה ארוכה של תצפיות וניסויים מדעיים, בהם מחקר מקיף על תפקוד האסטרונאוטים ומצבם הרפואי בשהות ממושכת בתנאי חוסר כבידה.

ארמון בחלל

בהשוואה לחלליות אפולו הקטנות והצפופות, ודאי בהשוואה לקודמותיהן הצפופות עוד יותר, סקיילאב הייתה ארמון של ממש, באורך 25 מטר ובעלת מסה של יותר מ-77 טונות. בתא הפיקוד והשירות של אפולו חלקו שלושה אסטרונאוטים שטח מחיה (או ליתר דיוק נפח מחיה) של כששה מטרים מעוקבים. בסקיילאב אזור המחיה והעבודה של האסטרונאוטים היה לא פחות מ-350 מטרים מעוקבים, וכלל לצד מעבדה ואזורי עבודה שונים גם תאי מגורים פרטיים לאסטרונאוטים, תא שירותים ואפילו מקלחת. החשמל הגיע מקולטי שמש, מגובים במערך של תאי דלק, והכמות העצומה של האספקה הייתה אמורה לאפשר לאסטרונאוטים חיים נוחים יחסית גם במשימות ממושכות.

עם סיומה של תכנית אפולו, בדצמבר 1972, עמדה כעת סקיילאב במוקד תשומת הלב. התחנה שוגרה ריקה ב-14 במאי 1973, השבוע לפני 45 שנה, וצוות ראשון של אסטרונאוטים יצא אליה 11 יום לאחר מכן. שיגור התחנה עבר בשלום, אבל מיד לאחר מכן אירעה תקלה במנגנון המציב אותה במסלולה, והוא החל לפעול מוקדם מהצפוי. התחנה אמנם הגיעה ליעדה, אבל חבולה למדי: אחד הלוחות הסולאריים נהרס כליל, ואחר התעקם ולא נפרש כראוי. בנוסף, נקרעה יריעת מעטפת שנועדה גם להגן על התחנה מפגיעת מיקרו-מטאוריטים וגם להצל עליה מפני שמש ישירה. בשל הנזקים האלה אספקת החשמל לתחנה הייתה נמוכה בהרבה מהמתוכנן, והתחנה נחשפה לקרינה שמש עזה, עד כדי חשש לפגיעה בתפקוד מכשיריה.

הרופא ג'וזף קרווין בוחן את שיניו של המפקד פיט קונרד בצוות הראשון של סקיילאב(צילום: נאס"א)

על הצוות הראשון שהגיע לתחנה ב-25 במאי פיקד אחד האסטרונאוטים הוותיקים והמנוסים בנאס"א. צ'רלס "פיט" קונרד (Conrad) הספיק לטוס לחלל בשתי משימות של תוכנית ג'מיני בטרם פיקד בהצלחה על משימת אפולו 12 – הנחיתה המאוישת השנייה על הירח, והיה לאדם השלישי שהניח שם את כף רגלו. במשימת החלל הרביעית והאחרונה שלו הוא הוביל את תיקון הנזקים בתחנת החלל. הצוות הצליח לפרוש יריעת מגן חלופית, מה שהביא לירידת הטמפרטורות בתחנה לרמות נסבלות. לאחר מכן, בהליכת חלל, הצליח קונרד לשחרר חלקית את קולט השמש התקוע, והביא את התחנה לרמת תפקוד סבירה.

מאות ניסויים

הצוות הראשון כלל גם את ג'וזף קרווין (Kerwin), הרופא האמריקני הראשון שטס לחלל, ואת האסטרונאוט פול ווייץ (Weitz). הם שהו בתחנה 28 יום, וביצעו עשרות ניסויים מדעיים. בין השאר הם ביצעו תצפיות על השמש בטלסקופ מיוחד, וכן ניסויים בפיזיקה ובכימיה, תצפיות וצילומים על כדור הארץ, בחינת מכשור טכנולוגי ועשרות בדיקות רפואיות וניסויים רפואיים שעשו זה על זה. אפילו הביקורים בשירותים שימשו למחקר מדעי: במקום לפלוט את ההפרשות לחלל כפי שנעשה במשימות אפולו, הן נשמרו באריזות מיוחדות לניתוח על כדור הארץ.

תנאי דה-לוקס בהשוואה למשימות קודמות. האסטרונאוט ג'ק לוזמה במקלחת של סקיילאב(צילום: נאס"א)

צוות האסטרונאוטים השני הגיע לתחנה ביולי 1973, ושהה בה 60 יום. בפיקודו של אלן בין (Bean), שותפו של קונרד לנחיתה על הירח באפולו 12, המשיך הצוות בסדרה ארוכה של ניסויים מדעיים. בין השאר הם היו אמורים לבדוק את השפעת הכבידה על השעון הפנימי של עכברים ושל זבובי תסיסה, אבל תקלת חשמל קטלה את רוב בעלי החיים עוד בטרם החל הניסוי. לעומת זאת הם עשו בהצלחה ניסויים על כמה תרביות של תאים ובחנו כיצד חוסר הכבידה משפיע על התפתחות התאים בתנאים שונים. כמו כן הם הביאו שתי עכבישות והשוו את טוויית הרשתות שלהם בחוסר כבידה לפעילות של עכבישות בתנאים דומים על הארץ. בתחילה התקשו העכבישות להסתגל לתנאי החלל, אך כעבור ימים אחדים הצליחו לטוות רשתות קורים דומות לאלה שעל כדור הארץ.

הצוות השלישי כלל שלושה אסטרונאוטים חסרי נסיון בפיקודו של ג'רלד קאר (Carr), והוא שהה בתחנה לא פחות מ-84 יום. ואולם, מבחינות רבות, המשימה הזו הייתה מוצלחת פחות מקודמותיה. האסטרונאוטים התקשו להתמודד עם עומס העבודה והמשימות שהוטלו עליהם, ואילו במרכז הבקרה הדעה הרווחת הייתה שהם אינם מוכנים לעבוד קשה כמו הצוותים הקודמים. גם כמה תקלות טכניות בתחנה העיבו על המשימה. למרות הכל, ביצע הצוות שורה ארוכה של ניסויים מדעיים, מתצפיות על שביט שעבר קרוב יחסית לכדור הארץ ועד גדילה ותפקוד של צמחים.

חישובים שגויים

במהלך המשימות המאוישות למעבורת סקיילאב עמד בכוננות טיל שיגור נוסף ועליו חללית אפולו, למקרה שיהיה צורך במשימה לחילוץ האסטרונאוטים. לאחר המשימה השלישית החליטו בנאס"א לשגר משימה מאוישת נוספת בעזרת הטיל הזה. זו הייתה אמור להיות משימה קצרה יחסית, ואחת ממטרותיה הייתה להעלות את תחנת החלל למסלול גבוה יותר בשמיים, ולהכינה לשימוש עתידי. אחת התכניות הייתה להשאיר את סקיילאב במסלול לקראת מפגש עם מעבורת החלל, שטיסותיה נועדו להתחיל ב-1978 או 1979.

(צילום: ארכיון "ידיעות אחרונות")

(צילום: ארכיון "ידיעות אחרונות")

בסופו של דבר ויתרה נאס"א על המשימה הרביעית, ככל הנראה מחוסר תקציב. ההערכות היו שבלי שינוי מסלול תמשיך סקיילאב להקיף את כדור הארץ בגובה יורד והולך עד 1983, מה שהשאיר די והותר זמן לתכנן משימה שתאפשר למעבורת חלל לחבור לתחנת החלל, להעלות אותה למסלול גבוה יותר ולהאריך את חייה.

אלא שהחישובים של נאס"א פשוט לא היו נכונים. כבר באמצע שנות ה-70, ואפילו לפני סיום המשימה האחרונה לסקיילאב בפברואר 1974, הזהירו כמה מדענים כי התחנה תתרסק לכדור הארץ מוקדם מהצפוי, בשל פעילות מוגברת של השמש. הפעילות הזו גרמה להתחממות רבה יותר של שכבות האטמוספרה העליונות, מה שהגביר את החיכוך של התחנה עם חלקיקי גז, האט אותה והאיץ את נפילתה.

עד מהרה היה ברור שהתחנה צפויה להתרסק באמצע 1979, בעוד מעבורת החלל לא תהיה מוכנה לפני 1981. בנאס"א בחנו כמה תוכניות למשימות מאוישות או לא מאוישות להצלת התחנה, ואפילו להשמדתה בירי טילים כדי להפחית את הסיכון שחלקים שלה יפגעו באזור מיושב. שום תוכנית לא אושרה בסופו של דבר. בנאס"א ידעו שהתחנה גדולה מספיק כך שחלקים גדולים ממנה לא יישרפו עד תום בכניסה לאטמוספרה ויגיעו לפני השטח של כדור הארץ, ואולם ההערכות היו שהסיכון לפגיעה בבני אדם קטן מאוד.

בהלה ונפילה

החשש מפני התרסקותה של תחנת החלל, וחוסר הוודאות היכן יפלו השברים עוררו בהלה מסוימת, שזכתה כמובן לליבוי של התקשורת. עיתון מקליפורניה הציע 10,000 דולר לקורא הראשון שיביא למערכת חלק של התחנה. בכמה מקומות ציירו אנשים עיגולי מטרה על גגות בתים, "כדי שיהיה לתחנה משהו לכוון אליה", וגם חולצות וכובעים עם סימני מטרה נמכרו בהמוניהם.

אנשי צוות הבקרה של התחנה לא יכלו כמובן לשלוט בגובה או במסלול שלה, אבל הם ניסו לסובב אותה כך שיגדל הסיכון שהיא תתרסק מעל דרום האוקיינוס השקט. גם כאן החישובים היו שגויים בחלקם. התחנה נשרפה הרבה פחות ממה שהעריכו, והתפרקה רק בגובה 16 קילומטרים בערך. רבים מהשברים לא נפלו בים אלא התפזרו באזור מיושב לא הרחק מפרת' שמערב אוסטרליה, אך למרבה המזל לא נפגע איש.

נער בן 17 מהעיירה אספרנס אסף שברים של התחנה בחצר ביתו, ואיש עסקים מפילדלפיה הטיס אותו ואת משפחתו לסן פרנסיסקו, שם הוא קיבל את הפרס הכספי שהבטיחו בעלי העיתון. באופן מקרי, כמה ימים לאחר ההתרסקות אירחה העיר פרת' את תחרות מלכת היופי העולמית, ואחד השברים הגדולים של התחנה הוצב על הבמה, להנאת המתמודדות והצופים. בעקבות ההתרסקות קנסה עיריית אספרנס את נאס"א ב-400 דולר על השלכת פסולת. סוכנות החלל האמריקאית התעלמה, אבל ב-2009, כשמלאו 30 שנה להתרסקות, גייס שדר רדיו מקליפורניה את סכום הקנס ממאזיניו, ושלח לאספרנס המחאה על סך 400 דולר, בלי ריבית או הצמדה.

הניחה את היסודות

"תוכנית סקיילאב הייתה נועזת מאוד, ודרשה מאתנו חשיבה חדשנית ומקורית", אמר רוקו פטרונה (Petrone) שהיה מבכירי נאס"א בשנות השבעים. "הניסיון והידע שרכשנו במשימות החלל המוקדמות הניחו את היסודות שעליהם בנינו לאחר מכן, אבל תוכנית סקיילאב באמת פרצה דרכים חדשות בשמים". ג'ק לוזמה (Lousma) מאנשי הצוות של המשימה השנייה, הוסיף כי עצם ביצוען של המשימות הממושכות היה חשוב מאוד להמשך. "משימות של 28, 59 ו-84 יום היו הבסיס של מה שאנו עושים כעת בתחנת החלל הבינלאומית", אמר לוזמה. "העובדה שאנו יכולים לעבוד תקופה ממושכת בחלל היא אחד הדברים שהוכחנו בסקיילאב".

תוכנית סקיילאב הייתה למעשה ההתנסות היחידה של נאס"א בתחנת חלל עצמאית. בעקבותיה פותחה מעבדת חלל בשם SpaceLab, שהותקנה במעבורות חלל, אך היא לא טסה באופן עצמאי והופעלה רק במסגרת משימות המעבורת. בשנות ה-80 החלה נאס"א לתכנן תחנת חלל גדולה, חדשה ומתקדמת יותר, שקיבלה את השם Freedom (חירות), אך התכנון נותר על הנייר. בסופו של דבר שולבו התכניות האלה בתחנת החלל הבינלאומית, שהוקמה בהובלת ארצות הברית בשנות התשעים ומאוישת ברציפות מ-2001.

במקביל לתחנת החלל האמריקאית הפעילה ברית המועצות סדרה של תחנות חלל בשם סליוט (Salyut), בטרם שיגרה את תחנת החלל "מיר" לתקופה ארוכה. ב-1975 עשו ארצות הברית וברית המועצות משימת חלל משותפת אחת, בעיצומה של המלחמה הקרה, אבל בשנות ה-90 שיתוף הפעולה התמסד ומעבורות חלל עגנו כמה וכמה פעמים בתחנת החלל הרוסית, בדרך להקמת התחנה הבינלאומית.

סקיילאב ותחנות החלל האחרות הוכיחו שבני אדם אכן יכולים לשהות ולעבוד תקופה ארוכה בחלל, והניחו את היסודות לתחנת החלל הבינלאומית, שצוותים שוהים בה חצי שנה ולעיתים אף יותר. ייתכן שהמצוקה התקציבית של תוכנית סקיילאב, והצורך להתאים את התוכנית למגבלות הזמינות של טילי שיגור ומרכיבים אחרים, לימדה את נאס"א שיעור חשוב נוסף - על היתרונות הגדולים של שיתוף פעולה בינלאומי בחלל. שיעור שגם הוא מרכיב יסוד במדיניות החלל האמריקנית כיום.

איתי נבו, העורך הראשי של אתר מכון דוידסון לחינוך מדעי

לרגל חג השבועות, מכון דוידסון מזמין את כולם ליהנות מפעילויות אטרקטיביות לכל המשפחה בגן המדע. הפעילות יכללו מופע ניסויים מדעיים במים ובסופו שיגור טיל על ידי מים, מופע הכנת גבינות ובניית משחקי חשיבה. האירוע יתקיים בימי ראשון ושני ה- 20,21.5 בין השעות 10.00 ל 18.00 בגן המדע במכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע ברחובות.

לפרטים נוספים: https://davidson.weizmann.ac.il/programs/shavuot