גם כששואפים לכוכבים, צריך להתמודד עם אתגרים שבני האדם כמעט לא פוגשים על פני כדור הארץ. אפוד המגן AstroRad שפיתחה חברת StemRad הישראלית בשיתוף חברת לוקהיד-מרטין וסוכנות החלל הישראלית - פותח כדי לנסות ולהתמודד עם אחד האתגרים המהותיים ביותר בנסיעות לחלל העמוק. החשיפה לחלקיקים אנרגטיים במהלך סופות שמש נחשבת לאחד האתגרים המשמעותיים שעמם מתמודדת נאס"א לקראת משימות מאוישות ממושכות לירח ולמאדים.
הרעיון שמאחורי האפוד אסטרו-ראד, התחיל למעשה כאן, על הקרקע של כדור הארץ. בשנת 2011, בעקבות אסון הכור הגרעיני בפוקושימה ביפן, חברת סטמרד הישראלית פיתחה את טכנולוגיית GAMMA 360 – אמצעי מיגון שנועד להגן על אנשי החילוץ וההצלה בזירות שבהן קיימת קרינת גמא. העיקרון פשוט: במקום לנסות להגן על כל הגוף, דבר הדורש שכבות כבדות של חומר מגן, המיקוד הוא באזורים בהם ההגנה היא המשמעותית ביותר. כשהחברה החלה ליישם את אותו רעיון בחלל, היא נדרשה להתמודד עם סוג שונה של קרינה – ולכן גם עם פתרון שונה.
אפוד החלל, שכבר נבחן בשורה של ניסויים ומחקרים, מבוסס על חומרים עשירים במימן, ובהם פוליאתילן בצפיפות גבוהה, היעילים בהפחתת החשיפה לחלקיקים טעונים ואנרגטיים המשתחררים במהלך סופות שמש. אלא שהחידוש אינו טמון רק בחומר שממנו הוא עשוי, אלא גם באופן שבו המיגון מפוזר על פני הגוף. עובי האפוד משתנה בהתאם לאיברים שעליהם הוא מגן, ומעניק שכבת הגנה מוגברת לאזורים רגישים במיוחד לקרינה, ובהם הריאות, הקיבה, השדיים, השחלות ומח העצם.
האסטרונאוט הישראלי איתן סטיבה לובש את חליפת המגן
(צילום: משימת רקיע)
האחרון חשוב במיוחד: מח העצם אחראי על ייצור תאי הדם בגוף, וחשיפה לרמות גבוהות של קרינה מייננת עלולה לפגוע בו קשות, לשבש את יכולתו לחדש את תאי הדם ולהחליש את יכולת הגוף להתמודד עם זיהומים. גם איברים אחרים שעליהם מגן האפוד רגישים לנזקי הקרינה ולעלייה בסיכון להתפתחות סרטן בעקבות חשיפה מצטברת. המיגון הממוקד מאפשר ל-AstroRad לספק הגנה משמעותית מבלי לעטוף את האסטרונאוט בשכבה כבדה ומסורבלת שתקשה עליו לנוע ולעבוד. זהו יתרון חשוב במיוחד במקרה של סופות שמש שעלולות להימשך ימים: במקום להישאר במרחב מוגן לאורך כל האירוע, האפוד נועד לאפשר לאנשי הצוות להמשיך לתפקד, תוך צמצום החשיפה של האיברים הפגיעים ביותר לקרינה.
הדרך לבדוק אם AstroRad יכול להפוך מרעיון הנדסי לפתרון מעשי התחילה בחלל כבר ב-2019, כשאב-טיפוס שוגר לתחנת החלל הבינלאומית. שם בדקו אסטרונאוטיות לא רק את המיגון עצמו, אלא שאלה בסיסית לא פחות: האם אפשר לתפקד איתו. הן לבשו אותו בזמן ביצוע פעולות שונות בתנאי מיקרו-כבידה ובחנו את הנוחות, התנועה והארגונומיה שלו. אחרי הכול, גם אפוד שמספק הגנה מצוינת אינו שימושי במיוחד אם אי אפשר לעבוד, לנוע או ללבוש אותו במשך שעות בזמן שסופת שמש מתחוללת בחוץ. המבחן המשמעותי ביותר הגיע ב-2022, במשימת Artemis I של נאס"א. בחללית אוריון הוצבו שתי בובות מדידה דמויות גוף אנושי, "זוהר" ו"הלגה", שהכילו אלפי חיישנים למדידת קרינה. זוהר לבשה את AstroRad, ואילו הלגה יצאה למסע בלעדיו. במשך 25 ימים הן טסו אל מעבר לירח ובחזרה, וכך אפשרו לחוקרים להשוות בין רמות הקרינה שספג גוף ממוגן לאלו שספג גוף ללא האפוד, בתנאים שלא ניתן לשחזר על פני כדור הארץ.
הבובה זוהר (למעלה) עם האפוד הישראלי והבובה הלגה (למטה) בלי האפוד
(צילום: נאס"א, סוכנות החלל האירופית)
והחדשות המרגשות: באוגוסט האחרון, מחקר שפורסם ב-Science Advances השתמש במדידות מ-Artemis I כדי לבחון כיצד האפוד היה מתפקד במהלך אירועי חלקיקי שמש חזקים. החוקרים מצאו כי בתרחישים שנבדקו AstroRad יכול להפחית את מנת הקרינה לאיברים שונים בכ-40% ועד יותר מ-60%, בהתאם לעוצמת האירוע ולאיבר הנמדד. יותר מעשור אחרי שרעיון המיגון הממוקד נולד בישראל, AstroRad כבר נלבש בתחנת החלל, הקיף את הירח ועבר מבחן בתנאים של חלל עמוק. הוא לא מעלים את סכנת הקרינה ולא פותר לבדו את כל האתגרים של מסע למאדים, אבל הפחתה של עד יותר מ-60% באחד מאיומי הקרינה המרכזיים היא צעד משמעותי בדרך להפוך מסעות אנושיים רחוקים וממושכים יותר לבטוחים יותר.
