יום שני, 24 בינואר 2011

מדוע מסתיים עידן מעבורת החלל?

על פי בדיחה ישנה, גמל הוא סוס שתוכנן על ידי ועדה. מהבחינה הזו מעבורת החלל היא סוג של גמל. היא אמנם לא תוכננה על ידי ועדה, אבל היא לא מה שהיתה אמורה להיות, ולא מה שנבחרי הציבור אישרו לנאס"א לבנות. היא תוכננה מהסיבות הלא נכונות, למטרות הלא נכונות וללא תקציב מתאים. והכל בגלל שהצליחו לנחות על הירח.
File:5927 NASA.jpg
אדווין "באז" אלדרין ומודול הנחיתה של משימת אפולו-11 על אדמת הירח
ביולי 1969 נחתה אפולו-11 על הירח והשלימה למעשה את היעד של תכנית אפולו. סוכנות החלל האמריקאית המשיכה לשגר משימות נוספות לירח, אבל העניין של הציבור הלך וירד, ובית הנבחרים האמריקאי החליט להפסיק את המימון. טיסת אפולו-17 בשנת 1972 חתמה את תכנית הירח.
בשנות השבעים היתה נוכחות מינימלית של אסטרונאוטים בחלל: 3 משימות לתחנת החלל סקיילאב (1973-1974) ומשימת אפולו-סויוז, מפגש במסלול של חללית אמריקאית וחללית רוסית (1975).
בשנים אלו כבר פעל פרויקט הפיתוח של מעבורת החלל, אך רק בשנת 1981 הבשיל הפיתוח והחלו מחדש משימות החלל המאויישות. 

החלק המדהים, והעגום בראיה רטרוספקטיבית, הוא שבהתחלה המעבורת כלל לא היתה היעד.

היעד היה מאדים. נדרשה דרך זולה להביא צוותים הלוך ושוב למסלול (לתחנת חלל), כדי שמשם יצאו לדרך. אבל משהו אחר משך את תשומת לב הממשל באותן שנים. משהו שקשור בדרום מזרח אסיה. הממשל האמריקאי לא סבר שזה הגיוני לשלוח אנשים למאדים בעיצומה של מלחמה. תקציבי הענק שנדרשו למלחמת וייטנאם גרמו לחיסול התכנית למאדים, שעד היום לא התעוררה מחדש.
File:STS120LaunchHiRes.jpg
עניין הציבור בתכנית החלל הלך ודעך מאז סיום משימות הירח, ונאס"א היתה זקוקה לפרויקט גדול. מעבורות שכל מטרתן היא שירות לתחנת החלל לא היה מביא מימון מבית הנבחרים. מי שבא לעזרת הסוכנות היה חיל האויר. החיל זנח את תכניותיו למשימות חלל מאויישות, אבל עדיין היה זקוק לפלטפורמה להרמת לוויני הצילום הגדולים.
העזרה כמובן שלא הגיעה בחינם. על אף שנאס"א מימנה את רוב הפיתוח, היה עליה להשקיע תקציב נוסף כדי לפתח מעבורת שחיל האויר יוכל להשתמש בה, שהיתה גדולה בהרבה מהתכנון המקורי (בערך פי- 4 באורך!).
תקציב פרויקט המעבורת התחיל בקצת יותר מ- 13 מיליארד דולר, אבל בשלב מסויים תוך כדי העבודה, צומצם לכדי 5.5 מיליארד דולר בלבד. כדי להתמודד עם הקיצוץ נדרשו שינויי תכן; למשל במקום מאיץ רקטי שאמור לשחרר את המעבורת בגובה תת-מסלולי ולחזור לנחיתה באמצעות מנועים נושמי אויר, פותח משגר רקטי שאינו מתמחזר ושני מאיצים שאותם ניתן להחזיר לכשירות לאחר סבב תיקונים.

התוצאה של השינויים בתכנון, של צמצום התקציב ושל השינויים הנוספים שגרר הצמצום היתה כלי רכב יקר להחריד להפעלה ולתחזוקה. כתוצאה מכך נפגע קצב השיגורים המתוכנן. כשהנשיא ניקסון אישר את תכנית מעבורת החלל, נאמר לו שקצב השיגורים יהיה מעט פחות מפעם בשבוע (קרוב ל- 50 שיגורים בשנה). במציאות, עקב העלות הגבוהה של שיגור כל מעבורת, הקצב היה איטי לאין שיעור. שנת השיא של שיגורי המעבורות היתה 1985, בה בוצעו 9 שיגורים בלבד.

קצת אחר כך, ב- 28 בינואר 1986, התפוצצה המעבורת צ'לנג'ר במהלך השיגור, ולקחה עימה את הראשון מבין שני הצוותים בני שבעת האסטרונאוטים שאבדו בתכנית זו. בעוד אסון הצ'לנג'ר ביטל את התפישה שמעבורת החלל היא כלי מבצעי להעלאת אנשים למסלול כעניין 'שגרתי', האסון השני (המעבורת קולומביה בשנת 2003, שאחד מאנשי צוותה היה האסטרונאוט הישראלי אילן רמון) קבר למעשה את תכנית המעבורת.

אף על פי שמעבורת החלל היא המכונה המסובכת ביותר שנבנתה אי פעם על ידי האדם, סיכוי לכשל קטסטרופלי של 2 מתוך כ- 130 הוא בלתי קביל לחלוטין. בנוסף לכך, תכנית שעלתה למשלם המיסים האמריקאי 175 מיליארד דולר עד היום, ושעלות העבודה על כל טיסה היא 1.5 מיליארד דולר, לא יכולה להיות בעלת אמינות כל כך נמוכה.

ואלה הן הסיבות לכך שעידן מעבורת החלל חייב להסתיים. למרות שהישגים מדעיים וטכנולוגיים כבירים הושגו באמצעותה, היא מעולם לא היתה כלי הרכב שהוגי הרעיון המקורי חלמו עליו.
File:STS-132 Atlantis at ISS 1.jpg
השנה אנחנו צפויים לראות את מעבורת החלל טסה בפעם האחרונה.


ישוגרו שתי טיסות, אולי שלוש: טיסה STS-133 של דיסקברי, שנדחתה מאז נובמבר ומתוכננת ל- 24 בפברואר ועליה כתבתי כאן, וטיסה STS-134 של אנדוור שמתוכננת ל- 19 באפריל. טיסה נוספת של המעבורת אטלנטיס תתרחש בתחילת הקיץ אם יאושר התקציב לכך.

הממשל האמריקאי החליט להפסיק את תכנית המעבורת ולהחליפה בתכנית בטוחה וזולה יותר, תוך עידוד חברות פרטיות להיכנס לעסקי השיגור לחלל. ומתחילים כבר לראות תוצאות. מספר חברות פרטיות החלו לקדם יוזמות שיביאו אנשים לחלל כבר בשנה-שנתיים הקרובות. בידיים פרטיות זה חייב להיות יעיל וזול יותר, ועד כמה שזה נוגע לדרישות של חברות הביטוח, החברות המשגרות ייאלצו גם להוכיח שהשיגורים שלהן בטוחים הרבה יותר. אולי תוך שנים לא רבות ניתן לטוס למסלול בטיסה מסחרית ובמחיר שאינו גבוה מאד.

בינתיים נוכל לצפות בשיגורן של שלוש המעבורות בפעם האחרונה, ולאחל לצוותיהן שיחזרו חזרה בשלום.

____________________________

אני ממליץ בחום על גיליון דצמבר 2010 של השבועון Aviation Week שהוקדש למעבורת החלל, למי שידו משגת.
קרדיט לכל התמונות: NASA

10 תגובות:

  1. למה מקובל לחשוב ש-2 מתוך 130 (שיגורים, אני מניח) זו סטטיסטיקה קטסטרופלית?
    איך זה בהשוואה לתאונות קטלניות של כלי רכב אחרים (בייוחד כשהטכנולוגיה של אותם כלי רכב היתה בחיתוליה)? ביחס לשיגורי אפולו?
    מה עוד שזו טכנולוגיה בחיתוליה, יחסית (לפחות לגבי הצ'לנג'ר - רק 5 שנים ומעט שיגורים לפני כן - לא הרבה הזדמנויות ללמוד מטעויות).

    השבמחק
  2. בכלי תחבורה מאויישים, קרקעיים ומוטסים, מקפידים באופן מיוחד על בטיחות הצוות.
    הטכנולוגיה לא היתה בחיתוליה: כל רכיב קריטי שהיה מעורב במשימה עבר בדיקות מחמירות ואף נוסה בחלל באופן שלא יסכן חיי-אדם. האסון נגרם (בהיבט הטכני שלו) בעיקר עקב צירוף נסיבות של תכן בעייתי ותנאי שיגור חריגים. בטוח שניתן היה למנוע את המקרה, אבל לפעמים "נדרשת" תאונה מחרידה כדי שיופקו לקחים. אחת הבעיות שהביאו לאסון הקולומביה היא ששיטת השיגור לא מאפשרת להתגמש ולפתור כראוי את הבעיות שהוצפו לאחר האסון הראשון, כלומר תיקון הליקויים של המאיץ שגרם לתאונה יכול למנוע רק תאונות מאותו סוג בדיוק. מאחר והתפישה עצמה לקויה, נדרש ארגון מחדש של כל המערכת כדי לפתור את כל הבעיות המובנות בה.
    אגב, המשימה שבשיגור שלה התפוצצה הצ'לנג'ר היתה הטיסה ה- 25 של מעבורת חלל, כך שהספיקו לצבור ניסיון. בנוסף אני מניח שהמאיץ שהכשיל את השיגור נוסה עוד פעמים רבות בתנאים שונים לפני כן.
    בקיצור, אני לא סבור שמוצדק לקרוא לזה "טכנולוגיה בחיתוליה", למרות שמבחינה טכנולוגית היה הרבה מה ללמוד מכך.

    השבמחק
  3. אוקי, תודה.
    שאלה נוספת -האם במהלך 30 השנים מאז תחילת התוכנית שדרגו את המעבורות?
    אני זוכר שקראתי פעם שהמחשבים על המעבורות הם עדיין אותם מחשבים פרימיטיביים של שנות ה-80.

    השבמחק
  4. קודם כל כן, היו שדרוגים שאני יודע עליהם באריחים שסופגים ומפזרים את החום בתחתית המעבורת בעת הכניסה לאטמוספירה, ואמצעים חדישים שנוספו באזור המטען. אני לא יודע לגבי המחשבים ולא הצלחתי למצוא מידע על כך. נראה בלתי סביר שלא השתנה כלום במהלך 30 שנה בתחום המחשוב. מצד שני תעשיית האויר-חלל היא שמרנית ביותר ולא נוטים להחליף דברים שעובדים. בהחלט יתכן שיש רכיבים מסויימים שלא היתה סיבה מספיק טובה להחליף אותם במהלך השנים.

    השבמחק
  5. תודה.

    ושאלה נוספת - אם הממשל מעודד כניסה של חברות פרטיות לתחום - מה זה אומר לגבי מימון נאסא ובפרט, מחקרים מדעיים בחלל? (הכוונה למחקרים כימיים או ביולוגיים, לא אסטרונומיים)

    השבמחק
  6. המחקרים אמורים להמשיך כרגיל, גם אם זה יתבצע באמצעות קבלני משנה. בכל מקרה, אין בארה"ב גוף מלבד נאס"א להכשרת אסטרונאוטים.

    השבמחק
  7. אז כל האסטרונאוטים שמנסים את החלליות של החברות הפרטיות עוברים/עברו הכשרה בנאסא?

    השבמחק
  8. החברות הפרטיות טרם שלחו אסטרונאוטים לחלל, כך שאין לי מושג מה ההכשרה שתידרש מהם. עד כה, אפילו אזרחים שיצאו לחלל כ"תיירים" עברו קורס אסטרונאוטים ברמה זו או אחרת במתקן הכשרה ממשלתי.

    השבמחק