יום שני, 24 בדצמבר 2012

החגב שיביא אותנו לחלל

בספרים של ילדותי הופיעו תמונות מסוג "כך תראה ההתיישבות הראשונה על הירח בעוד 30 שנה", ותיאורים של הדרכים בהם נגיע למאדים. התיאור "בעוד 30 שנה" היה מכוון לסוף המאה ה- 20, ואנחנו נותרנו עם אותם שיגורים מונוטוניים לחלל. תעשיית החלל אמנם מתפתחת, אבל מבחינת ההישגים הגדולים, הכמעט דמיוניים של הדור הקודם, אותם כבר צריך לחפש בנרות.

אם יש חברה שמייצגת היום את החדשנות והיוזמה הבלתי שיגרתית, ושעשויה להצליח לקרב את החלל והנגישות אליו אל כל אחת ואחד מאיתנו, הרי שזוהי SpaceX.


חברת SpaceX היא החברה המסחרית הראשונה שקיבלה רשיון לעגון בתחנת החלל הבינלאומית עם כלי טיס שהיא מייצרת, וששוגרו על ידי משגרים שהיא פיתחה בעצמה. בעתיד הלא-רחוק הם יקבלו גם רשיון להטיס אנשים באמצעות אותם כלים.

למרות כמה רעיונות חדשניים, טילים דו-שלביים וקפסולות מטען הם לא דבר שטרם ראינו, וברמת הרעיון זו חזרה על אותה שיטה שמשרתת אותנו נאמנה כבר עשרות שנים. אחד החסרונות של השיטה, והגורם המרכזי למחיר הגבוה הוא שרוב המשקל שממריא, למעט הדלק, הוא חד פעמי. במקרים מסויימים ניתן למחזר חלקים, כמו את מאיצי הדלק המוצק של מעבורת החלל, שהיו נופלים לאוקיינוס במהלך השיגור, אבל תהליך המיחזור היה כרוך בשליית המאיצים מן הים, שינוע שלהם למפעל ושיפוץ מסיבי שלהם, וכל זה מסתכם בתהליך ממושך ויקר.

לפני כשנה חשפה SpaceX את החזון שלה לגבי שימוש חוזר במשגרים, והוא נראה כך:



בסרטון נראים שני שלבי המשגר חוזרים לאתר הנחיתה ונוחתים נחיתה מבוקרת, מדוייקת ורכה. בהמשך רואים גם את הדרגון שב מתחנת החלל ונוחת נחיתה יבשתית באמצעות רקטות (אלו אותן רקטות שייאפשרו חילוץ תא הצוות בשלב השיגור של טיסות מאויישות). 

רבים מהצופים הביעו ספקנות רבה לגבי היכולת להנחית במדוייק את שלבי המשגר, אולם מבחינת טכנולוגיה אין בכך משהו באמת חדש; מערכות ניווט ובקרה, חומרים, הנעה...הכל קיים, אם כי עדיין לא ליישום הזה.

נכון להיום משגרי הפלקון-9 של SpaceX הם חד פעמיים, וקפסולת הדרגון נוחתת בעזרת מצנחים אל הים בשיטה המוכרת מימי משימות אפולו. עם זאת זוהי הקפסולה היחידה שמסוגלת לחזור בשלמותה לכדור הארץ מלבד קפסולת סויוז, הקטנה ממנה בהרבה (כתבתי על כך בהרחבה כאן). הסויוז גם נוחתת ביבשה, אולם זו איננה נחיתה מדוייקת ובוודאי שלא ניתן להנחיתה במנחת מסודר.


בחודשים האחרונים נערכו כמה ניסויים לשלב הראשון של הפלקון, שאמור לנחות בכוחות עצמו (ללא שליטה מרחוק). למערכת קוראים Grasshopper (בעברית "חגב"), והסרטון הבא שפורסם היום, מדגים מדוע:




הסרטון מדגים את יציבות הטיל והמנוע שלו, ואת מערכת הנחיתה. 
קשה לאמוד את הממדים גם כשנכתב שמדובר על המראה לגובה של 40 מטר, ולכן הציבו על המשגר בובת קאובוי בגודל של אדם מבוגר כפי שהוא מופיע בתמונה (ניתן להבחין בו גם בסרטון):
מקור: https://twitter.com/elonmusk/status/283032287602413568/photo/1/large
מיחזור שלבי המשגר יכול להוריד בסדרי גודל את עלויות השיגור ובאופן נגזר גם את המחירים, וכך להפוך את החלל לזמין יותר עבורנו.

עדכון 11/1/2013: סרטון נוסף שוחרר היום, שצולם ע"י מצלמה זעירה שהותקנה על הטיל:


(סוף עדכון)

ל- SpaceX חוזה שיגור ללווינים מסחריים רבים (כולל עמוס-6 הישראלי), וחוזה עם נאס"א לאספקה עבור תחנת החלל הבינלאומית, אולם החזון של החברה לא מסתיים בכך.
השלבים הבאים, שיקרמו עור וגידים כבר בעשור הנוכחי הם התחלת טיסות מאויישות לתחנת החלל הבינלאומית באמצעות הדרגון, טיסות לתחנות חלל מסחריות שיגיעו למסלול בעתיד הקרוב כמו למשל של חברת Bigelow Aerospace, הפעלת משגר כבד מסוג Falcon Heavy שיכול להרים עשרות טונות למסלול סביב כדור הארץ, או לחילופין להטיס מטענים גדולים לירח או למאדים (מטענים שכיום אין אפשרות להטיס). הכוונה בעתיד הרחוק יותר היא להיות הפלטפורמה שאיתה יגיעו אנשים למאדים.

מראות כאלו מאפשרים לי להיות אופטימי יותר לגבי העתיד. אולי כשהצעירים שבילדינו יגיעו לגיל 21, כבר תהיה שוב אפשרות להגיע לירח.


17 תגובות:

  1. יש מרחק גדול בין להרים טיל אנכית לגובה 40 מ' ואז להנחית אותו חזרה לבין להפיל את החלק מגובה של מאות קילומטרים ואז להצליח להאט אותו, לייצב אותו ולהנחית אותו בצורה אנכית... אבל אם הם יצליחו, זה יהיה מאוד מאוד מגניב.

    השבמחק
    תשובות
    1. נכון, אבל להפיל דברים מהחלל עד לגובה 40 מ' מעל הקרקע עשו כבר אינספור פעמים. את השלב האחרון לא עשו מעולם, וזה מה שהניסוי מדגים.
      זה כמובן לא מוכיח את המערכת בשלמותה.

      מחק
  2. אני חושב שזה צעד משמעותי קדימה ומראה שמר מסק מאוד רציני בהצהרות שלו
    מדובר בחזון ולא בפנטזיה

    השבמחק
  3. למה הם לא משתמשים בשילוב של מצנח ורקטות? למשל להשתמש במצנח עד לגובה של כמה מאות מטרים ואז לשחרר אותו ולהפעיל רקטות.

    השבמחק
    תשובות
    1. שאלה טובה.
      אם אינני טועה, בגירסה הנוכחית של הפלקון-9 יש מערכת מצנחים לשלב הראשון, שנועדה להנחית אותם באיטיות יחסית בים. ייתכן שלא ניתן להצניח משקלים כאלה ולסיים בנחיתה מדוייקת. אני אנסה לברר.

      מחק
  4. אתה מפספס את המטרה לחלוטין: המטרה של נא"סא אינה החלל - "חלל" זה משהו שנא"סא כותבים בטופס כדי לקבל כסף.
    המטרה האמיתית של נא"סא היא אספקת מינויים פוליטיים - אספקת "עבודות" למקושרים מהשירות הציבורי.
    ככל שכלל תהליך השיגור יעיל פחות, ככל שהוא צורך משאבים רבים יותר ועולה כסף רב יותר, כך יותר כלומניקים שאחראיים רק על הקידום של עצמם יכולים להמנע מלהיות הומלסים במגזר הפרטי.

    ההוכחה הטובה ביותר לכך היא האופן שבו התנהלה והסתיימה "אפולו 1", והמציאות לא השתנתה מאז.
    spaceX יעילה יותר כי היא חברה פרטית: בניגוד לממשלה, המטרה שלה היא קודם להרוויח כסף - לא קודם לספק "עבודות".

    השבמחק
    תשובות
    1. אנונימי יקר. אם ההוכחה שלך היא שאפולו 1 נכשלה, אז המינויים הפוליטיים האלה הצליחו להביא אנשים לירח וחלליות לכל קצוות מערכת השמש, מה שכנראה מצביע על שיטה שעובדת די טוב כי נאס"א עדיין מובילה בתחום החלל יחסית לכל שאר העולם. בפירוש לא ניתן להגיע להישגים הללו עם תהליכים בלתי יעילים במתכוון.

      מחק
    2. אנונימי נכבד,
      חלק גדול מאוד מהמשגרים הקיימים והעתידיים מתוכננים ונבנים ע"י חברות מסחריות - united launch alliance הכוללת את בואינג ולוקהיד מרטין, וחברת ATK שבונה משגרי דלק מוצק. חלקים אחרים נבנים ע"י מספר חברות אחרות. אתה צודק בזה שחלק גדול מההחלטות של מי יבנה מה מבוצעות בקונגרס על בסיס של איפה המפעלים המדוברים נמצאים (כל חבר קונגרס וסנאטור רוצה כמובן להעביר עבודות למדינתו שלו), וזה משפיע לפעמים על הטכנולוגיה הנבחרת, אבל גם כשהתכנון והביצוע הועברו לחברות מהשוק הפרטי לא ראינו התפוצצות של יצירתיות וחזון כמו ב- spacex. היתרון של spacex זה לא שהיא חברה פרטית, אלא שהיא חברה בבעלות איש עם חזון ספציפי, לעומת חברות אחרות שבהן שולטים בעלי המניות ויותר חשוב ללכת על בטוח ו"לא לפשל" מאשר לנסות משהו חדש שעשוי להכשל.

      מחק
  5. מעניין, בספרים שאני קראתי בילדותי על הדרך שבה נגיע עוד 30 שנה לחלל עמד במוקד הרעיון של לבנות מעלית בין כדור הארץ לירח (או לתחנת החלל). נשמע דווקא יותר יעיל וחסכוני מהדרך ש SpaceX מציעה. אין שום מחשבה מטעם שום גורם לפעול בכיוון הזה?

    השבמחק
    תשובות
    1. מעלית חלל היא משהו שהטכנולוגיה העכשווית לא מסוגלת לפתור. לקראת העתיד הרחוק יותר יש מי שעובד על זה: http://www.isec.org/

      מחק
    2. עם הטכנולוגיה הקיימת, מעלית חלל היא לא פתרון שניתן ליישם בכדור הארץ (או בירח).

      בכדור הארץ:
      כוח הכבידה מספיק חזק על מנת לגרום לכבל לקרוס תחת המשקל של עצמו.

      הירח:
      הירח לא מסתובב סביב עצמו, ולכן מעלית חלל שתהיה במסלול סביב הירח תהיה בתנועה יחסית לפני השטח.

      מחק
    3. מעלית חלל סביב הירח היא לא למסלול לונה-סטציונרי, כי באמת אין כזה, אלא לנקודת שיווי המשקל בין כבידת הירח לכבידת הארץ. הטכנולוגיה הקיימת לא רחוקה מהיכולת ליישם דבר כזה, לעומת מעלית מכדור הארץ שהיא חזון רחוק.

      מחק
  6. כמו תמיד כיף לקרוא (-:

    השבמחק
    תשובות
    1. מה לגבי כל השמועות שהיו בחצי השנה האחרונה לגבי תגלית או משהו ?

      מחק
  7. רובוטריקים למיניהם. פנטזייה ורחוק מהמציאות, אבל למען האמת נראה יותר אפקטיבי. http://youtu.be/AKfTdveAOmE

    השבמחק