הרעיון של הקמת מושבות אנושיות על כוכבי לכת אחרים מצית את הדמיון והופיע בספרי מדע בדיוני עוד לפני עידן החלל. המועמד הטבעי הוא מאדים עקב קירבה ודמיון יחסי לכדור הארץ, אבל יש מי שחושבים על התיישבות רחוקה הרבה יותר ועל מסעות של מאות שנים בחלל למערכת שמש אחרת.
לאחרונה פורסם באתר Live Science כי צוות של מהנדסים הציג פרויקט שאפתני בדמות החללית "קריסליס" (Chrysalis) שאורכה 56 קילומטרים. החללית, כך לפי התכנון, תוכל לשאת עד 2,400 איש במסע חד-כיווני אל מערכת הכוכבים הקרובה ביותר למערכת השמש – אלפא קנטאורי (Alpha Centauri). מדובר במערכת הכוכבים הממוקמת במרחק של כ-4.37 שנות אור ממערכת השמש, והיא מורכבת משלושה כוכבים: פרוקסימה קנטאורי (Proxima Centauri) שהוא הקרוב ביותר למערכת השמש שלנו, אלפא קנטאורי A (α Centauri A) שהוא מאותו טיפוס ספקטראלי של השמש ובן זוגו, אלפא קנטאורי B (α Centauri B), כוכב לכת חוץ-שמשי שגודלו דומה לכדור הארץ ונחשב פוטנציאלי למגורים.
8 צפייה בגלריה
הדמיית החללית "קריסליס"
(איור: Giacomo Infelise, Veronica Magli, Guido Sbrogio', Nevenka Martinello and Federica Chiara Serpe)
החללית, על פי התכנון של המהנדסים, תצא למסע של 40 טריליון ק"מ והוא יימשך כ-400 שנה. מה שאומר שרבים מנוסעיה הפוטנציאליים יכירו רק את החיים על החללית. "קריסליס" נועדה לאכלס כמה דורות של אנשים עד שתגיע ליעדה. לפני העלייה אל החללית, יידרשו הדורות הראשונים לחיות ולהסתגל לסביבה מבודדת באנטרקטיקה במשך 70 עד 80 שנה כדי להבטיח יכולת התמודדות נפשית בסביבה דחוסה ומבודדת.
תיאורטית, ניתן לבנות את הספינה תוך 20 עד 25 שנה, כשהיא שומרת על כוח הכבידה מלאכותי באמצעות כוח צנטריפוגאלי הנוצר מסיבוב מתמיד של החללית סביב צירה. לחללית יהיו מספר שכבות המקיפות זו את זו סביב ליבה מרכזית, שכל אחת מהן תוקדש לפונקציה שונה: מגורים, חללים קהילתיים, חוות, גנים וביומות של סביבות כדור הארץ השונות, כגון יערות טרופיים. מכיוון שבעלי חיים יועלו לסיפון רק כדי לשמור על המגוון הביולוגי, תזונה צמחונית תהיה הכרחית.
העיצוב זכה לשבחים על תוכניותיו המפורטות, ובמיוחד על האופן שבו החוסן הפסיכולוגי של הצוות ייבדק על ידי מגורים בבסיסים אנטארקטיים מבודדים. גם על נושא הלידות ניתנה התייחסות, כך שהן יתוכננו להתקיים בתוך החללית בזמן מסעה, כדי להבטיח שהדורות ימשיכו להתפתח לאורך המסע הארוך.
ה"קריסליס" תוכננה כמבנה רב שכבתי: החל מחוות אקולוגיות מגוונות, דרך שטחים ציבוריים ומגורי משפחות ועד מתקני ייצור ומחסנים שמופעלים על ידי רובוטים. ניהול המערכת החברתית יתבצע בשיתוף פעולה עם בינה מלאכותית, שתסייע לשמור על יציבות קהילתית והעברת ידע בין-דורי. עם זאת, יש להדגיש כי תוכנית זו היא היפותטית לחלוטין, שכן חלק מהטכנולוגיות הנדרשות, כמו כורי היתוך גרעיני מסחריים, עדיין אינן קיימות. עם זאת, פרויקטים היפותטיים כמו זה עדיין יכולים להוסיף לבסיס הידע הקיים ולעזור למהנדסים לשפר תכנונים עתידיים, עד ליום שבו מסעות בין-כוכביים יהפכו למציאות.
8 צפייה בגלריה
הדמיית שכבותיה בפנימיות של החללית "קריסליס"
(איור: Giacomo Infelise, Veronica Magli, Guido Sbrogio', Nevenka Martinello and Federica Chiara Serpe)
התועלת שבהקמת מושבת חלל היא בעיקר במניעת צפיפות והתמודדות עם דילול משאבים בכדור הארץ, אך יש לרעיון הזה כמה יתרונות נוספים, בין היתר מחקר במקומות רחוקים יותר וניצול תנאים שאינם קיימים בכדור הארץ לצרכים תעשייתיים. כמו כן, יש המאמינים כי בשלב מסוים כדור הארץ לא יוכל יותר לשמש כמקום להמשך קיום חיים. במצב שכזה יהיה צורך לעבור למקום אחר להבטחת המשך קיומו של המין האנושי.
השאלה הגדולה היא האם זה אפשרי? האם אנחנו צריכים לחשוב על ליישב כוכבי לכת אחרים, גם מחוץ למערכת השמש? נראה כי ישנה עוד כברת דרך ארוכה מאוד עד שנגיע לשם.
פרופ' מאיר אריאל, ראש המרכז להנדסת חלל באוניברסיטת תל אביב: "לפני שחושבים ומעוניינים לשלוח בני אדם כדי להתיישב על כוכבי לכת, יש להצליח לשלוח חלליות מזעריות, במשקל של גרמים בודדים, כדי שיצלמו אותם ויספקו מידע שיסייע להבין האם המשימה אפשרית. אילון מאסק טוען שהוא יצליח לשלוח אדם למאדים, בטווח של 5 שנים בלבד"
פרופ' מאיר אריאל, ראש המרכז להנדסת חלל באוניברסיטת תל אביב, אמר כי רוב המאמצים להתיישב על כוכבי לכת בתוך מערכת השמש או מחוצה לה הם של גופים פרטיים ולא של ממשלות. להוציא את נאס"א, שעושה זאת מתוך ערך מדעי או כלכלי, דוגמת תוכנית ארטמיס (Artemis program) – תוכנית חלל מאוישת של ארצות הברית שמטרתה העיקרית היא הנחתת בני אדם על הירח בשנים הקרובות, לראשונה מאז 1972 בה נחתו אסטרונאוטים על הירח בתוכנית אפולו.
"אילון מאסק הוא דוגמה מצוינת ליוזמות פרטיות של הגעה לחלל והתיישבות על כוכבי לכת. אין כאן רק ערך מדעי או כלכלי, אלא בעיקר אידאולוגי שאפתני, מתוך רצון לשרוד. כלומר, להגדיל את הסיכוי שהאנושות תשרוד, על ידי 'פיזור סיכונים', נוכח מגוון סכנות שעלולות לאיים על קיומה (מלחמה גרעינית או משבר אקלים שיהפוך את כדור הארץ לבלתי ראוי למגורים)", מסביר פרופ' אריאל.
בהתייחסות לפרויקט השאפתני של החללית "קריסליס", מסביר פרופ' אריאל כי הוא מתווסף למספר לא מועט של פרויקטים שנכון לעת הזו הינם תאורטיים בלבד. "לפני שחושבים ומעוניינים לשלוח בני אדם כדי להתיישב על כוכבי לכת, יש להצליח לשלוח חלליות מזעריות, במשקל של גרמים בודדים, כדי שיצלמו אותם ויספקו מידע שיסייע להבין האם המשימה אפשרית. אילון מאסק טוען שהוא יצליח לשלוח אדם למאדים, בטווח של 5 שנים בלבד (בפעם הראשונה עם רובוט, אבל בהמשך עם בני אדם)", אומר פרופ' אריאל. "חשוב להבין כי על מנת להצליח לעשות זאת, יש לקחת בחשבון כי לא רק שהחללית צריכה לנחות בהצלחה, אלא גם להמריא בחזרה לכדור הארץ. לשם כך נדרש לשנע כמות אדירה של דלק וחמצן לצורך הנעת החללית, וציוד להקמת אתר שיגור על מאדים. אילון מאסק מעריך שידרשו לפחות מיליון טון של ציוד שיוטס למאדים לפני שהמושבה במאדים תוכל להתקיים באופן עצמאי. לשם כך יידרש מספר עצום של עשרות אלפי שיגורים (שבעצמם יזהמו באופן חמור את האטמוספרה של כדור הארץ)".
ד"ר ירון יהושע מהמרכז הביוטכנולוגי לאצות בפקולטה למדעי החיים של אוניברסיטת בר-אילן: "שהייה ממושכת הרחק מכדור הארץ מעמידה אתגרים אדירים בפני האנושות, החל מאספקת חמצן, חיפוש אחר מקורות מזון לקיום חיים, תרופות ועד מיחזור מים ושמירה על איזון אקולוגי בסביבות מבודדות. אחד המקורות החדשניים ביותר שמושך עניין רב בשנים האחרונות הוא השימוש במיקרו-אצות. מינים מסוימים של אצות שורדים קרינה גבוהה, מחסור במים, טמפרטורות קיצוניות ולחץ נמוך"
כאשר מדובר במאדים, ישנו חלון זמן מוגבל של כחודשיים ימים בכל 26 חודשים, שבו המסלולים של כדור הארץ ושל מאדים מסונכרנים. "בחלון זמן זה הדרך מכדור הארץ למאדים היא הקצרה ביותר ונמשכת כחצי שנה. בזמן הזה בחללית 'רגילה' הנוסעים יספגו כמות לא מבוטלת של קרינה מייננת ותופעות רפואיות מזיקות נוספות כתוצאה מחוסר הכבידה", מסביר פרופ' אריאל. "החזון של מאסק מכוון להפיכת החללית סטארשיפ (Starship) למעין 'חללית נוסעים' רב פעמית המסוגלת לנחות, לתדלק, להעמיס נוסעים ולהמריא. הוא משקיע מאמצים אדירים בייעול רכב החלל ובהוזלת תהליך הייצור שלו, כך שניתן יהיה לבנות צי של אלף חלליות במחיר סביר. אחת הטכנולוגיות הקריטיות למימוש החזון היא יכולת הסטארשיפ להילכד באופן אוטונומי על ידי אותו מגדל שיגור ששיגר אותה, בדומה למשגרי הלוויינים מתוצרת החברה (פאלקון 9, ופאלקון האבי). בינתיים נחיתה כזו עדיין לא הודגמה, ולמעשה כל ניסויי השיגור של הסטארשיפ הסתיימו בפיצוצים ספקטקולאריים מעל האוקיינוסים, עד להצלחה שהושגה לאחרונה בניסוי העשירי במספר. מאסק לא מתרגש וטוען שכשלים ופיצוצים כאלה הם בהחלט צפויים, וכל ניסוי כזה מקדם את החברה צעד נוסף בדרך אל היעד הנכסף – חללית נוסעים המסוגלת לבצע את התידלוק וההמראה בתוך פחות משעה מרגע הנחיתה".
8 צפייה בגלריה
רגע השיגור של סטארשיפ בניסוי העשירי במספר, שהיה מוצלח בהשוואה לקודמיו
(צילום: Eric Gay/AP)
מאסק מכנה חללית זו בשם RRRR – ראשי תיבות באנגלית של רקטות אמינות ורב-שימושיות במהירות (rapidly reusable reliable rockets). "יש כמובן עוד הרבה בעיות בדרך, אבל נראה שמאסק מספיק עקשן ושיהיו לא מעט מתנדבים שיהיו מוכנים לקחת את הסיכון שכרוך בהגעה לכוכבי לכת במערכת השמש כמו מאדים, למרות הסיכון שכרוך בכך", מבהיר פרופ' אריאל. גם לגבי הגעה לכוכבי לכת חוץ-שמשיים יש לפרופ' אריאל ספקנות רבה, שכן מדובר על תרחיש רחוק מאוד מביצוע. "לא ניתן לחיות חיים שלמים ללא כבידה. גם אם החללית 'קריסליס' תסתובב כדי לייצר כבידה מדומה, היא תצטרך להיות בקוטר של קילומטר לפחות – קנה מידה חסר תקדים, כשהחלליות של אילון מאסק הן בקוטר של 9 מטרים בלבד, לשם ההשוואה. על כן, נראה כי חלום ההתיישבות על כוכבי הלכת השונים שיאפשרו זאת, היא בגדר חלום רחוק מפאת האתגרים השונים. נכון לעכשיו, כדור הארץ נראה המקום הבטוח ביותר לחיות בו".
ד"ר ירון יהושע, מהמרכז הביוטכנולוגי לאצות בפקולטה למדעי החיים של אוניברסיטת בר-אילן, מסביר כי תחום החלל המסחרי החדש מחפש כיום פתרונות לתמיכה במושבות חלל רחוקות, כדי לאפשר קיום חיים ועבודה על הירח, המאדים ובהמשך במקומות נוספים. "שהייה ממושכת הרחק מכדור הארץ מעמידה אתגרים אדירים בפני האנושות, החל מאספקת חמצן, חיפוש אחר מקורות מזון לקיום חיים, תרופות ועד מיחזור מים ושמירה על איזון אקולוגי בסביבות מבודדות", אומר ד"ר יהושע. "אחד המקורות החדשניים ביותר שמושך עניין רב בשנים האחרונות הוא השימוש במיקרו-אצות. אורגניזמים פשוטים אלה, מתקיימים בתנאי קיצון בכדור הארץ. מינים מסוימים של אצות שורדים קרינה גבוהה, מחסור במים, טמפרטורות קיצוניות ולחץ נמוך, תנאים הדומים לאלה שעלולים להימצא בסביבות חוץ-ארציות. על כן, השימוש באצות יכול להיות אחד הפתרונות במסעות החלל הארוכים ובהקמת מושבות מחוץ לכדור הארץ".
8 צפייה בגלריה
דגימות סלעיות באיסלנד כחלק מתוכנית האימונים של נאס"א לקראת שליחת משימה מאוישת לירח
(צילום: NASA/Robert Markowitz/Cover Images/Reuters)
כפי שאצות היוו בסיס להתפתחות החיים על פני כדור הארץ, כך הן יכולות לשמש בסיס ליצירת סביבה אקולוגית מתאימה לאנושות במושבות חלל רחוקות. קצב הגידול שלהן מהיר מאוד, הן מייצרות חמצן, מקבעות פחמן דו-חמצני, והן בעלות ערכים תזונתיים גבוהים: עשירות בחלבונים, חומצות אמינו חיוניות ויטמינים ומינרלים. לכן, הן יכולות לשמש כמזון בסיסי ואף תוסף תזונה לצוותי חלל.
לשם כך, חוקרים מאוניברסיטת בר-אילן, מו"פ מדבר וים המלח, מכללת אפקה וחברת וי.טי.אס אנרגיה בע"מ, פיתחו במימון משרד החדשנות המדע והטכנולוגיה וסוכנות החלל הישראלית, מערכת ייחודית מבוססת אצות, שאמורה לספק חמצן, מזון ומים בתחנות חלל מרוחקות מאוישות. המערכת במקביל תשמש למיחזור פחמן דו-חמצני ופסולת אנושית, בסביבה מאוד מוגבלת במשאבים.
8 צפייה בגלריה
אזור הר הגעש השכבתי אסקיה באיסלנד, בו בוצעו אימונים למשימות מאוישות לחלל
(צילום: Pavel Dobrovsky/Shutterstock)
לאחרונה פותחה באוניברסיטת בר אילן טכנולוגיה ייחודית המוגנת פטנט היכולה לשמש פלטפורמה ייחודית לגידול מינים שונים של מיקרו-אצות (ובהמשך אף תאים אורגניזמים נוספים) כמזון חלל, בה גדלות האצות בקצבי גידול מהירים תוך שימוש מופחת במדיום גידול וחיסכון משמעותי בעליות. בנוסף, מיקרו-אצות ואורגניזמים אקסטרמופילים – יצורים החיים בתנאי סביבה קיצוניים – יכולים להוות פתרון בטיפול בשאריות של דלק חלל רעיל במיוחד כדוגמת הידרזין. "חקרנו את הפירוק הביולוגי של הידרזין, דלק רקטות רעיל ביותר, באמצעות מיקרו-אצות וחיידקים שבודדו מסביבות צחיחות קיצוניות מאזור ים המלח. הראנו הפחתה של 81% בריכוזי ההידרזין תוך 24 שעות. בתהליך זה, הופכים מכלי דלק של חלליות וטילים לאחר שהתרוקנו, לחלק ממערכות תומכות חיים היכולות לספק חמצן, ובהמשך מזון ותרופות", מסביר ד"ר יהושע. "נדרשים עדיין מחקרים ותקציבים כדי ליישם את הטכנולוגיות שאנחנו בוחנים כרגע, ונדרשת עבודה של שנים נוספות כדי שנוכל להתקרב למצב שבו נוכל להשתמש באצות כמזון במושבות חלל".
ובחזרה למאדים. גם התיישבות בכוכב לכת שהוא קרוב יחסית במונחים חלליים (המרחק הקטן ביותר במסלולים של שני כוכבי הלכת הוא כ-56 מיליון ק"מ) דורשת התמודדות עם אתגרים הנדסיים ופיזיולוגיים משמעותיים, כמו בניית מבנים מוגנים מקרינה ומטמפרטורות קיצוניות, יצירת סביבה עם כבידה הדומה לזו שעל פני כדור הארץ ובעיקר מערכות תומכות חיים כמו אטמוספירה מלאכותית. טכנולוגיות כמו הדפסות תלת-ממד, שימוש במשאבים מקומיים (כמו מינרלים מהקרקע) והקמת חממות לייצור מזון נבחנות כאפשריות להתמודדות עם בעיות אלו.
אלא שלמרות השאיפות הגרנדיוזיות טמונים בכך לא מעט אתגרים. במאדים, לדוגמה, אין שכבת אוזון ואין לו שדה מגנטי המגן מפני קרינה קטלנית, והאטמוספרה דלילה פי 100 מזו של כדור הארץ וחסרת חמצן. כמו כן, הטמפרטורה על כוכב הלכת האדמדם נמוכה מאוד, לרוב מתחת ל-60 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. בנוסף, יש לקחת בחשבון כי שיגור עצמים כבדים מכדור הארץ לחלל הוא יקר ומורכב, ושיגור בכיוון ההפוך מסובך עוד יותר ומחייב שימוש במשאבים מקומיים ככל הניתן.
נאס"א (NASA) שואפת לשגר משימה מאוישת למאדים בשנות ה-30 של המאה ה-21, בעוד שחברות פרטיות כמו ספייס אקס (SpaceX) מתכננות משימות למאדים גם הן. על כן, נערכות הדמיות וניסויים על כדור הארץ כדי לבחון את התמודדות הצוות בתנאים מבודדים. עד להגעה למאדים, נראה כי המאמצים לבחון ברצינות את ההתיישבות על כוכבי לכת אחרים תופסת תאוצה ונשקלת ברצינות.
