"בשנת 1865 רומן המדע הבדיוני מאת ז'ול ורן תיאר את הרעיון של ירי תותח 'מהארץ לירח'. רעיון זה עדיין אינו מציאותי כיום. עם זאת, האם ייתכן שירי תותח מהירח יהפוך למציאות?" במילים אלה פותחים פרופ' משה עינת וד"ר יפית אורבך מאוניברסיטת אריאל את מחקרם, שפורסם בכתב העת Scientific Reports.
החוקרים פיתחו מערכת שיגור חשמלית, המבוססת על תותח סלילים (Coilgun), המסוגלת להאיץ גופים למהירויות חסרות תקדים, תוך שימוש באנרגיה זמינה בחלל - חשמל - במקום בדלק שאיננו מצוי בחלל ונדרש להביאו מכדור הארץ.
משימות חלל עתידיות, ובפרט ההתיישבות על הירח, ידרשו אמצעי שיגור מתקדמים שלא מסתמכים על דלקים כימיים. כיום, נחקרים פתרונות כגון שימוש במשאבים מקומיים על הירח להפקת חמצן ודלק, אך פתרון אחר מציע שימוש באנרגיה סולארית להפעלת מערכת שיגור חשמלית לחלוטין.
המערכות האלקטרומגנטיות הקיימות כוללות בעיקר שני סוגים: תותח מסילה (Railgun) ותותח סלילים. תותח מסילה יוצר תאוצה על ידי מעבר זרם דרך מסילות מתכת, אך סובל משחיקה מהירה של המסילות בשל החיכוך הרב. תותח סלילים, לעומת זאת, משתמש בשדות מגנטיים להנעת המטען ללא חיכוך וללא שחיקת המשגר - אך הדגמים הקיימים סבלו מבעיה של מהירות נמוכה יחסית.
במחקר הנוכחי, החוקרים הצליחו להתגבר על הבעיה המרכזית של תותח הסלילים - המהירות המוגבלת. הם פיתחו מערכת רב-שלבית שמאפשרת להוסיף עוד ועוד שלבי תאוצה, כאשר בכל שלב נוסף - המהירות הולכת וגדלה. כך הצליחו להגיע למהירות שיא של 131 מטרים לשנייה - יותר מכל מה שתועד בעבר בתותח מסוג זה, תוך שימוש בשבעה שלבי האצה.
המערכת מבוססת על סדרת סלילים המייצרים שדה מגנטי חזק שמושך את האלמנט המואץ קדימה. החידוש במחקר הוא התזמון המדויק של הפולסים החשמליים, שמאפשר תאוצה הדרגתית, בלי שיואט בגלל זרמים חשמליים שנשארים במערכת.
פרופ' משה עינתצילום: באדיבות אוניברסיטת אריאלבנוסף, מערכת חשמלית מתקדמת מאפשרת למחזר חלק מהאנרגיה שאובדת בכל שלב, ובכך משפרת את היעילות של התהליך. "השיגור האלקטרומגנטי עשוי לשנות את הדרך שבה אנו שולחים ציוד מחקר או משאבים מהירח לחלל. במקום להיעזר במשגרי טילים מסורתיים עם דלק כימי, ניתן יהיה להשתמש במערכת כזו כדי לשגר מטענים בצורה זולה ובטוחה יותר. המשמעות היא שיגור של לוויינים קטנים, דגימות קרקע מהירח, ואפילו אספקה לתחנות חלל - וכל זאת באנרגיה סולארית בלבד", מסביר פרופ' עינת את חשיבות המערכת לחקר החלל.
"אמנם מדובר בטכנולוגיה שנמצאת עדיין בשלבי מחקר ופיתוח, אך ההצלחה בהשגת מהירות שיא מוכיחה כי המערכת עשויה להיות פרקטית בעתיד הקרוב. ככל שיפותחו שלבים נוספים, המהירות תמשיך לעלות, וייתכן שבעתיד ניתן יהיה לשגר עצמים במהירויות גבוהות מספיק כדי לצאת ישירות מהירח אל מסלול סביב כדור הארץ - ואולי אף רחוק יותר" מוסיף פרופ' עינת. "בעוד כמה עשורים, ייתכן שהשיגורים מהירח יבוצעו ללא דלק כלל - אלא רק בכוחו של השדה המגנטי. זהו צעד נוסף בדרך להפיכת הירח לנקודת שיגור מרכזית לחקר החלל העמוק. מרגש לראות כי רעיון שנראה פעם כמדע בדיוני הופך למציאות".
