התוכנית של אילון מאסק לישוב מאדים. ואיך ישראל תיכנס לתמונה?

התכנית של איילון מאסק ליישוב מאדים מסקרנת את האנושות מאז ההכרזה הרשמית שלו ב-27 בספטמבר 2016, במסגרת כנס הקונגרס הבינלאומי לאסטרונאוטיקה (IAC) במקסיקו.

מאסק מאמין כי התיישבות על מאדים חיונית להישרדות האנושות בטווח הארוך בעקבות הכחדה אפשרית מאסונות טבע, מלחמות גרעיניות או טכנולוגיות מתקדמות (כמו בינה מלאכותית לא מבוקרת). התוכנית שלו היא שיגור למאדים של מספר רב של חלליות Starship שמפותחות ע"י החברה שלו SpaceX. כל חללית מסוגלת לשאת כ- 100 טון מטען ואנשים בטיסה אחת. כמובן שתוכנית שכזו תדרוש הכנה לפני שבני אדם יוכלו לחיות שם.

הנחיתה הראשונה תכלול משימות רובוטיות להכנת הקרקע, למשל ייצור חמצן ודלק, הקמת חממות ותחנות מגורים מתנפחות ואפילו הצבת כורים גרעיניים קטנים לאספקת חשמל. המטרה היא להפוך את ההתיישבות שתבוא לאוטרקית (מסוגלת לתמוך בעצמה לאורך זמן).

מאסק וחברת SpaceX מתכננים לשלוח מאות חלליות Starship עם אספקה, ציוד, וחלוצים ראשונים.
העיר תהיה מבוססת על אנרגיה מתחדשת, מים תת-קרקעיים, וחוות הידרופוניות. הוא מעריך שיידרשו כ-20-30 שנים להגיע למיליון תושבים.

מאסק הצליח להוזיל את עלויות השיגור לחלל לעשירית ממה שהיו לפני שני עשורים ולכן עד כמה שהחזון הזה נשמע מדהים ומטורף, כשמבינים מיהו אילון מאסק, זה פתאום נראה פחות הזוי.

אחת ההצעות החדשניות היא השימוש בחללית Starship של חברת SpaceX כמבנה מגורים על הירח, המסוגל לתמוך בצוותים למשימות מחקר ואולי אף ליישוב קבע בעתיד.

לדברי אדריכלית החלל מיכל זיסו, מייסדת ZISO LAB, בוגרת הטכניון ואונ' החלל הבינלאומית, ומתמחה בתכנון סביבתי לחלל, "המבנה הצילינדרי של החללית מאפשר חלוקת חלל יעילה. אורכה של החללית עומד על כ-50 מטרים ורוחבה בציר המרכזי כ-9 מטרים. כאשר החללית שוכבת על צידה, ניתן למקם את הרצפה הראשית בשני שלישים התחתונים של החללית, ולנצל את החלל שמעל לטובת מגורים, מחקר ואחסון.

"הקמת מבנים על הירח מחייבת פתרונות יצירתיים, שכן העלות והשיקולים הלוגיסטיים של שיגור חומרי בנייה מכדור הארץ עצומים. לכן, שתי גישות עיקריות עומדות על הפרק: הראשונה - שימוש במשאבים מקומיים (ISRU - In-Situ Resource Utilization): כריית חומרים מאדמת הירח והפיכתם לחומרי בנייה, כולל הדפסת אלמנטים בתלת-מימד. האפשרות השנייה היא מיחזור רכיבים קיימים: התאמת רכיבים מחלליות, רוברים ואלמנטים טכנולוגיים אחרים שנשלחו לירח וכבר אינם בשימוש.

תחילה, רובוטים אוטונומיים ורוברים יבצעו את תשתיות הבנייה הראשוניות, כולל פריסת מערכות ותאים סולריים, אשר יאפשרו הפקת אנרגיה בתנאים הייחודיים והמאתגרים של הירח - מחזורי יום ולילה קיצוניים של 14 יממות אור רצופות, ולאחריהן 14 יממות חושך. אתגר נוסף הוא האבק הירחי הדק, הנוטה להתפזר עם כל תנועה ומהווה מכשול טכנולוגי משמעותי.

בעוד תכנון ההתיישבות במאדים מתמקד בבניית מערכות תומכות חיים לטווח ארוך, בנייה על הירח נשענת על גישות מודולריות וגמישות, המיועדות לשהות זמנית. פיתוחים אלה לא רק יאפשרו קיום מחקר מתקדם בסביבה ירחית, אלא יהוו גם מקפצה לטכנולוגיות שיסללו את הדרך למסעות עמוקים יותר במערכת השמש."

כשבאים לתכנן מבנים בחלל, יש לקחת בחשבון את הכבידה. "על הירח יש כשישית מהכבידה של כדור הארץ ובמאדים כשליש מהכבידה של כדור הארץ. זה מאפשר לבני אדם לקפוץ ולהגיע גבוה יותר. ניתן לנצל את גובה החללית באופן שונה מהאופן בו היינו חושבים על ניצול גובה בכדור הארץ", מסבירה זיסו, "וזה רק במפלס אחד, בגלל מבנה הצילינדר בגובה 9 מ"ר, ניתן יהיה למקם את הרצפה הראשית בשני שליש התחתונים. מתחת יהיה אחסון, ומעל יהיה בעצם גובה ראש מקסימלי של 6 מ', שגם אותו אפשר לחלק ולהרוויח לפחות עוד קומה חלקית. הפוטנציאל של המגורים בחללית מבחינת גודל הוא אדיר. תיאורטית ניתן לרוקן ולנקות את מיכלי הדלק של החללית ולקבל חלל לשימוש שהוא גדול בהרבה מהאזור שהוגדר למגורים.

החללית ממריאה ונוחתת בצורה אנכית. לאחר הנחיתה, יהיה אפשר להשכיבה ולהפוך אותה למבנה מגורים כאשר היא במנח אופקי. לשם כך, יהיה צורך לתכנן את פנים החללית מראש באופן גמיש כדי שיוכל להשתנות ממצב אנכי למצב אופקי. החללית בעצם משנה יעוד ולא יכולה לחזור לתפקוד המקורי. אפשרות נוספת היא לתכנן אותה כך שתוכל לשנות מנח חזרה לאנכי וניתן יהיה להשתמש בה שוב כחללית. מנקודת מבט מקצועית, בשתי האפשרויות יש לייצר את הגמישות להפוך את החללית להביטאט (מבנה מגורים) כבר בשלב התכנון של החללית בכדור הארץ."

הרעיון של שימוש בחללית ה-Starship כשלד למבנה מגורים פותח בין היתר במסגרת מחקר של אוניברסיטת החלל הבינלאומית בקיץ 2021 ע"י מספר אנשי מקצוע, ביניהם ישראלים, ומציע להציב את ה-Starship במנח אופקי ולצפות אותה בשכבות של רגולית (אדמת ירח) כדי להגן על תכולתה מפני קרינה ופגיעות אסטרואידים.

שוחחנו עם שי מונט, בעל דוקטורט בהנדסת מכונות ואחד מכותבי המחקר: "הבסיס הירחי ידרוש שילוב של טכנולוגיות מתקדמות, כולל הדפסת תלת-מימד לשימוש במשאבים מקומיים לבניית מבנים, מערכות תמיכה בחיים המספקות חמצן, מים ומחזור אוויר, רובוטיקה חכמה לביצוע משימות תחזוקה, וחומרים עמידים בפני קרינה קוסמית וקור עז. הבסיס יסתמך על אנרגיה סולארית באמצעות פאנלים פוטו-וולטאיים המוצבים באזורים עם חשיפה גבוהה לאור השמש, כגון קצוות מכתשים. בנוסף, תישקל האפשרות להשתמש בכורים גרעיניים קטנים שיכולים לספק חשמל יציב גם במהלך הלילות הירחיים הארוכים שנמשכים כשבועיים. מערכות תמיכה בחיים יכללו טכנולוגיות לסינון ומיחזור מים, הפקת חמצן מאדמת הירח, סינון וניהול פחמן דו-חמצני, וכן מערכות חקלאיות מתקדמות שיאפשרו גידול מזון בסביבה סגורה.

"ניצול משאבים בשטח (ISRU) הוא קריטי להקטנת התלות באספקה מכדור הארץ. הטכנולוגיה תאפשר להפיק חמצן ממים קפואים הנמצאים בקטבים הירחיים, להשתמש באדמת הירח לבניית מבנים באמצעות הדפסת תלת-ממד, ולמקסם את השימוש במשאבים מקומיים לייצור דלק, מתכות וחומרי בנייה. הבסיס הירחי ישמש כאבן דרך חשובה למשימות מאוישות למאדים, בכך שיספק הזדמנות לבדוק טכנולוגיות מחיה בתנאי שטח קיצוניים, לפתח שיטות לאספקת משאבים מקומיים, ולבחון השפעות שהייה ממושכת בחלל על גוף האדם. כמו כן, הוא יוכל לשמש כתחנת ביניים לשיגורים רחוקים יותר, תוך שימוש במשאבים מקומיים לייצור דלק עבור רקטות בדרכן לחלל העמוק."

בעוד הרעיון של שימוש ב-Starship כמבנה מגורים על הירח ועל מאדים עדיין נמצא בשלבי מחקר ופיתוח, הטכנולוגיה מתקדמת במהירות. ככל שעלות השיגור תרד ויכולת ייצור החלליות תשתפר, האפשרות להפוך אותן למבני מחיה זמניים או קבועים תהפוך לריאלית יותר.

האם ייתכן שבעתיד הלא רחוק נראה את ה-Starship לא רק כחללית משוגרת אלא כביתם של אסטרונאוטים על הירח ועל מאדים? ההיסטוריה מלמדת אותנו שכאשר מדובר בחזון של אילון מאסק, השמים הם לא הגבול - אלא רק ההתחלה.

עד שהאנושות תטוס למאדים, יש צורך ברור לבצע סימולציה פה על כדור הארץ. מתקנים אנלוגיים (מבנים המדמים מושבה על מאדים) הם כלי חיוני בפיתוח טכנולוגיות ומתודולוגיות לחיים מחוץ לכדור הארץ. מתקנים אלו מאפשרים סימולציה של תנאי השטח, מערכות תמיכה בחיים, ואתגרים פסיכולוגיים הנובעים מבידוד ומשאבים מוגבלים. באמצעותם ניתן לבחון חקלאות חללית, שימוש במערכות מחזור מים ואוויר, ופיתוח שיטות לניצול משאבים מקומיים (ISRU) ליצירת חמצן ודלק. בנוסף, הם מסייעים באימון צוותים, הערכת תפקוד אנושי בתנאים קיצוניים, ופיתוח פרוטוקולים לתקשורת ועבודה במושבות עתידיות על מאדים.

ניסויים במתקנים כאלה, כמו זה המתוכנן ע"י חברת 'ארץ מאדים' בערבה, מאפשרים שיפור מתמיד של טכנולוגיות הנדרשות לחקר העמוק של מערכת השמש ומספקים ידע קריטי לתכנון ההתיישבות האנושית העתידית מחוץ לכדור הארץ.

הכותבים, אסנת ברק ואיל בן-זאב, הם מייסדים שותפים של ארץ מאדים המפתחת בערבה מתקן אנלוגי המדמה חיים על מאדים.