האדריכל אלון שיקאר עם הדמייה של מיזם החלל D-MARS / צילום: ניר לנגר. הדמיה: אלון שיקאר
במפעל האשקלוני "א. יאיר תעשיות מתכת" רגילים לעבוד על פרויקטים מורכבים. הם עושים את זה כבר 40 שנה. אבל הקונסטרוקציה העצומה שמעסיקה את עובדי המפעל מסביב לשעון בשבועות האחרונים - 9 מודולים של 3 מ"ר כל אחד, עשויים ממתכת בעובי 40 ס"מ ומחוברים זה לזה - הפתיעה גם אותם. זהו באמת פרויקט יוצא דופן. גודלו הכולל של המבנה, שמחולק כאמור ל-9 קוביות שונות, יהיה 57 מ"ר, והוא יכלול מעבדה, אזור בקרה, מתחמי ספורט, מטבח וקפסולות שינה. והוא גם אמור, לפחות באופן עקרוני, לשרוד מסע של כ-500 מיליון ק"מ עד למאדים ולשמש שם כמבנה מגורים לאסטרונאוטים.
"הקוטר של טיל שיגור הוא 10 מטרים והגובה הוא 30 מטרים", מסביר האדריכל אלון שיקאר, שתכנן את הקונסטרוקציה המסובכת. "כל המשחק בלשגר דברים לחלל זה איך לצמצם כמה שיותר את המקום של מתקן המגורים, שאמור לאפשר פעילות של 6 אנשים, ואיך מצליחים למצוא פתרונות יצירתיים. נקודת המוצא של המחקר שלנו הייתה איך לדחוס את המבנה כמה שיותר - ומצד שני, שיידע להיפתח ולגדול".
ומה יקרה כשמגיעים למאדים?
"ברגע שאתה מחבר את המבנים ביחד יש מנגנון שטוחן את האדמה המקומית, מרים אותה לגג המבנה ושופך את האדמה לדפנות. בעצם, אנחנו מתכננים את מבנה ההייטק הכי מטורף - ובסופו של דבר עוטפים אותו בבוץ. אני מרגיש שזה קצת כמו לבנות מבנים פרהיסטוריים".
שיקאר הוא לא איש חלל או פיזיקאי, הוא אדריכל. אבל אדריכל שכל עיסוקו הוא באפשרות שיום אחד, האנושות תוכל להתיישב במאדים. "הירח היה האתגר של הדור של שנות ה-60, מאדים זה האתגר שלנו", הוא מסביר. "אני חושב שחשוב שנפתח את הגבולות שלנו, ונתמודד גם עם מקומות אחרים. אני בטוח שנמצא שם הזדמנויות חדשות. יש שם אפשרות לחיות אחרת, לפתח חברה קצת אחרת, לנסח כלכלה אחרת".
המטרה של המיזם שהקים, D-MARS (ראשי תיבות של Desert Mars Analog Ramon Station), היא לתת שירותי הדמיית חלל לצוותים מקצועיים מהארץ ומחו"ל. כלומר, לדמות נחיתה של אסטרונאוטים על המאדים, פשוט על אדמת כדור הארץ, כדי לבחון את כל ההשלכות של אירוע כזה - פסיכולוגיות, מדעיות, פיזיקליות, אדריכליות ועוד. עבור זה נדרשים מבנים שמדמים את המבנים שיישלחו או ייבנו ביום מן הימים על אדמת מאדים, כדי להתנסות במגורים ובעבודה בהם. D-MARS מבצעים הדמיות כאלה במיקום מבודד בסמוך למכתש רמון.
זה קצת מפתיע, אבל מתברר שדווקא בישראל הזעירה יש את כל התנאים למחקר שיבחן את היתכנות הקיום האנושי על המאדים. זה נובע גם מאזורי אקלים שונים וקיצוניים שנמצאים במרחק לא גדול זה מזה - שלג ומדבר, ים המלח ומכתשים - וגם מכוח האדם המקצועי, המגוון ובעיקר השאפתן שנמצא כאן. "יש לנו פה הון אנושי והישגים מדהימים בתחום החלל", מסביר שיקאר, "וחוץ מזה, אנחנו הרבה יותר חוצפנים".
הפיגוע שהסיט את חייו
קריירת האדריכלות של שיקאר לא התחילה ישר ממאדים. הוא גדל בראשל"צ ואחרי השירות הצבאי יצא, כמו רבים, לטיול ארוך בנפאל. כשהיה באמצע הטיול, אביו נהרג בפיגוע - והוא חזר ארצה. "הייתי בשיא הטיול שלי, ומצאתי את עצמי חוזר לארץ תחת הנסיבות המפתיעות והקשות ביותר שאפשר", נזכר שיקאר, שהיה אז בן 22. הוא נכנס מיד לעסק המשפחתי בתחום האינסטלציה ודודי שמש. "במשך ארבע שנים ניהלתי את העסק של אבי ז"ל, ובמקביל לא עזבה אותי המחשבה וההבנה שאני רוצה להיות אדריכל. כשסיימנו לעמוד בכל הפרוייקטים שנשארו פתוחים, עזבתי הכל, עברתי לצפון ולמדתי אמנות ואדריכלות במכללת אורנים ובטכניון".
בטכניון העביר שיקאר קורס, בסיוע של הפיזיקאי ד"ר הלל רובינשטיין ממכון ויצמן ושותפו ב-D-MARS - שמטרתו הייתה לבנות "הביטאט" - מתקן התיישבות על המאדים. ההביטאט הראשון שבנו היה עוד יחסית פרימיטיבי, ועשוי ממכולה. "ידענו שיהיה קל לשנע אותה, ועדיין היא תהיה חזקה", הוא מספר. "פירקנו את הצדדים שלה ועטפנו אותה במעטפת חדשה שיודעת, כמעט בלחיצת כפתור, לפתוח שתי כנפיים: אחת היא מעבדה ואזור של ישיבות צוות, והשנייה היא אגף מגורים שבו יש לכל אסטרונאוט קפסולת שינה, מדף לפריטים אישיים ומקום אחסון. כמו כן יש 'אייר לוק' ('מנעול אוויר', מה שמאפשר מעבר של בני אדם בין אזורים בעלי לחץ אוויר שונה) - תא בעל דלתות כפולות שבו לובשים ופושטים את חליפות החלל".
הקורס וההתנסות המשותפת הובילו את שיקאר ואת ד"ר רובינשטיין להקים את D-MARS כמרכז ל"משימות אנלוגיות" במכתש רמון. בהמשך קיבל שיקאר מלגה של קרן רמון ונסע לאוניברסיטת החלל הבינלאומית בצרפת כדי להשתלם בתחום. בעקבות הנסיעה נוצר גם הקשר עם סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע ופורום החלל האוסטרי (OeWF), שהוא הגוף המוביל בעולם בתחום המחקר האנלוגי. כל הגופים הללו מעמידים מימון לניסויים שעורכת D-MARS, כמו גם גופים פרטיים כמו חלל תקשורת שסיפקו לווינים, וכן חברות בנייה, אינסטלציה ועוד.
"סוכנות החלל הישראלית נתנה לנו סיוע כלכלי, אבל בעיקר פתחה בפנינו דלתות", הוא אומר, "הם ראו את ההביטאט הראשון שעשינו עם סטודנטים מהטכניון ותלמידים מבית הספר לאסטרונאוטים צעירים במכון ויצמן, וזה שבה את ליבם. אף אחד לא האמין שנצליח לבנות מבנה כזה בכוחות עצמנו".
אז אתם עובדים בשבילם?
"לא. אנחנו למעשה כמו קבלן או ספק שסוכנות החלל היא הלקוח שלו. הניסוי המשותף של סוכנות החלל הישראלית וסוכנות החלל האוסטרית הוא לבדוק איך עושים משימות חלל מאוישות למאדים. D-MARS בונים עבורם את המתקן".
לפני כשנתיים ערכו D-MARS, בשיתוף סוכנות החלל הישראלית ומשרד המדע, את ההדמיה הראשונה. זו הייתה "משימה אנלוגית", כלומר כזו שדומה, עם מגבלות רבות, למשימת חלל אמיתית. 6 אסטרונאוטים חיו במבנה שתכנן שיקאר, ויצאו ממנו רק כשהם לבושים בחליפות חלל מיוחדות, ורק על מנת לבצע ניסויים ומחקרים. באוקטובר השנה תתרחש הדמיה נוספת, עם המבנה החדש שנבנה בימים אלה, ובמהלכה ייערכו ניסויים שיבחנו ניווט ברכב שטח אמריקאי המיועד למאדים, הטסת רחפן על מאדים, הפעלת רובוטים אוטונומיים להקמת תשתיות, מחקרים גיאולוגים וביולוגיים ועוד. בין השאר, תיבדק ההתנהלות של האסטרונאוטים האנלוגיים עצמם, מתחושת הסכנה שלהם ועד שינוי ההרכב של אוכלוסיית חיידקי המעיים שלהם. המימון, אם תהיתם, מגיע מסוכנות החלל הישראלית, מקרן יק"א של הברון הירש וגם מפעילויות הפתוחות לקהל הרחב בנושאי חינוך. המחזור השנתי הוא כמיליון שקל, אך השנה התחילו ב-D-MARS גיוס של 10 מיליון דולר לצרכי תשתיות מקצועיות רחבות יותר.
מדוע בכלל לערוך ניסויים כשאפשר לשלוח גשושיות לא מאויישות?
"בסופו של דבר, כדי לענות על השאלות היסודיות הגדולות, אתה צריך מדענים, אסטרונאוטים שילכו בשטח וינסו לענות על השאלה המרכזית במחקר והיא: האם היו חיים בעבר במאדים", מסביר פרופ' יואב יאיר, הדיקן של ביה"ס לקיימות במרכז הבינתחומי הרצליה, שמלווה את D-MARS. "ידוע לנו שהיו שם מים נוזלים, אטמוספירה עברה ואפילו גשם. השאלה היא האם נוצרו חיים ביולוגיים, כמו בכדור הארץ לפני 3.8 מיליארד שנים. התשובה לשאלה הזאת דרמטית בחשיבותה. משום שזה אומר שיכול להיות שהיקום שוקק חיים. כי אם סביב שמש רגילה לגמרי וגלקסיה רגילה לגמרי נוצרו בשני כוכבי לכת חיים ביולוגיים זה נותן פתח לשאלות מסקרנות על התפתחות תבונה ביקום ועוד".
מעט מרכיבים, מקסימום יעילות
פניו של מאדים, כפי שניתן היה לראות השבוע בתמונות שזרמו מנאס"א, מלאים במכתשים. האטמוספירה מורכבת בעיקר מפחמן דו-חמצני, והטמפרטורה הממוצעת היא מינוס 63 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. וזה לא הכול: אין במאדים שכבת אוזון המסננת את קרינת העל-סגול (UV) של השמש, ויש שם סופות ענני חול שנמשכות שבועות ארוכים. אתגר נוסף הוא כוח המשיכה על פניו, שהוא כ־38% בלבד מכוח המשיכה על פני כדור הארץ. המשמעות היא שאתגרי הבנייה מורכבים עשרות מונים יותר מעל פני כדור הארץ.
"המבנים בכדור הארץ רוצים תמיד לקרוס למטה. במאדים, הלחץ בתוך המבנה יהיה פי מאה יותר מאשר בחוץ", מסביר שיקאר. "אתה צריך להחזיק כל הזמן שהבניין לא יתנפח, ויתפרץ ויתפוצץ כמו בלון".
אתגר נוסף נוגע לקרינת ה-UV. בגלל שהאטמוספירה במאדים כל-כך דלילה כמעט כל אנרגיית השמש יכולה לחדור, וצריך להגן על המבנה, מסביר שיקאר. למעשה, בשל תנאי האקלים הקשים במאדים, בני האדם לא יוכלו להסתובב בחוץ בשום שלב, וכל הבנייה תצטרך להיות מחוברת זו לזו, כבסיס ליצירת קולוניה. "הבנייה שם תהיה כמו שפעם בנו ערים", הוא אומר. "המבנים חייבים יהיו להיות מחוברים אחד לשני, כדי לייצר רציפות והגנה. היתרון הוא שהרבה יותר קל לפרוס ככה תשתיות. בכלל, מה שמעניין באדריכלות בחלל זה שהיא דווקא הרבה יותר בסיסית.
"יש כאלה שמתייחסים לאדריכלות במובן הכי נחות שלה, כאילו התפקיד של האדריכל זה לבחור את הצבע של הקרמיקה. אני רואה את זה לגמרי אחרת. אדריכלות במהות שלה אמורה לתכלל אספקטים רבים. אם אתה בונה בית למשפחה אתה צריך להתאים לה את הבית. בעיניי, לבנות הביטאט, סביבת חיים, במאדים זה אותו דבר. יש פה שילוב של הנדסה, תרבות, כלכלה, ואנושיות".
איך זה בא לידי ביטוי בהביטאט הנוכחי?
"כל פיקסל (קונסטרוקציה של 3X3X3, ג"נ) קיבל את הפונקציה שלו. את חלקי המבנה השונים אנחנו יודעים לחבר בצורה מאוד פשוטה וככה המבנה יכול לגדול. בדרך כלל בתחנת חלל אתה הולך לאורך מסדרונות ארוכים. מצד שני, מניסיון של אסטרונאוטים, ידענו שזה מביא לדיכאון. הבנו שאסור לנו לעשות את זה - ההביטאט אמור לתת לאנשים תחושה של שגשוג. הפתרון היה באמצעות התוכנית האדריכלית, שמייצרת סירקולציה מרבית של אוויר ו-ורסטיליות".
מה זה אומר בפועל?
"המבנה שלנו בנוי מקונסטרוקציית פלדה מרחבית, כמו שלד קורי עכביש תלוי, כך הוא מנצל את פריסת הכוחות בצורה היעילה ביותר. המעטפת עצמה עשויה מפאנלים שקופים למחצה - חומר פלסטי, מעין כוורת צפופה של הרבה מכלים קטנטנים שמבודד אקלימית בצורה נהדרת. זהו חומר קל מאוד ויעיל מאוד".
ואת כל זה תשגר למאדים?
"במאדים הדברים יהיו קצת שונים. המבנה יהיה עשוי מסגסוגת מתכתית קלה או מחומר פלסטי קשיח, שאנחנו שואפים לייצר על הכוכב עצמו. המשחק פה הוא למעשה לשלוח מעט מרכיבים וחומרים מכדור הארץ ולקבל את מקסימום היעילות והנוחות שם".
פרופ' יאיר מרחיב על הנקודה הזו: "יש כמה קונספטים למבנים רעיוניים שצריך לשנע למאדים או לבנות מחומרים מקומיים. גרסה אחת אומרת שאי אפשר לשלוח למאדים פלטות של בטון או חומר בנייה אחר ושצריך לשלוח מדפסות תלת מימד ולבנות שם מחומרים מקומיים. D-MARS הוא סוג של קונספט לאופן שבו רוצים לעשות אופטימיזציה של מרחב בנוי, כדי להגן על הצוות שהולך להיות במדבר, לפחות תשעה חודשים, ללא חמצן. צריך להגן על הצוות מקרינות, סופות אבק וכל מיני תופעות אטמוספריות אחרות שיכולות להתרחש. ולכן, למבנה כזה צריכות להיות תכונות מגוננות וגם לאפשר לשמור על השפיות".
למה בעצם צריך שהות כל־כך ממושכת על הכוכב?
יאיר: "התוכנית כרגע היא לבנות בתים להתיישבות קצרה. מעט מדענים למעט זמן. רכב השיגור יישאר בהקפה מסלולית של מאדים וכשייפתח חלון השיגור לכדור הארץ הם יחזרו. צריך להבין שאי אפשר לשגר ממאדים בכל זמן שהוא. יש חלונות זמן מסוימים, לפי המצב היחסי בין שני כוכבי הלכת, על מנת לעשות אופטימיזציה של האנרגיה והדלק של המסע הזה. אתה רוצה אותו כמה שיותר יעיל מבחינה אנרגטית וקצר. ההערכה היא שמדובר במשך זמן של תשעה חודשים".
ועד כמה כל העניין הזה הוא תיאורטי? מתי זה יקרה בפועל?
שיקאר: "אני מקווה שעוד 30-20 שנה לא תצטרך לשאול אותי את השאלה הזאת. יש לנו עוד דרך לעבור במחקר הזה, אבל ככל שנמשיך ונתמיד כך נתקרב להישג הזה. המטרה היא לפתוח אפשרויות ריאליות לשבירת גבולות, לאפשר למין האנושי להתרחב ולשגשג בפלנטות אחרות. ונראה, אולי עוד נפתיע את עצמנו".
המשימה היא לא להגיע למאדים. היא לחזור משם | גלי וינרב
לפני שבוע נחתה Perseverance בהצלחה על המאדים, לאחר שיצאה לדרכה ביולי 2020. מטרתה היא לאסוף דגימות מאדמת המאדים ולנתח אותן ניתוח מורכב, ולשלוח מידע בחזרה לכדור הארץ. היא גם אוגרת דגימות, כדי שאולי, יום אחד, כשאפשר יהיה לבצע מסע בחזרה לכדור הארץ, יהיה ניתן להביא גם את הדגימות הללו לבדיקה. מסע כזה אינו אלמנטרי בכלל: "אנחנו מתכננים גשושית חדשה שכל תפקידה יהיה לקחת את הדגימות, להרים אותן ולשים אותן בתוך טיל חדש", הסבירה בראיון לגלובס לפני כשנה נג'ין קוקס, מנהלת צוות התכנות של משימות הרובוטים למאדים.
הטיל, הוסיפה, יהיה צריך לצאת ממאדים בחזרה אל רכב חלל אחר - שסובב סביב המאדים, "כי לטיל שנמצא על מאדים לא תהיה מספיק אנרגיה גם כדי לצאת מהאטמוספירה של מאדים וגם להגיע עד כדור הארץ". נשמע מסובך? עכשיו נסו לדמיין משלחת אסטרונאוטים על המאדים, מנסה לעשות דרכה חזרה לכדור הארץ.
הכנת מסע מאויש עתידי היא אחת מהמטרות של הגשושית, המכונה "פרסי". בנוסף היא מנסה לפענח האם היו פעם חיים על המאדים, והאם מתקיימים שם תנאים שיכולים לאפשר חיים אנושיים לטווח ארוך גם בעתיד. ואם יש חיים אנושיים, הרי שדרושים עבורם מבני מגורים.
נשמע כמו פנטזיה רחוקה? אלון מאסק, שהיה לאחרונה לכמה רגעים האיש העשיר ביותר בעולם (עכשיו הוא במקום השני, ואולי שוב עלה למקום הראשון), מתכנן למות על המאדים. והוא רציני: חברת SpaceX שהוא עומד בראשה פיתחה יכולות מרשימות בשיגור לוויינים לחלל - אבל משימתה העיקרית היא להביא אנשים, ואיש אחד ספציפי, למאדים. אבל מאסק יודע שגם אם יפתח את היכולות להגיע לשם, זה עוד לא אומר שהוא יוכל להגיע בחזרה.
מאסק ציין בעבר כי אפשר יהיה להוציא בני אדם לכיוון המאדים כבר ב-2024. מאוחר יותר דיבר על 2026. הוא נוטה לתת הערכות זמן אופטימיות לפרוייקטים שלו - אבל לרוב הוא גם לא טועה בהרבה. גם סוכנות נאס"א מתכננת את המסע המאויש הראשון למאדים כבר לשנת 2030. כלומר, יכול עדיין להיות שזה יקרה לפני שתיפתח הרכבת הקלה בתל אביב.