תחנת החלל הבינלאומית היא תחנת מחקר שניצבת על לוויין מלאכותי המקיף את כדור הארץ במסלול לווייני נמוך, בגובה ממוצע של כ-400 קילומטר. התחנה, המאפשרת שהייה בחלל לאסטרונאוטים ואנשי מחקר, ממומנת על ידי חמש סוכנויות חלל של מדינות שונות: ארה"ב (סוכנות נאס"א), רוסיה, יפאן, קנדה וסוכנות החלל האירופית.

לאחר שנים של מרוץ מטורף לחלל, מדובר באחד משיתופי הפעולה הבינלאומיים, מהיפים בתולדות האנושות. חשמל היא מייצאת מאור השמש ואספקה היא מקבלת מחלליות שמגיעות אחת לכמה חודשים וגם מחליפות את האסטרונאוטים שעליה.

תחנת החלל נבנית בהדרגה מאז נובמבר 1998 ובשל גודלה המרשים, היא שוגרה אל החלל בחלקים והורכבה תוך כדי תנועה, במהירות של כמעט 30 אלף קילומטרים בשעה.

במחיר משוער של 100 מיליארד דולר, היא עתידה להיות העצם היקר ביותר שנבנה אי-פעם. לא רע, בשביל דבר שלא משמיד או מפוצץ שום דבר, לא?

מאז שנת 2000 ישנם בה צוותים ומשלחות של אסטרונאוטים וקוסמונאוטים באופן קבוע, לרוב 6 אנשים, בכל נקודת זמן. מרביתם הם אסטרונאוטים וחוקרים שמבצעים מחקרים רבים ומגוונים בחלל.

מחקרים רבים מאלו שנערכים בתחנת החלל הבינלאומית, קשורים לאופן שבו יוכל האדם בעתיד לחיות בחלל. המחקר בתחום הזה הוא הכרחי על מנת להבין את ההשפעות של מגורים בחלל על ההיבטים השונים של החיים האנושיים. אם וכאשר תהיה בעתיד התיישבות בחלל, חשוב להבין כיצד לנהל אותה נכון, כדי לשמור על בריאות המשתתפים ולאפשר להם חיים ארוכים ומלאים, יהיה המקום שבו יחיו אשר יהיה.


כך פועלת תחנת החלל הבינלאומית (עברית):

https://youtu.be/LyQ-iTHjI-8


על שיתוף הפעולה שמתקיים בה בין המעצמות (מתורגם):

https://youtu.be/bJ3oTTm_Pdo


המחליפה הסינית טיאנגונג "ארמון שמיימי" (עברית):

https://youtu.be/82vOw4zhrvY


כך פועלת תחנת החלל הבינלאומית:

https://youtu.be/oLrOnEmy_GA


החיים בתחנת החלל הבינלאומית:

http://youtu.be/T9fw3GsQIho


כך ישנים בחלל (מתורגם):

https://youtu.be/dOvgQnUM6U4


תחנת החלל הבינלאומית במעופה מעל כדור הארץ:

http://youtu.be/bXNH7whveGk


התנסות בחלל:

http://youtu.be/vFhBAQiXlpg?qr=yes


היבטים מעניינים של הפעילות והפתרונות בתחנת החלל (עברית):

https://youtu.be/Bl786tPcYNU?long=yes


וסרט תיעודי על החיים בתחנת החלל:

http://youtu.be/SGP6Y0Pnhe4?long=yes

בהחלט. ניסוי שנערך בתחנת החלל הבינלאומית הראה שאותם חוקים אווירודינמיים חלים גם בחלל. בשנת 2008 הטיל האסטרונאוט היפאני טאקו דוי בומברנג, במהלך השעה החופשית שלו, וגילה את התגלית. המשמעות שלה אינה חשובה כל כך מבחינה מדעית, אך חוקרים ומהנדסי תעופה ואווירונאוטיקה מתעניינים בה בהחלט.


הנה הניסוי שחקר את שיבת הבומרנג בחלל:

http://youtu.be/6Vj-FoJky6w

תחנת החלל הבינלאומית חגה ללא הפסקה, סביב כדור הארץ, במרחק של 350 קילומטרים מהאדמה. על אף כוח הכבידה, היא לא נופלת בחזרה לכדור הארץ. גם לוויינים אותו דבר, רק שהם חגים במרחק של כ-400 ק"מ מעל האדמה.

מה שמונע מתחנות החלל ליפול היא המהירות המשיקית, היא מהירות המילוט שהוקנתה להן בעת השיגור עם רקטות ההאצה.

מרגע שהלוויין, במקרה הזה תחנת החלל, משתחרר מהרקטה הוא מתחיל ליפול אל כדור הארץ, כי כוח הכבידה פועל עליו. אבל המהירות שנתנה לו הרקטה המשגרת שלו ממשיכה לדחוף אותו קדימה ולכן הוא בעצם לא נופל, אלא שומר על מרחק מכדור הארץ וממשיך לחוג עד אינסוף סביבו.

אם כוח הכבידה לא היה קיים, תחנת החלל הבינלאומית הייתה עדיין נעה בקו ישר וממשיכה להתרחק מכדור הארץ. אם לא היה לה מומנטום של מהירות המילוט, כלומר אותו כוח שזרק אותה מכדור הארץ, היה קורה ההיפך - תחנת החלל הייתה נופלת לאדמה.

אז בואו נסכם - מה שממשיך לשמור על תחנת החלל במרחק קבוע מכדור הארץ הוא כוח הכבידה של כדור הארץ, שממשיך לפעול עליה כלפי מטה ומהירותה שדווקא מושכת אותה למעלה. שני הכוחות מקזזים זה את זה ובמקום ליפול או להתרחק מכדור הארץ היא שומרת על מסלול מסביב לו, כי היא נופלת אליו אבל מפספסת אותו ללא הפסקה וכך היא ממשיכה עוד ועוד.


כך לווין ותחנת חלל סובבים את כדור הארץ ולא נופלים:

https://youtu.be/YSh_S2bHrHE


ותחנת החלל הבינלאומית שחגה סביב כדור הארץ (עברית):

https://youtu.be/LyQ-iTHjI-8

החללית האירופית ATV היא החללית שמעבירה כרגע אספקה אל תחנת החלל הבינלאומית. זוהי חללית לא-מאוישת, שמגיעה בניווט מהקרקע אל תחנת החלל ובחזרה לכדור הארץ. מאז ביטול מעבורות החלל הוותיקות של ארצות הברית, זהו אמצעי האספקה וההובלה של אסטרונאוטים היחידי שיש.

ובעצם לא מדובר בחללית אחת בלבד. ה-ATV היא סדרה של כמה חלליות שנבנות באירופה, כשהחלקים השונים של חלליות ה-ATV נבנים בכמה מדינות באירופה ומורכבות לבסוף לחללית אחת.



הנה מסע של חללית ATV אל עבר תחנת החלל הבינלאומית:

http://youtu.be/ZnN0vJj5Z9U




והנה תכניות משנת 2009 שהפכו למציאות בחללית האירופית ATV:

http://youtu.be/3hbp5_KtDGM

הרבה לפני תחנת החלל הבינלאומית ושנים לפני הטיסות לחלל, עשרות שנים לפני שברית המועצות שגרה לחלל את התחנה החללית המאוישת הראשונה "סאליוט 1" בשנת 1971, היו מחשבות על הקונספט של תחנת החלל המסתובבת.

דורות של מדענים ומהנדסים בעולם חלמו ושקדו על תכנון של תחנת חלל בצורת גלגל מסתובב (Rotating Wheel Space Station). זה התחיל בשנת 1903, כשמדען רוסי בשם קונסטנטין ציולקובסקי מעלה לראשונה את הרעיון. רבע מאה אחר כך, בשנת 1929, פותח והורחב הרעיון על ידי מדען בשם הרמן פוטוצ'ניק.

אם שאלתם למה תחנת חלל צריכה להסתובב אז יש סיבה, לפחות באותם ימים, לחשוב שזה הכרחי. כי סיבוב של תחנה כזו יאפשר ליצור בה כוח משיכה מסוים. הרי זה מה שמקנה לגופי חלל, כמו הירח למשל, את כוח הכבידה שלהם. סיבוב הגלגל הוא שאחראי לכך שגם אם כוח הכבידה הוא קטן מזה של כדור הארץ, השוהים בתחנה עדיין לא ירחפו לחלוטין, מה שיקשה על השהייה להם בחלל.

אבל "הגלגל" היה צריך להמתין עוד רבע מאה. כי בשלהי שנות ה-50 זכה הקונספט של תחנת החלל המסתובבת לשם "גלגל פון בראון". היה זה על שמו של ורנר פון בראון, גאון הרקטות הנאצי שהפך לאחד המהנדסים החשובים בתכנית החלל האמריקאית של נאס"א. בשנת 1955, עת קיבל את האזרחות האמריקאית שלו, הוא החל לפרסם בעיתונות ובתקשורת את רעיונותיו לגבי חקר החלל ופיתוחים שארצות הברית צריכה לחתור אליהם.

אחד מהם היה, כמה מפתיע, תחנת חלל מאוישת בצורת גלגל. פון בראון הציע אותה אז בתקשורת הרצינית, אבל עיקר ההצלחה של הרעיון היה דווקא במגזיני המדע הבדיוני של שנות ה-60. "הגלגל" שב ועלה בהם שוב שוב. מי שהעלה את הדברים לשם היה דווקא פון בראון עצמו.

כן, יפתיע אולי לגלות, כשמדברים על גאון החלל הזה, שהיה לו גם צד מסחרי עסקי ואפילו שואו ביזנסי. לאותם עיתוני מדע בדיוני הוא כתב לא מעט סיפורים ועלילות של מדע בדיוני. הוא אפילו "חטא" בכתיבת תסריטים לסרטי מדע בדיוני מהז'אנר הזה.

הדהוד של הרעיון נכנס גם לסרט המדע הבדיוני המפורסם מכולם אז - 2001 אודיסיאה בחלל. הצופים המיומנים זוכרים ממנו את הסצנות שהתרחשו בתחנת חלל מסתובבת.

אמנם כרגע אנו מכירים את תחנת החלל הבינלאומית, שהיא הדבר הרחוק ביותר מגלגל ועוד מסתובב, אבל הרעיון של תחנה מסתובבת לא נזנח סופית. הוא ממשיך וחוזר מדי פעם בפעם. בשנים האחרונות אף עלה הרעיון לבנות מלון מסתובב בחלל, גם הוא בצורת גלגל. הסיבוב המתמיד שלו, הבטיחו המתכננים, יקנה בו כוח כבידה של בערך שישית מזה של כדור הארץ, מה שיבטיח לאורחים תחושה יותר נעימה.


הנה סיפורו של גלגל פון בראון המסתובב:

https://youtu.be/atg7pt-eTXQ


פון בראון מציג את התכנית שלו ב-1956:

https://youtu.be/5JJL8CUfF-o


מודל מדומה של תחנת החלל המסתובבת:

https://youtu.be/DH0EE3_PdLk


מודל מתקדם הרבה יותר:

https://youtu.be/IW9A-uWM0JU


והנה תחנת החלל הבינלאומית של ימינו:

https://youtu.be/oLrOnEmy_GA?long=yes

בחודש נובמבר 2008 ביצעה האסטרונאוטית היידי סטפנישין פייפר עבודות תיקון ואחזקה בתחנת החלל הבינלאומית. באמצע עבודתה בהליכת חלל, מחוץ לתחנת החלל, גילתה האסטרונאוטית שהיא לא קשרה את תרמיל הכלים שלה. בכל מקרה אחר, יתכן שהיו עוברים על כך לסדר היום, אבל תרמיל הכלים הלא קשור נפל ממקומו וריחף הרחק בחלל. מעולם לפני כן לא אבד עצם כה גדול במהלך פעילות חלל של אסטרונאוט בודד.

תרמיל הכלים הזה הצטרף לבעיה עולמית שיצר המין האנושי בחלל. מדובר בפסולת חלל (Space junk או Space Debris). אלו עצמים מעשי ידי אדם שיצאו משימוש, מרחפים בחלל ומרחפים במסלול סביב כדור הארץ.

פסולת החלל מורכבת מעצמים מעשי ידי אדם, שנמצאים במסלול סביב כדור הארץ, לאחר שיצאו משימוש. הללו מגוונים מאוד בהרכב שלהם: מלוויינים שסיימו את פעולתם בחלל, חלקים של משגרי חלליות ולוויינים וחלליות, חלקים של מנועי משגרים, נוזלי קירור מחלליות ועד לרסיסי צבע, אבק ועוד.

תחנת החלל הבינלאומית וחלק מכלי הרכב החלליים, מכוסים בשכבת מגן מיוחדת השומרת עליהם מהתנגשות עם פסולת חלל. אבל הסכנה של התנגשות בין כלי טיס חלליים לפסולת חלל היא אמיתית וקשה.

התנגשות עם פסולת חלל עלולה לגרום לנזק לתחנות חלל וכלי רכב חלליים. נזקים שכרוכים בהפסדים כספיים עצומים, ביטול משימות חשובות וכמובן, לאובדן של חיי אסטרונאוטים.

לא פחות מכך מדאיג את תעשיית החלל הוא מה שקרוי "סינדרום קסלר". זוהי קביעה מדעית שאומרת שכל התנגשות כזו תייצר פסולת חלל נוספת, שתגדיל עוד יותר את הסיכון בעתיד.

יתר על כן, על אסטרונאוטים המבצעים פעילות מחוץ לחללית, כלל לא ניתן להגן מסכנות פגיעת פסולת החלל והם החשופים ביותר לסכנה. משום כך רואים בכל "הליכת חלל" פעולה בעלת פוטנציאל סיכון לא קטן.

באופן כללי, רובנו נוטים לתפוס את החלל כריק, מקום שאין בו כלום. אבל האמת היא שהחלל אינו ריק לחלוטין. חוץ מפסולת החלל יש בו כמויות של אסטרואידים ומטאורים, שנעים במהירויות עצומות לכל כיוון.

עד היום, הושקעו מרבית המאמצים להתמודדות עם פסולת חלל בפיתוח של אמצעי זהירות למניעת התנגשות בה. כדי שלא יכנסו לשדה הפסולת, יש לנאס"א כיום את היכולת להסיט לוויינים ממסלולם בחלל. יכולת זו מצטרפת לטכנולוגיה שפותחה שם, המאפשרת למהנדסים של נאס"א לעקוב אחרי רסיסי פסולת בחלל.

גם מניעה של היווצרות פסולת נוספת היא נושא ששוקדים עליו בתעשיית החלל, אבל ברור לכל שלא ניתן למנוע תקלות, תאונות או השמדה ונזק לא מתוכננים של ציוד חלל.

ניקוי של פסולת מהחלל, לעומת זאת, הוא תחום הרבה יותר מורכב. שיטות שונות נשקלות ונעשים ניסויים, מורכבים יותר ופחות. רעיון שנבחן היטב הוא הסטה של לוויינים שיצאו מכלל שימוש, ממסלולם, ושריפה שלהם, על ידי הכנסתם לאטמוספירה של כדור הארץ. רעיון נוסף הוא יצירה של "בית קברות חללי", אזור בחלל שבו לא קיימת פעילות לוויינים ואליו יורחקו לוויינים וחלליות שיצאו מכלל שימוש.

רעיונות דמיוניים נוספים הם גוררי זבל, מעין מטאטאי-לייזר שידחפו רסיסי זבל זעירים למסלולים שבהם ידעכו מהר יותר, או גושי ענק של ארוג'ל שיספחו אליהם רסיסים שיפגעו בהם ובשלב מסוים יפלו לאטמוספירה ויישרפו.

לאחרונה הודיע יזם יפני על הקמת חברה לניקוי החלל מהפסולת שהצטברה בו. לטענתו יש לו שיטות ורעיונות חדשניים משלו, אבל המדענים מטילים ספק ביכולתו לפתור את הבעיה בקלות רבה.


הנה סיפורה של פסולת החלל (עברית):

https://youtu.be/m5xNUXa0b-U


הפסולת הזו יכולה לגרום לנזקים של ממש ולאובדן חיים וציוד יקר ערך:

https://youtu.be/JktgH0oSa1Q


מצב פסולת החלל כיום:

https://youtu.be/wPXCk85wMSQ


סכנות של התרסקות על פני כדור הארץ:

https://youtu.be/JqSPVISfIMU


והנה סרט תיעודי על חלל שמציג יפה את סוגיית פסולת החלל:

https://youtu.be/9cd0-4qOvb0?long=yes

חברת ספייס איקס האמריקאית נותנת שירותי שיגור לחלל באמצעות חלליות מטען וחלליות מאוישות שפיתחה. SpaceX פיתחה שתי רקטות - טילים לשימוש חוזר, פאלקון 1 ופאלקון 9 שמטרתן שיגור זול ופשוט ללוויינים לחלל. ספייס X גם פיתחה חללית שמתוכננת לשאת בני אדם בעתיד, חללית בשם דרגון ("Dragon").

החללית דרגון מסוגלת לשאת מטען ואספקה במשקל של עד 6,000 ק"ג או עד 7 אנשי צוות במקרים של טיסה מאוישת. הטיסה הראשונה שלה הייתה בשנת 2010, היא שוגרה למסלול סביב כדור הארץ, הקיפה אותו פעמיים (במהירות הגבוהה מ-27,000 קמ"ש) והגיעה בחזרה לכדור הארץ כשנחתה בשלום באוקיינוס השקט. בשנת 2012 הייתה הטיסה השניה שלה, יעד הטיסה שלה היה תחנת החלל הבינלאומית, היא שוגרה כשעל סיפונה ציוד ואספקה והגיעה ליעדה בהצלחה, ובכך הפכה לחללית הפרטית-מסחרית הראשונה בהיסטוריה שעגנה בתחנת החלל הבינלאומית.

מאז ביצעה החללית עוד טיסות רבות שכמעט כולם הסתיימו בהצלחה. יש אפילו תוכנית שמטרתה להטיס את החללית דרגון למאדים ששמה דרגון-אדום ("Red Dragon"), השיגור הצפוי הוא בשנת 2022 אך תוכנית זו עדיין לא אושרה סופית.

את SpaceX הקים בשנת 2002 היזם אילון מאסק. ספייס איקס עשתה היסטוריה בהיותה החברה הפרטית הראשונה ששלחה בהצלחה מטען לתחנת החלל הבינלאומית ולמעשה הראשונה שגם שלחה חללית לתחנת החלל הבינלאומית.

מטרתו של מאסק היא לעזור באמצעות SpaceX וליצור נוכחות אנושית קבועה על כוכב מאדים. בשנת 2016 עשתה החברה צעד חשוב בכיוון של שימוש בחלליות רב-פעמיות, כשהצליחה להביא חללית עם אספקה למעבורת החלל הבינלאומית ולאחר מכן להנחיתה על דוברה בים, כשהיא מוכנה לשימוש חוזר.


הנה מימוש החזון של חברת ספייס איקס, כשהחללית הפרטית הראשונה בהיסטוריה יוצאת לחלל (עברית):

https://youtu.be/fqFGdAaZT4Q


שיטת הרקטות לשימוש חוזר שמשגרות לחלל לוויין:

http://youtu.be/tfXa-zItqjU


ושיגור של Falcon 9 לחלל מחברת ספייס איקס:

http://youtu.be/pErvLYr8K2k

אַסטרוֹנאוּטים (Astronauts) הם טייסי חלל, מי שטסים לחלל, או מי שטיסות לחלל הם עיסוקם.

לאסטרונאוט נחשב, לפי ארצות הברית, מי ששהה בתחום החלל, בגובה של מעל 80 קילומטרים מעל האדמה. הפדרציה הבינלאומית לאווירונאוטיקה מחשיבה רק את מי שהגיעו לגובה של 100 קילומטרים כאסטרונאוט.

ואגב, המילה "אסטרונאוט" מורכבת משתי מילים יווניות, שמשמעותן "מלח" ו"כוכב". כלומר פירוש המילה היא "ספן כוכבים". המילה אסטרונאוטים הוא על משקל ה"ארגונאוטים" ששטו מיוון הקדומה להביא אליה מרחוק את גיזת הזהב היקרה של קולכיס.


הנה חייהם של האסטרונאוטים (מתורגם):

https://youtu.be/ZZyNwGD3XE0


אסטרונאוטים מדברים:

https://youtu.be/hMlGyM498Wc


מהלכים על הירח:

https://youtu.be/H0IwURC4v5E


כך הם ישנים בחלל (מתורגם):

https://youtu.be/dOvgQnUM6U4


והחיים בתחנת החלל הבינלאומית (עברית):

https://youtu.be/Bl786tPcYNU?long=yes

מעבורת חלל היא חללית רב-פעמית, כלומר זוהי חללית המסוגלת להמריא מכדור הארץ לחלל, ולאחר שביצעה את המשימות שלה בחלל היא חוזרת ונוחתת בחזרה בכדור הארץ. לאחר כל משימה כזו עוברת מעבורת החלל הכנה לטיסתה הבאה לחלל.

זה נשמע קצת כמו מטוס רגיל, אבל חשוב לזכור שעד מעבורות החלל היו החלליות חד-פעמיות. כלומר, כל משימה חייבה בעבר חללית חדשה, שעולה מיליארדים של דולרים. מעבורות חלל אפשרו לראשונה שימוש חוזר, בדיוק כמו שעושים במטוס רגיל.

בשנת 2011 סיימו מעבורות החלל את תפקידן. מדינת ישראל איבדה בהתרסקות מעבורת החלל קולומביה את הטייס אילן רמון, שנשלח למשימה כאסטרונאוט הישראלי הראשון.


הנה סרטון על המצאת מעבורת החלל, שלמעשה נולדה בגרמניה הנאצית (עברית):

https://youtu.be/sZ3nXjtDmM4


מעבורת החלל ממריאה:

http://youtu.be/OnoNITE-CLc?t=9s


המראת מעבורת החלל כפי שהיא נראית ממטוס:

http://youtu.be/GE_USPTmYXM


ולא הכל מושלם במעבורות (עברית):

https://youtu.be/CQjPKS9fuk8

ללוויינים יש יכולת להיות כלי ריגול מצוין נגד צבאות ומדינות. בעת מלחמה הם גם יכולים לסייע לתקשורת של האויב נגדך. לכן היכולת ליירט או להפיל לוויינים היא חשובה מאוד בלוחמה המודרנית.

מדינות רבות מפתחות כיום נשק ליירוט לוויינים בעת מלחמה. יירוט כזה אינו פשוט, שכן הטילים שנורים לעבר הלוויין צריכים להיות בעלי מהירות שתאפשר את מהירות המילוט הדרושה ליציאה מהאטמוספירה ובעלי יכולת למצוא ולהשמיד את הלוויין בחלל, משימה שהיא ממש לא פשוטה.

המעצמות הגיעו בימינו למערכות נשק מדויקות ויודעות לבצע משימות של יירוט והשמדת לוויינים, אם כי מעולם זה לא נעשה. כלומר, לפחות עד נובמבר 2021 כשרוסיה פגעה בלווין ויצרה ענן רסיסים שסיכן את תחנת החלל הבינלאומית.

יירוט לוויין היא פעולה התקפית קשה ואלימה, שאין בה סיכוי לטעות. מדינה שתבצע אקט כזה מסתכנת במלחמה ובחרם על שיתופי פעולה בחלל. היא תמלא את החלל בעננים עם עשרות אלפי רסיסים שכל אחד מהם יפוצץ חללית או לוויין, אם וכאשר יפגע בהם.


הנה סרטון על מה שעושים ומה לא ביירוט לוויינים בחלל (עברית):

https://youtu.be/RSYfvVkQzLU


מעצמות שונות מפתחות טילים המאפשרים השמדה של לוויינים:

https://youtu.be/Bo0sd5xB3ic


והטכנולוגיה הצבאית הדרושה כדי ליירט לוויין מחוץ לכדור הארץ:

http://youtu.be/DvvCXctsCPY