הנחיתה על המאדים תהיה אחד המבצעים הטכנולוגיים הגדולים ביותר בתולדות האנושות. הנחיתה על הירח, לעומתה, תיראה כמו עוד גיחה לחלל. הנחיתה על הירח היתה מאורע היסטורי, ציון דרך ענקי בהיסטוריה העולמית. מלבד התרומה המדעית, יצרה הנחיתה על הירח טכנולוגיות חדשות שפותחו עבור חלליות "אפולו", ונמצאות היום בשימוש יומיומי. אבל הנחיתה על הירח היתה בעיקר מבצע יחסי הציבור היקר בהיסטוריה, מבצע שלא היה לו המשך. הנחיתה על המאדים היא סיפור אחר. למאדים יגיעו בני-האדם כדי להישאר.
הרצון להביא אנשים למאדים אינו חדש. מאז איתר האסטרונום ג'ובני צ'פארלי תעלות במאדים, ריכז הכוכב האדום עניין אנושי עצום. בתחילה, בציפייה לפגוש את תושביו. מאוחר יותר, לאחר שהתברר כי התעלות אינן אלא קניוני ענק צחיחים, גבר העניין בנחיתה על פני הכוכב, ובהתיישבות עליו. אחרי שכל יבשות כדור-הארץ נתגלו, נסרקו ויושבו, הפך המאדים לדבר הבא. היבשה של העתיד. עשרות שנים כבר מתארים ספרי המדע הבידיוני את המאדים כמקום אליו יהגרו מיליוני בני-אדם, כתשובה להתפוצצות האוכלוסין על כדור-הארץ. במאה הבאה, יהפכו רובם לספרי היסטוריה.
המאדים עשוי גם לספק את התשובה לאחת השאלות הגדולות ביותר של האנושות: האם אנחנו לבד ביקום? ב-1996 פירסמה נאס"א כי על מטאוריט שנתגלה בכדור-הארץ, ומוצאו במאדים, נמצאו עדויות להמצאות חיים בעברו של מאדים. אישוש המימצאים האלה תהיה אחת המשימות החשובות של המשלחת האנושית הראשונה שתנחת על הכוכב.
לאחרונה פירסמה נאס"א עבודת מחקר מקיפה בנושא נחיתה מאוישת על המאדים. העבודה מכילה כמה מאות עמודים ונותנת תיאור של הלמה, האיך והכמה של משימה כזאת. תאריך השיגור שעבודת המחקר צופה הוא נובמבר 2009, מועד בו יהיה המיקום היחסי של המאדים וכדור-הארץ במרחק הקרוב ביותר. העבודה המקיפה, שבחנה כל היבט של המשימה, היא תיאורטית בלבד. כדי לממש אותה, תידרש מחויבות אמיתית של ממשלות וארגונים ברחבי העולם כולו. הנחיתה על המאדים תהיה משימה בינלאומית והאסטרונאוטים שישתתפו בה יבואו ממספר מדינות. עם זאת, ברור שאת המשימה תוביל ארה"ב, באמצעות נאס"א, כמדינה היחידה שיש לה את הטכנולוגיה הדרושה למסע, ושתגייס את עיקר המימון.
בעבר העריכו כי יעברו עוד שנים רבות עד שתפותח טכנולוגיה מתאימה למסע למאדים. התקציב היה אמור להגיע למאות מיליארדי דולרים. התפנית שחלה בנאס"א בשנים האחרונות - מעבר למשימות זולות יותר, פשוטות יותר ובלוח-זמנים קצר יותר - תאפשר את ביצוע המשימה כבר בעתיד הלא רחוק. בעקבות גילוי העדויות לחיים על המאדים, וההצלחה האדירה של משימת "פאת'פיינדר" לחקר הכוכב, החליטו בנאס"א לנצל את ההתעניינות הציבורית הרבה ולפרסם את תוכנית שיגור האסטרונאוטים למאדים. כך תיראה ההרפתקה הגדולה הבאה של המין האנושי.
ארבע חלליות, שישה אסטרונאוטים
עבודה מאומצת של עשרות אלפי אנשים, במשך מספר שנים, תוביל לשיגור אדם למאדים. תוכניות קודמות למסע כזה התבססו על הרכבת חללית בחלל, מחלקים שישוגרו מכדור-הארץ. הרעיון חייב הרכבה מסובכת, שתדרוש עשרות שיגורים וגם פעילות נרחבת של אסטרונאוטים בחלל. בשורה התחתונה היו התוכניות האלה עתירות סיכון, ויקרות.
התוכנית החדשה מכתיבה משימה מודולרית, שתכלול שיגור של ארבע חלליות נפרדות למאדים. הראשונה תיקח לשם את האסטרונאוטים. השנייה תשמש כבסיס האם שלהם במאדים. השלישית תביא אותם מתחום הכוכב לחללית. הרביעית תחזיר אותם לכדור-הארץ בסיום המשימה. במקום שחללית אחת גדולה תכיל את כל המערכות, תפוצל המשימה, וכך יעלם הצורך בהרכבת חללית-אם בחלל, טרם המסע.
בשנת 2007, אם הכל יתנהל כשורה, ישוגרו שלוש חלליות שונות למאדים, כולן בלתי מאוישות, שתפקידן יהיה להכין את השטח לבואם של בני-האדם. החללית הראשונה תהיה רכב החזרה לכדור-הארץ - חללית שתישאר במסלול סביב המאדים עד סיום המשימה, ואז תחזיר את הצוות לכדור-הארץ. החללית השנייה תשמש כרכב המראה מהמאדים, שיעביר את האסטרונאוטים מפני הכוכב לחללית שתחזיר אותם הביתה.
בחללית האחרונה טמונה פריצת דרך: החללית תפיק את הדלק להמראה, מהאטמוספירה והקרקע של המאדים. בכל קנה-מידה, מדובר כאן במהפכה. הצורך לשאת כמות רבה של דלק מכדור-הארץ יתבטל, הודות ליכולת להצטייד בדלק תוך כדי המסע. באמצעות מלאי קטן של מימן שיובא מכדור-הארץ, יוכל המפעל המיוחד לייצור דלק להפוך גזים מאטמוספירת מאדים לדלק רקטי יקר-ערך. תהליך ההפקה, שבנוי על אינטראקציה בין המימן לפחמן הדו-חמצני שבאוויר, מפותח כעת במעבדות נאס"א, ונראה מבטיח. עבור משימת המאדים, המשמעות העיקרית היא חללית קטנה וזולה יותר לחזרה הביתה.
בנוסף לחללית ולמיתקן ייצור הדלק, ישוגרו באותה טיסה גם כלי הרכב שישמשו את האסטרונאוטים על אדמת המאדים, וכור גרעיני קטן. עוצמת האור שמגיעה מהשמש לפני המאדים היא נמוכה יחסית, ולא ניתן להשתמש באנרגיה סולארית על-מנת לספק את האנרגיה הדרושה לייצור הדלק. הכור הגרעיני, שיוצב עם נחיתתו כקילומטר מאתר הנחיתה, יספק את הכוח החשמלי לייצור הדלק. החללית השלישית שתשוגר למאדים טרם בואם של בני-האדם תשמש כשטח מגורים ועבודה נוסף.
שיגורן של שלוש החלליות, עוד לפני שיגור האסטרונאוטים, מיועד להגביר את בטיחות המשימה. שנתיים לפני נחיתת הצוות במאדים, כבר אפשר יהיה לבדוק את תקינות רכב המגורים, רכב החזרה לכדור-הארץ וחללית ההמראה מהמאדים. למעשה, חללית ההמראה מהמאדים אמורה לסיים את תהליך יצירת הדלק שישמש למסע חזרה הביתה, שמונה חודשים לאחר הנחיתה, קרוב לשנה לפני המראת הצוות מכדור-הארץ.
משימה מורכבת כמו משימת המאדים, בה ישהה הצוות קרוב לשנה בחלל, וכשנתיים על פני המאדים, תדרוש אימונים רבים, יותר מכל משימה אחרת ששיגרה נאס"א בעבר. בנאס"א רוצים לוודא שהאסטרונאוטים יהיו מסוגלים להתמודד עם כל תקלה אפשרית. אנשי הצוות יצטרכו לדעת לזהות תקלות, להתמודד איתן, ובעת הצורך אף לתקנן. מאה מיליון הקילומטרים שמפרידים בין כדור-הארץ והמאדים, יהוו מכשול כבד במקרה של תקלה רצינית.
על הרקע הזה, תהפוך בחירת האסטרונאוטים למשימה מורכבת בפני עצמה. כרגע מדובר על צוות של שישה אנשים, כפול מזה של "אפולו", ודומה לזה של מעבורות החלל. מספר האנשים שישתתפו במסע מוכתב על-פי צרכים שונים. אנשי הצוות חייבים להיות בעלי רקע עשיר בפיקוד, טיסה ושליטה ברכב החלל, ביצוע ניסויים מדעיים, טיפול במערכות קיום-חיים וידע רפואי.
הצרכים הבסיסיים מכתיבים צוות מינימלי של שלושה אנשים, שלחלקם תחומי התמחות חופפים, למקרה שאחד מאנשי הצוות לא יהיה מסוגל לבצע את תפקידו. פעילותו של הצוות מכתיבה תנאים נוספים. במהלך המשימה, יבצעו האסטרונאוטים משימות מחקר הרחק מאיזור הנחיתה. אותן גיחות יבוצעו באמצעות רכב, שבו יתגורר הצוות במשך שבועיים. למשימות אלה יהיו חייבים לצאת לפחות שני אנשי צוות בכל פעם, לסיוע הדדי, ובמקביל יהיה צורך באיש צוות נוסף, שישהה בבסיס האם ויעקוב אחר פעולות חבריו.
אולם מחקר פסיכולוגי שהזמינה נאס"א, קבע כי רק צוות של חמישה אנשים ומעלה יאפשר את היציבות הנפשית שדרושה להשלמת המשימה. על בסיס מחקר זה, קובעת עבודת המחקר כי המספר המומלץ יהיה שישה. סביר להניח כי האסטרונאוטים ייבחרו מבין המדינות שיתרמו למימון המשימה ולתיכנונה. כבר עכשיו ברור, שביניהם יהיו לפחות אסטרונאוט אמריקאי אחד, קוסמונאוט רוסי, אסטרונאוט אירופי ונציג למדינות העולם השלישי. בניגוד לטיסה הראשנה לירח, המסע הראשון של בני-אדם למאדים, יהיה משימה בינלאומית.
שעה ביום לשיחה עם המשפחה
תאריך השיגור של האסטרונאוטים למאדים לא נבחר במקרה. בנובמבר 2009 יהיו כדור-הארץ והמאדים במרחק הקטן ביותר ביניהם, בהתאם למסלוליהם סביב השמש. קירבה כזאת, המאפשרת שיגור חללית למאדים תוך חסכון בזמן ובכסף, מתרחשת רק פעם בשני עשורים.
בשיגור אופטימלי, ימשך מסע האסטרונאוטים למאדים כ-150 יום. מסען של החלליות הבלתי מאוישות יארך כ-180 יום. קיצור המסע האנושי חיוני להקטנת חשיפת האסטרונאוטים לסביבה של חוסר כוח משיכה ולקרינה בחלל. שהייה ארוכה בתנאי חוסר משקל תפגע בכושרם הפיסי של האסטרונאוטים ותקשה עליהם לפעול על פני המאדים, שכוח המשיכה שלו נמוך בכמחצית משל כדור-הארץ. השפעות הקרינה בחלל טרם נחקרו די הצורך, אבל הן מעוררות חשש בקרב המדענים.
כדי לשגר חלליות כה כבדות למסלול ארוך, דרושים משגרים חזקים ביותר. על-מנת לחסוך בהוצאות הכרוכות בפיתוח משגר חדש לגמרי, התבססה עבודת המחקר על שימוש במשגרים קיימים, שיעברו שיפוץ או שינוי. בין המשגרים הפוטנציאלים ניתן למצוא את טיל האנרגיה הרוסי, שיתוגבר ברקטות האצה נוספות, או את מאיצי מעבורת החלל.
לאחר שהחלליות ימלטו מכוח המשיכה של כדור-הארץ, ידרש כוח נוסף להכנסתן למסלול למאדים. לכן, תצויד כל חללית בשלושה מנועים גרעיניים רבי עוצמה, בעלי זמן בעירה ארוך יותר משל מנועים כימיים רגילים. הטכנולוגיה לייצור מנועים כאלה הודגמה כבר לפני למעלה מ-20 שנה, ובטיחותם הוכחה. בחללית הרביעית, בה יגיעו האסטרונאוטים, תותקן שיכבת מגן נוספת, שתחצוץ בין מגורי הצוות לבין הכור הגרעיני, כדי להקטין את חשיפת האסטרונאוטים לקרינה הגרעינית.
מסע של 180 יום בחלל יעניק לאסטרונאוטים זמן רב, שיהיה צריך למלא בפעילות מתאימה. גם בתנאי חוסר משקל אפשר להשתעמם. במשך רוב המסע יתאמנו האסטרונאוטים לקראת הנחיתה על המאדים ויתרגלו את הנחתת החללית על פני השטח ואת הפעלת הציוד המדעי. עם זאת, לצוות ישאר זמן רב שבו יצטרכו להפיג את השיעמום הכרוך במסע בינכוכבי. בין השאר, תינתן לכל אסטרונאוט שעה ביום, בה יוכל לתקשר עם משפחתו בעזרת מכשיר וידיאו. האסטרונאוטים גם יקדישו זמן לא מבוטל לאימונים, שימנעו את ניוון השרירים שעלול להיגרם משהייה ארוכה בתנאי חוסר משקל.
במרחק 600 יום מהבית
לאחר המסע הארוך, תילכד החללית, ובה האסטרונאוטים, בכוח המשיכה של המאדים. בזמן הכניסה לאטמוספירה של הפלנטה, יעטוף שובל אש את החללית, כתוצאה מהחיכוך המתגבר. שיכבת הגנה מיוחדת תגן על הצוות והציוד מפני התלהטות החללית, שהמעטפת שלה כמעט ותבער בחום של אלפי מעלות. בדרכה לקרקע, תנווט החללית על-פי משואות מיוחדות, שיוצבו לפני-כן על הקרקע. המשואות ינחו את החללית לאתר הנחיתה, בו נחתו חללית המגורים ורכב השיגור מהמאדים. מצנחים ומנועי תימרון יבלמו את החללית המאוישת, שתבצע נחיתה מדויקת במרחק חצי קילומטר מהרכיבים האחרים. לאחר הנחיתה, יחוברו חללית המסע והמגורים, וכור גרעיני שני ייפרס כקילומטר מהמגורים המשולבים.
במרחק מאה מיליון קילומטר מהארץ, יפגשו האסטרונאוטים מראה מוכר. המגורים שישמשו אותם בזמן השהייה במאדים יהיו זהים לאלה ששימשו אותם במהלך המסע לכוכב. הצוות ירגיש מיד בבית. שני המבנים יהיו בנויים כגליל, באורך של שבעה וחצי מטרים ובקוטר של שלושה וחצי מטרים. כל אחד מהגלילים יחולק לשני מפלסים, שבהם ישולבו מערכות קיום החיים, אזורי העבודה והשינה והמעבדות. לאחר תקופה של מספר ימים, אותם ינצל הצוות לבדיקת המערכות השונות ולהסתגלות מחודשת לכוח המשיכה, יתחילו האסטרונאוטים במלאכת המחקר הארוכה, שתעסיק אותם במשך 600 הימים הבאים.
האם יתגלו עדויות לחיים על המאדים?
המשימה החשובה ביותר של צוות משימת המאדים תהיה מציאת הוכחות לקיום חיים על פני הכוכב. המשימה הזאת תרחף מעל שאר המשימות המדעיות, ותתבצע במקביל. מלבד החיפוש אחר חיים, יעסקו האסטרונאוטים בשלושה תחומי מחקר עיקריים. ראשית, יעסקו האסטרונאוטים בהבנת תהליך ההיווצרות של המאדים, הרכבו הפיסי והרכב האטמוספירה. הם יפיקו סקירה מלאה של התנאים האקלימיים על פני הכוכב, בהתאם לעונות השונות.
בנוסף, יקדיש הצוות זמן רב לחיפוש אחר קרח ושכבות תת-קרקעיות של מים, לאחר שכבר ידוע שבקוטב הצפוני של המאדים ישנם מים במצב קפוא. מחקר נוסף יהיה המעניין מכולם: הוא יבחן את האפשרות להתיישבות קבע במאדים. הכוונה היא למשלחת מחקר שתוצב על המאדים באופן קבוע, ותוביל בעתיד הרחוק יותר להתיישבות אנושית.
בנוסף למעבדות שיותקנו בתוך רכיבי המגורים, יביא עימו הצוות מכדור-הארץ גם מקדח באורך עשרה מטרים, ומקדח נוסף שיוכל לאסוף דגימות קרקע בעומק של קילומטר. ברשימת כלי העבודה שהאסטרונאוטים יקחו עימם למאדים אפשר למצוא כלים הדומים לכלי עבודה ארכיאולוגיים, ערכות לביצוע ניסויים מדעיים בשטח, ותחנות מטאורולוגיות. כל הציוד הזה יאפשר לאסטרונאוט/מדען/חוקר לבצע כמעט כל בדיקה שתידרש לניתוח הדגימות ולקבל נתונים שוטפים על מזג-האוויר בנקודות מרוחקות מאתר הנחיתה.
בעזרת כלי רכב אוטומטיים ורכב למשימות ארוכות, יוכל הצוות לחקור גם שטחים הנמצאים במרחק של עד מאה ק"מ מבסיס האם. כלי הרכב האוטומטיים יהיו דומים ל"סוג'רנר", רכב המחקר של ה"מארס פאת'פיינדר", שנחתה במאדים ביולי 1997. כלי הרכב יספקו לצוות דגימות אבנים וקרקע, שינותחו במעבדה המדעית המתקדמת שתעמוד לרשות הצוות.
עבודת המחקר ממליצה גם לבנות רכב סגור, שבעזרתו ייצאו האסטרונאוטים עצמם למסעות. עד שלושה אנשי צוות יוכלו לחיות בתוך הרכב ולבצע מחקרים, קידוחים ואיסוף דוגמאות במרחק רב מאתר הנחיתה. בין היתר, יצויד הרכב בתא לחץ וחליפות חלל, שיאפשרו לאסטרונאוטים לצאת לשטח בעצמם.
הדרך הביתה תארך חצי שנה
לאחר כשנה וחצי, יגיע הזמן לעזוב את המאדים. רכב ההמראה מהמאדים, שעמד מתודלק ומוכן להמראה במשך שלוש שנים, ימלא סוף סוף את משימתו. האסטרונאוטים ימריאו למסלול נמוך סביב המאדים ויעגנו עם הרכב בחללית שתחזיר אותם לכדור-הארץ.
גם המסע בחזרה לארץ ימשך כחצי שנה. בנוסף לאימונים ולסימולאציות בהם יתרגלו את החדירה לאטמוספירה של כדור-הארץ, יתפקדו אנשי הצוות כחונכים לצוות אסטרונאוטים נוסף, שישוגר בעקבותיהם למאדים. בזמן שהחלליות ישייטו בחלל, האחת בדרכה לכדור-הארץ והשנייה למאדים, יתקיימו ועידות וידיאו משותפות, בהן יעבירו הוותיקים טיפים לחדשים.
לקראת הנחיתה על כדור-הארץ יעברו האסטרונאוטים לתא הקטן שבו המריאו מהמאדים, ויתנתקו מרכיב המגורים. התא הקטן דומה בצורתו לחלליות "אפולו", ונועד להגן עליהם מפני הטמפרטורות הגבוהות שייווצרו בזמן החיכוך עם האטמוספירה. מצנחים יאטו את נפילת החללית, שמיועדת לנחות על המים.
גם אז לא יוכלו האסטרונאוטים לשוב מיד לחיק משפחותיהם וחבריהם. לאחר שייאספו מהים, הם צפויים לתקופת בידוד, בה ייבדקו בידי רופאים ומדענים של נאס"א, במטרה לבחון את ההשפעות הפיזיולוגיות שמותיר מסע כה ארוך בחלל. סיבה נוספת לבידוד, אם כי פחות מדעית, היא הרגעת הציבור, כך משערים מחברי המחקר, מפני חיידקים שאנשי הצוות עלולים להביא עימם מהמאדים.
האם, בסופו של דבר, נחייה על המאדים?
החזון של האופטימיים באנשי נאס"א, מתאר מושבות מדענים קבועות על המאדים. באותן מושבות, שיקומו עד שנת 2050, כך ההשערה, יעסקו במחקר מעמיק ביותר של הפלנטה. המטרה תהיה בחינת האפשרות להפוך את המאדים לכדור-ארץ שני. "טראפורמינג" - זהו שם הקסם, שבעזרתו מקווים להפוך את הפלנטה השוממת לג'ונגל שוקק חיים. בעזרת הזרמת גזים יוצרי אפקט חממה והשתלת אורגניזמים פולטי חמצן, יהפוך המאדים - כך מעריך המחקר - למקום חמים, שמימי קרחונים יזרמו בנחליו. אפקט החממה, המגונה כל-כך בכדור-הארץ, אמור ללכוד את החום שיוצרות קרני השמש ולהשאיר אותו באטמוספירת המאדים. באקלים הנוכחי של המאדים, חשוב לדעת, מגיעות הטמפרטרות עד למאה מעלות מתחת לאפס בתקופת החורף, ולעשרים מעלות בתקופת הקיץ.
אבל עד שנוכל לצאת לנופש באתר טרופי על המאדים, יצטרכו ממשלות העולם למצוא את התקציב הדרוש למשימת המאדים. ההשקעה תוכיח את עצמה, ללא ספק, ותכתיב את עתיד ההתיישבות האנושית מחוץ לכדור-הארץ. למרות הקשיים, מדענים רבים מאמינים שלא יעבור זמן רב עד שדור ראשון של בני-אדם יוולד על המאדים. אותם מדענים גם רואים במאדים פתרון ממשי לבעיות שיפקדו את המין האנושי בעתיד. הגירה מאסיבית לפלנטה האדומה נראית כאפשרות רצינית להקלה על התפוצצות האוכלוסין בכדור-הארץ, שצפויה להתרחש במאה הבאה.
זה יהיה גם הנימוק אותו יעלו ראשי נאס"א בפני הגופים הממשלתיים שיצטרכו לממן את המסע הזה. העתיד של האנושות נמצא במאדים, הם יסבירו להם, בסיסמה שעשויה להתברר כנבואה. גם דעת קהל אוהדת תהיה חיונית לשיגור המשימה למאדים. נאס"א, אשפית יחסי הציבור, תצטרך לדאוג גם לזה.