כדור הארץ במבט מהחלל. "יהיה פסטיבל של מדע" / צילום: נאס"א
בקרוב תוכלו לזכות בטיפול אנטי-אייג'ינג לא מהעולם הזה, וגם אנטי-אוקסידנטי ואנטי-גרוויטציוני. כל שתצטרכו לעשות זה לשלם כמה עשרות מיליוני דולרים ולטוס לחלל. כשתחזרו, עמוד השדרה יהיה ממש מתוח, אחרי גמילה מכוח הכבידה, והפנים ישילו מעליהם ימים שלמים של חשיפה להשפעות השליליות של חמצן. מה יקרה במפגש המחודש עם כדור הארץ? זה כבר באחריות המדענים.
ואכן, המדענים רוצים לבדוק את זה. חקר החלל היום כבר לא כולל רק התבוננות פסיבית בו או בחינה שלו מקרוב. המין האנושי עשה צעד קדימה, והוא רוצה לייצא לחלל ניסויים בתחומים שונים ולראות מה קורה להם שם. בעוד כשנה אמור לצאת לחלל האסטרונאוט הישראלי השני, איתן סטיבה, ולשהות בתחנת החלל הבינלאומית במשך שמונה ימים. הנסיעה של סטיבה אמנם ממומנת מכיסו, אבל מתבצעת בתמיכת קרן רמון ומשרד המדע, והם נחושים לסחוט מהמסע הזה כל תועלת מדעית, חינוכית ותדמיתית למדינת ישראל.
בשבוע שעבר פורסם קול קורא המזמין אקדמאים וחברות ישראליות להציע ניסויים שסטיבה יבצע בחלל. התחרות בין הקבוצות המציעות את הניסויים רבה, משום שהזמן של סטיבה על תחנת החלל מוגבל, וכך גם המקום שהוקצה לו על פני המשגר של חברת תיירות החלל (Axiom) לציוד שייקח איתו. סטיבה צפוי להקדיש את רוב זמנו בתחנת החלל לביצוע הניסויים האלה, במגוון תחומים - מרפואה בתנאי חלל ועד מחקרי אקלים.
קשה להתעלם מההתרגשות שאופפת את הצוות שצפוי לבחור את הניסויים שיישלחו עם סטיבה. "זו תהיה שנה מטורפת. זה יהיה פסטיבל של מדע", אומרת ענבל קרייס, מנהלת החדשנות בחטיבת מערכות טילים וחלל בתעשייה האווירית, וראש הוועדה המקצועית שצפויה לבחור את הניסויים. קרייס מחייכת חיוך ענק, שבאמת נראה כאילו הוא שייך לשנה הבאה יותר מאשר לזו המסתיימת. "יש אנשים באקוסיסטם של החלל הישראלי, שהחלום שלהם התגשם. בעוד שנה הניסוי שלהם בתחנה! עד ההכרזה הם לא דמיינו שזה אפשרי".
ההצעות יוגשו עד פברואר, והנבחרים יוכרזו במרץ, אולם זה לא יהיה סוף התחרות, מאחר שלקבוצות יינתן זמן קצר מאוד, כחצי שנה, להשלים את הניסויים שלהן, וככל הנראה לא כולן יוכלו לסיים. "אנחנו אוהבים את התחרות", שוב נמרח חיוך רחב על פניה של קרייס. "מי יהיה מוכן בזמן? מי לא יהיה מוכן? זה מכניס לנו אנרגיה של שנה מאוד כיפית". קרייס עצמה התנדבה לפרויקט, והתעשייה האווירית תקצה לזוכים בתחרות משאבים ועזרה.
המעבדה הגדולה ביקום
"תחנת החלל הבינלאומית היא למעשה היום המעבדה הכי גדולה ביקום", אומרת קרייס. "זו מעבדה חלומית פנטסטית שיש בה כל הניסויים שאפשר לדמיין".
"אקסיום, החברה הפרטית ששולחת את איתן לתחנת החלל, לא ממש יודעת איך לאכול את העובדה שקרן רמון היא שותפה שלו למסע", מוסיף רן לבנה, מנכ״ל קרן רמון ומנהל המשימה הישראלית לחלל. "עד היום הם ציפו לשלוח רק תיירים, שרצו לעשות סלפי ולחזור. לנו יש קשרים בתחנת החלל ועם נאס"א".
"הניסיון שלנו בשליחת ניסויים לתחנת החלל הבינלאומית מול נאסא מאפשר לנו להגיע לכל התשתיות שיש בתחנת החלל", אומרת קרייס. "זה ממצב אותנו כסטארט-אפ ניישן, כאינוביישן ניישן. אנחנו נשגע אותם, נעשה להם בלגן בכל התשתיות בתחנה", היא צוחקת. "נשתמש בכול. זו החוצפה הישראלית במיטבה, אנחנו רוצים לעשות את כל הניסויים, להשתמש בכל המכשירים.
"ישראל היא מעצמת חלל. אנחנו מפתחים לווייני תקשורת, לוויינים מדעיים, ועכשיו אנחנו נהיה גם מעצמה של ניסויים בחלל. יש לזה גם פן חינוכי. אנחנו רוצים לשלב תלמידים וסטודנטים בכל ניסוי שיעלה לחלל, כדי שבכל הארץ ישאלו ברגע האמת - הוא עשה כבר את הניסוי שלי? ומה התוצאות? כמו שכל הארץ עקבה אחרי הנחיתה של בראשית".
כך, לדוגמה, בעוד סטיבה יטפח צמחים בתחנת החלל, יטפחו תלמידים בדיוק אותם צמחים בתנאים רגילים של כדור הארץ, כדי לבחון את ההבדלים.
תאי גזע משופרים וחסה נגד אוסטיאופורוזיס
מדוע אנחנו שולחים בכלל ניסויים לחלל? מה אפשר לבדוק שם שאי-אפשר לבדוק כאן, ובאיזה אופן מה שקורה שם רלוונטי לכדור הארץ? לדוגמה, מדוע היה דחוף לחברת אלף פארם הישראלית לשלוח מדפסת תלת-ממד להדפסת בשר מתאים משובטים דווקא בתחנת החלל? אפשר להבין מדוע אסטרונאוטים מעוניינים בכך - זה כנראה הנתח האמיתי הראשון שהם טעמו זה זמן רב, והרבה יותר זול ונוח לקחת מדפסת כזאת לקחת איתך למסע פרה. אבל איך הדפסת נתח בשר בתנאי חוסר כבידה מקדמת את מדע הבשר המשובט על פני כדור הארץ? והאם זו בכלל השאלה הנכונה? אולי, כמו בתחומים אחרים במדע, יש לבצע את הניסויים כי אפשר לבצע אותם, והתועלת תתגלה בהמשך.
"התנאים המיוחדים בחלל, ובהם היעדר כבידה, קרינה חזקה והיעדר חמצן, משנים הרבה תהליכים בהרבה דיסציפלינות הנדסיות", אומרת קרייס. "למשל, בעבר נערכו ניסויים בחלל שבודקים מנגנונים של תרופות עם ובלי כוח הכבידה. המטרה היא לתת את התרופה ללא כוח הכבידה לאסטרונאוט בעתיד, אבל הניסוי הזה גם מעמיק את ההבנה של מנגנון המחלה.
"כשלומדים איך מתן האנטיביוטיקה משתנה בחוסר כבידה, אנחנו מבינים איך הכבידה משפיעה על הספיגה ועל השחרור שלה. כתוצאה מכך אפשר לשפר תהליכים במתן תרופות".
ערכות רפואה הנשלחות עם אסטרונאוטים לחלל כוללות היום קרוב ל-200 תרופות, על כל צרה שלא תבוא. כאשר חושבים על מסעות נוספים לירח או למאדים, האסטרונאוטים יצטרכו לצאת לדרך עם כל הדרוש להם ולא ניתן יהיה לספק להם עוד ציוד. התרופות שיוצאות למסע כזה צריכות להיות עמידות בפני הקרינה המוגברת מחוץ לכדור הארץ, וגם להיות בעלות חיי מדף הרבה יותר ארוכים מהתרופות של היום.
בתחנת החלל בוחנים תרופות שנוספו להן מעטי הגנה מסוגים שונים, כדי להאריך את חיי המדף שלהן, וגם שיטות שונות לסנתז או להדפיס תרופות בזמן אמת בתוך תחנת החלל, מחומרים יציבים יותר. גם הטכנולוגיות הללו יכולות להיות רלוונטיות בשלב מאוחר יותר בכדור הארץ, כדי לספק תרופות למקומות פחות נגישים ודלי משאבים.
אפשרות אחרת שנבדקת היא לפתח חיידקים או צמחים שהונדסו גנטית כדי להפיק תרופות מסוימות. היצורים החיים הללו יודעים, במידה מסוימת, לשרוד ולהגן על עצמם הן מפגעי הזמן והן מנזקי הקרינה. כך, לדוגמה, נבחנת האפשרות לגדל בחלל חסה שהונדסה כדי לכלול חלבון המונע אוסטאופורוזיס, בעיה נפוצה בתנאי חוסר כבידה. אם הניסוי יצלח, גם אנשי כדור הארץ ישמחו לנשנש חסה במקום זריקה כואבת לטיפול באוסטיאופורוזיס.
חברת ספייס פארמה הישראלית כבר שלחה ארבעה ניסויים רפואיים לחלל, חלקם בתוך ננו-לוויין שפיתחה ושיגרה בעצמה. הניסויים האלה בחנו, למשל, השפעה של כבידה על תאי גזע (תאים בגוף שעדיין לא סיימו את הבשלתם ויש להם פוטנציאל להתמיין לסוגים שונים של תאים בגוף). נמצא שבתנאי חוסר כבידה תאי גזע נשארים בלתי ממוינים זמן רב יותר ומתחדשים בקלות רבה יותר, וייתכן שניתן להשיג כך תאים עם יכולות רפואיות משופרות. בתנאי המיקרו-כבידה של החלל, תאי הגזע ביטאו גנים אחרים מאשר ביטאו על פי כדור הארץ. כלומר, לא היה שינוי בגנום עצמו, אבל היה הבדל בשאלה באיזו תדירות כל גן קודד לחלבון.
עוד נמצא שבחלל בקטריות הן עמידות יותר בפני אנטיביוטיקה משום שהן מתחברות זו לזו ויוצרות מושבות חיידקים בקלות רבה יותר. לכן החלל הוא מקום טוב להבין מה הופך מושבות חיידקים לעמידות יותר.
חקלאות למאדים וחליפות נוגדות קרינה
ננו-לוויין כמו זה של ספייס פארמה הוא דרך זולה לבצע ניסויים בחלל, יותר מאשר משלוח הניסוי לתחנת החלל, אבל יש ניסויים שאי-אפשר לבצע ללא נוכחות בן אנוש.
אחד התחומים שבהם ניסויים הניבו כבר המצאות רבות שמשמשות אותנו בכדור הארץ הוא חקלאות החלל. לדוגמה, חקלאות בקומות, חקלאות עם תאורת LED, שיטות חדשות לייחור תפוחי אדמה ועוד. חקלאות חלל גם תוכל לאפשר מסעות ארוכים יותר, התחלה של מגורים על הירח או אפילו על מאדים.
"כל דבר שקשור להתמקמות על מאדים, קל יותר להלהיב לגביו את קהילת חקר החלל היום", אומרת קרייס. "במיוחד את אילון מאסק, שדוחף את כל כיווני המחקר האלה בהמון כסף פרטי. אגב, אני לא סולחת לו שפוצץ לנו את לוויין עמוס 6", היא צוחקת. "אבל הוא גם שיגר את בראשית, יש לו את המשגרים הכי טובים בעולם".
חקלאות על גבי החללית שתיסע למאדים או במאדים עצמו תוכל לספק מזון, כמובן, אבל גם חמצן, סילוק פחמן דו-חמצני ומחזור מים. וכשאנחנו אומרים "מחזור מים", אנחנו מתכוונים בין השאר להשקות את הגידולים בשתן, ואז לאכול אותם ולקבל את הנוזלים.
הנדסה גנטית של צמחים, כך שיוכלו לשרוד בחלל, עשויה להוביל לכך שהם גם יתאימו יותר לחקלאות אורבנית.רוב המחקר שנערך עד היום בחקלאות חלל נעשה דווקא על האדמה, במתקנים סגורים. מטרתו הייתה לראות כמה זמן בני אדם יכולים לקיים משק חקלאי בלי להביא אליו כלל חומרים מבחוץ. אבל החקלאות הזאת על כדור הארץ עדיין לא מייצגת אחד לאחד מה שקורה בחלל, לדוגמה את העוצמה היחסית של חיידקים ועובש בתנאי החלל.
אחד הניסויים הישראליים, שיש להם סיכוי גדול להיבחר, נועד לבדוק את השפעת הקרינה על מחשבים בחלל, ואיך אפשר להתגונן מפניה. "הקרינה פוגעת במחשבים, ברכיבים האלקטרוניים", אומרת קרייס. "יש חברות שמפתחות חיישנים שמודדים את עוצמת הקרינה ומנהלות בהתאם תהליך כיבוי מבוקר של המכשיר או מפעילות מנגנונים של חסינות". החיישנים הללו יכולים לפעול בחלל, והם רלוונטיים גם לסביבות אחרות שעלולות להפוך פתאום לעתירות קרינה.
לבנה: "זה נכון גם לעסקים נוספים שעוסקים בקרינה,. כמו חברת סטמרד שמפתחת חליפות נגד קרינה".
לדברי לבנה, החברה עוסקת בהגנה מקרינה על פני כדור הארץ, אבל היא עושה ניסוי בחלל וכך מקבלת את כל החוזים הטובים בארץ. "אני לא יודע מתי האדם הראשון ינחת על מאדים ומי הוא יהיה - גבר או אישה, ומאיזה לאום - אבל אני די בטוח שהם יהיו לבושים בבגדים נוגדי קרינה שפותחו ברמת החייל", הוא אומר.
בינואר האחרון שוגרה לראשונה חליפה של סטמרד לתחנת החלל, כדי לבחון איך החליפה עצמה עומדת בתנאי קרינה ואם היא נוחה לשימוש.
חורים שחורים ונוזל לבניית מיקרוסקופ
לא כל הניסויים שיישלחו לתחנת החלל קשורים לבני אדם דווקא. "אתם בטח זוכרים מי קיבל השנה את פרס נובל לפיזיקה - חוקרי חורים שחורים וגלי כבידה", אומרת קרייס. "אנחנו שואפים לשלוח ניסוי בדיסציפלינה הזאת. יש שתי קבוצות חוקרים בתחום הזה בארץ שהן ברמה הבינלאומית הגבוהה ביותר, ויש ביניהן תחרות".
קבוצה נוספת מעוניינת להקים טלסקופ מבוסס נוזלים המורכב בחלל. "הם לוקחים לחלל נוזל, ובתנאי מיקרו-כבידה הוא מתפזר בצורה מסוימת ויוצר עדשה. על הקרקע הוא לא יגיע לצורה הזאת. להעלות נוזל לתחנה קל יותר מלהעלות עדשה, ולכן זה יכול לתרום גם לחקר החלל".
גם האסטרונאוט הישראלי הראשון בחלל, אילן רמון ז"ל, לקח איתו ניסוי ישראלי. "הוא צילם ומדד חלקיקים מסופות מדבר, וכתוצאה מהמידע שהוא אסף, פותח מודל שמקשר בין סופות האבק במדבר ומעל האוקיאנוסים לבין העננות", אומרת קרייס. אבק המדבר, יחד עם חלקיקים שמקורם בזיהום מעשה ידי אדם, מצטרפים יחד לשכבת האירוסולים באוויר, שמשפיעה על ההתחממות הגלובלית. אבל ההשפעה שלה אינה חד-כיוונית. כתלות במיקום ובאופן פיזור החלקיקים, הם יכולים לכלוא חום בכדור הארץ או דווקא להחזיר קרינה לשמש. הניסוי של רמון עזר למפות את מיקום וצפיפות ענני האבק.
כמה בדידות יש בחלל?
יש מקום מבחינתכם גם לניסויים במדעי החברה, למשל לגבי הדינמיקה בין אסטרונאוטים?
קרייס: "כן, בהחלט! הוועדה שלנו כוללת גם חוקרי מוח שמעוניינים לבחון סוגיות של בדידות בחלל, של ניתוק, אבל גם של תשומת לב, כי תחנת החלל בעצם מצולמת 24 שעות ביממה, והחיים של האסטרונאוטים מאוד פומביים ומנוהלים מהקרקע.
"איתן עצמו ישדר פעם ביום לפחות שעה עד שעה וחצי בעברית, שידורים לתלמידי ישראל מהחלל. מדהים שלראשונה ידברו אליהם מהחלל בעברית. תיערך גם תחרות לגבי אילו שיעורים הוא ייתן ומי יכין את מערכי השיעור, ולכן גם כל קהילת החינוך המדעי בישראל באקסטזה, ויהיו גם מחקרים שילמדו את ההשפעה של הפרויקט החינוכי הזה על הפתיחות של תלמידי ללימודי הנדסה, טכנולוגיה ומדע".
אילו ניסוי את היית חולמת לשלוח לחלל?
"אני לא יכולה להצביע על אחד. הטובים ינצחו, אם הם יהיו מוכנים בזמן".