הם לא הגיעו לחלל, אך עשו את הצעדים החלוציים לקראת פיתוח חלליות מאוישות. 60 שנה לטיסה הראשונה של תוכנית ManHigh – סדרת טיסות שהעלו אנשים לגובה עשרות קילומטרים בעזרת בלוני הליום ענקיים

"זה נראה כמו משהו שהדוד המטורף שלך בנה במחסן ביתו", אמר אחד הכתבים על הקפסולה שנועדה לשאת אדם לגובה עשרות קילומטרים. ואכן, התא הזעיר – פחות מגודלו של תא טלפון – שהתנודד מתחת לבלון הליום ענק, הורכב בעיקר מחלקי חילוף ועודפים של חיל האוויר האמריקאי, שראשי התוכנית הצליחו ללקט בדרך-לא-דרך. ואף על פי כן, ההתקן המוזר למראה הצליח להניח את היסודות הראשונים לבדיקת התפקוד של אדם בתנאי חלל.

רופא בלי מעצורים

מאחורי התוכנית להטיס בני אדם בעזרת בלונים עמד הרופא ג'ון סטאפ (Stapp), ראש מעבדת השדה לרפואה תעופתית של חיל האוויר האמריקאי. סטאפ נודע ברעיונותיו הבלתי שגרתיים ובדרכים הבלתי שגרתיות שבהן מימש אותם. העובדה שמיזמי המחקר שלו זכו רק לתקצוב זעום מחיל האוויר, הובילה אותו ליצור מעין "שוק שחור", שבו אסף וליקט חלקים ושירותים שונים ומשונים תמורת בדיקות רפואיות וטובות אחרות.

בשנות ה-50 עסק חיל האוויר האמריקאי בניסויים במטוסים רקטיים ששברו פעם אחר פעם שיאי מהירות. סטאפ החליט לבחון את השפעות הטיסה הזאת על בני אדם, וגם בדק – על עצמו – את ההנחה המקובלת שאדם לא מסוגל לעמוד בתאוצה שעולה על 18 ג'י – כלומר, פי 18 מהכבידה הרגילה של כדור הארץ.

לשם כך הוא בנה מזחלת מחוברת למנוע רקטי, שהאיצה על מסילה מיוחדת למהירות של מאות קילומטרים בשעה ונבלמה בבת אחת במחסום. הוא התיישב במזחלת שוב ושוב, והטיח עצמו במחסום במהירות גוברת והולכת בניגוד להוראות מפקדיו. כשהגיע למהירות של יותר מאלף קמ"ש, התאוצה שהופעלה עליו בבלימה הפתאומית הגיעה ליותר מ-46 ג'י. סטאפ הצליח לנתץ את ההנחה המקובלת על מגבלת התאוצה, אבל גם חלקים מגופו: הוא התעוור זמנית כשכלי דם בעיניו התפוצצו, שבר את פרקי ידיו וכמה צלעות ולבסוף קורקע רשמית בהחלטת מפקדיו.

ניפץ מוסכמות מדעיות, וגם כמה עצמות בגופו. סטאפ על המזחלת הרקטית | צילום: חיל האוויר האמריקאי, מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל
ניפץ מוסכמות מדעיות, וגם כמה עצמות בגופו. סטאפ על המזחלת הרקטית | צילום: חיל האוויר האמריקאי, מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל

בלונים פורחים באוויר

האתגר הבא של סטאפ היה לגלות איך האדם יתפקד בסביבה העוינת של החלל, או לפחות בגבול החלל. שם כך היה עליו לחקור סכנות פיזיות כמו חשיפה לקרינה, והתמודדות עם הסיטואציה הנפשית המורכבת שתהיה מנת חלקם של האסטרונאוטים, שיצטרכו לתפקד בתא זעיר וצפוף ובתנאים קשים.

טייסי מטוסים רקטיים כבר התמודדו עם טיסות בגובה של 20 קילומטרים ויותר, אבל נחשפו לתנאים האלה לדקות ספורות בלבד. סטאפ הבין שטיסה בבלון לגבהים כאלה, ואף למעלה מכך, תאפשר להביא אנשים לשהות הרבה יותר זמן בתנאים הקשים, ותספק מדידה אמינה יותר של סיכונים כמו חשיפה לקרינה.

לניהול המיזם בחר סטאפ ברופא צעיר מיחידתו, דיוויד סיימונס (Simons), שהיה בדיוק בעל הרקע המדעי הדרוש. הוא התגייס לחיל האוויר ב-1946 לאחר סיום לימודי הרפואה, והיה ממונה על הניסויים שבהם שוגרו קופים, עכברים ושרקנים לגבול החלל, באמצעות טילים ובלונים, כדי לבחון את התמודדותם עם תנאי חוסר כבידה. ב-1953, אחרי שובו ממלחמת קוריאה, הוצב ביחידתו של סטאפ והתחיל לתכנן את תא הניסוי והמחקרים, מתוך הבנה שהוא זה שמיועד לבצע בעצמו את הטיסות.

הרופא שחזר ממלחמת קוריאה ועבר משיגור קופים בטילים לתכנון טיסות בלון מאוישות. סיימונס | צילום: חיל האוויר האמריקאי
הרופא שחזר ממלחמת קוריאה ועבר משיגור קופים בטילים לתכנון טיסות בלון מאוישות. סיימונס | צילום: חיל האוויר האמריקאי
 

ממריאים בלי תקציב

כדי להטיס אדם לגבהים האלה, אפילו עם הציוד המינימלי ביותר, דרוש בלון עצום בגודלו. האדם המתאים ביותר לייצור בלון כזה היה אוטו וינזן (Winzen), מהנדס אווירונאוטיקה גרמני שהיגר לארצות הברית ב-1937. במלחמת העולם השנייה הוחזק וינזן במחנה מעצר עם גרמנים נוספים מחשש שירצו לסייע למולדת הישנה. ב-1945 גויס לייצר בלון למיזם שנועד להטיס אדם לסטרטוספרה – השכבה המרכזית של האטמוספרה, שמסתיימת בגובה של 50 ק"מ בערך.

המיזם בוטל בסופו של דבר, אבל וינזן לא ויתר על הרעיון. הוא פרש מהחברה שבה עבד והקים חברה עצמאית לבלוני תעופה. הוא ייצר בלוני הליום משכבות דקיקות של פוליאתילן ופיתח שיטה להדביק אותן זו לזו באמצעות חום. כך ייצר בלונים דקיקים ועצומים בגודלם, המסוגלים להכיל נפח כביר של הליום.

בנובמבר 1955 חתם חיל האוויר האמריקאי על חוזה עם וינזן והזמין ממנו את הבלון ואת התא שיישאו אדם לסטרטוספרה. המיזם קיבל תחילה את השם "דדלוס", על שם הממציא רב התושיה מהמיתולוגיה היוונית שבנה לעצמו כנפיים מנוצות ודונג. אבל לאחר שהתברר כי זה שם הקוד של תוכנית סודית למטוס בעל מנוע גרעיני, הסתפקו אנשי המעבדה הרפואית בשם הפשוט Man High: "אדם בגבהים".

על פי החוזה, הטיסה הראשונה הייתה אמורה לצאת אל הפועל תוך ארבעה חודשים בלבד, במרץ 1956. אבל חיל האוויר לא תקצב את העבודה בהתאם ופיתוח הקפסולה התקדם בעצלתיים, כשהתכניות משתנות שוב ושוב. כשהעדר המימון המשיך לעכב את העבודות, וינזן נרתם לעניין והחליט לממן מכיסו חלק מהמיזם.

בינתיים, למגינת לבו של סיימונס, החליט סטאפ כי את הטיסה הראשונה לא יבצע הרופא הצעיר עצמו, אלא טייס ניסוי שיהיה מיומן דיו להתמודד עם מצבי חירום שעלולים לצוץ בכלי הטיס החדש והניסיוני. למשימה התנדב ג'וזף קיטינג'ר (Kittinger), טייס צעיר יחסית שביצע כמה ניסויים עם אנשי הרפואה התעופתית.

סיימונס וקיטינג'ר עברו יחד הכשרה לטיסת הבלון. בין השאר הם נדרשו לעבור מבחן קלאוסטרופוביה, שכלל שהות ממושכת בתא הזעיר; לתרגל תרחישים של אובדן לחץ האוויר בתא; לעבור קורס צניחה למקרה שייאלצו לנטוש את הקפסולה; ולהשיג רישיון להטסת כדור פורח, כולל מבחן של רשות התעופה האזרחית.

בלון עם עשרות אלפי מטרים מעוקבים של הליום, נושא קפסולה במשקל מאות קילוגרמים. ManHigh 1 | צילום: חיל האוויר האמריקאי
בלון עם עשרות אלפי מטרים מעוקבים של הליום, נושא קפסולה במשקל מאות קילוגרמים. ManHigh 1 | צילום: חיל האוויר האמריקאי
 

ניסוי בשמיים

בתחילת 1957 הושלמה סוף סוף הקפסולה: גליל אלומיניום בעל קצוות מעוגלים, שכגובהו 2.5 מטרים וקוטרו 90 סנטימטר בלבד. התא הפנימי היה קטן עד כדי כך שאדם בוגר היה יכול רק לשבת בו בתנוחה משונה. שישה חלונות קטנים הקיפו את התא בגובה הראש, קצתם מצוידים במראות כדי לאפשר לטייס לראות את הסביבה. החלל הצפוף כלל גם מכל חמצן, מערכת לסינון עודפי דו-תחמוצת הפחמן, מכשיר קשר, מערכת תקשורת חלופית ומכשירים מדעיים, מצברים למכשור המדעי ומערכת קירור שהייתה נחוצה בשל החום הרב שפלטו המכשירים. נתוני המכשירים לא שודרו בזמן אמת לקרקע, אלא הוקלטו לשימוש אחרי הנחיתה. אם הקפסולה הייתה מתרסקת ונהרסת, גם המידע שאספה היה אובד.

לאחר כמה טיסות ניסוי, ב-2 ביוני 1957 נכנס קיטינגר לבסוף לקפסולה לטיסת המבחן המאוישת. "היה נחוץ טייס מבחן מיומן למשימה כזאת. ביליתי ימים ארוכים בחליפת לחץ במעבר על כל אינץ' של הקפסולה. היה לי ביטחון מלא בציוד ובעצמי", סיפר לימים בסרט של הטלוויזיה הציבורית האמריקאית.

ביטחון מלא בציוד לאחר ימים ארוכים של הכנות. קיטינג'ר בקפסולה של טיסת ManHigh | צילום: חיל האוויר האמריקאי
ביטחון מלא בציוד לאחר ימים ארוכים של הכנות. קיטינג'ר בקפסולה של טיסת ManHigh | צילום: חיל האוויר האמריקאי

אין מקום לעמוד בפנים. המפרט הטכני של קפסולת ManHigh | מקור: חיל האוויר האמריקאי
אין מקום לעמוד בפנים. המפרט הטכני של קפסולת ManHigh | מקור: חיל האוויר האמריקאי

הבלון הענק מולא ביותר מ-50 אלף מ"ק הליום, ובשעה 6:23 בבוקר נותקו כבלי העגינה והקפסולה של קיטינג'ר נסקה אט-אט לשמי מינסוטה. התקלות החלו כמעט מיד: מכשיר הקשר לא פעל, וקיטינג'ר תקשר עם צוות הקרקע באמצעות מערכת הגיבוי שאפשרה לשדר ולקבל הודעות בקוד מורס בלבד. פחות משעה לאחר ההמראה גילה קיטינג'ר שנשארה לו פחות ממחצית כמות החמצן שעמה יצא, כנראה בשל דליפה. הצעד המתבקש היה לבטל את המשימה ולנחות מיד, אבל הוא היה נחוש בדעתו לנצל את מיומנותו המקצועית שלו, והחליט להשתמש בחסכנות במלאי החמצן ממכל החליפה האישית שלו, שנועדה למקרה חירום.

 קיטינג'ר הגיע לגובה שיא לטיסה, כ-95 אלף רגל (בערך 29 ק"מ), שממנו יכול לראות היטב את הקימור של כדור הארץ. לאחר שהות קצרה בגובה הזה הוא החל להנמיך בהדרגה, וב-12:55 נחת בשלום אחרי כשש שעות וחצי באוויר. למרות התקלות, טיסת ManHigh 1 הושלמה בהצלחה.

שיאים חדשים

לאחר שתוקנו התקלות שגרמו לדליפת החמצן ולאובדן הקשר הקולי, הכל נראה מוכן לטיסה של סיימונס עצמו, שהייתה אמורה להתמקד הרבה יותר במחקר מעשי. בקפסולה הוכנסו כמה שינויים, החל בצביעת הדפנות הפנימיים בלבן כדי לשפר את תנאי התאורה וכלה בהתקנת טלסקופ קטן לתצפית בהירה בשמיים, מעל העננים ורוב ההפרעות האטמוספריות.

סיימונס תכנן לבצע 25 ניסויים מדעיים, רבים מהם על עצמו: בין השאר הודבקו לגופו לוחות צילום למדוד חשיפה לקרינה, חיישנים עקבו אחר פעילות לבו ופרמטרים רפואיים נוספים, והוא אפילו נשא מכשיר הקלטה קטן כדי לתעד בקולו את מצבו הנפשי במהלך הטיסה.

ב-19 באוגוסט 1957 נסגר סיימונס בקפסולה והועלה במשאית לאתר השיגור. לאחר שעות ארוכות של הכנות, בשעה 9:22 בבוקר התרומם הבלון, שהכיל יותר מ-85 אלף מ"ק הליום. טיסת ManHigh 2 יצאה לדרך.

במשך יותר משעתיים נסק הבלון בקצב של כמאה מטר בדקה. בצהריים הגיע לרום המרבי – כ-102 אלף רגל (30.9 קילומטר) ושבר את שיא גובה התעופה המאוישת. הוא המשיך בתצפיות וניסויים וכשירד הערב צפה מלמעלה בסופת ברקים מרהיבה. הבלון איבד מעט גובה בשל התקררות האוויר, אך בעצה אחת עם סטאפ החליט סיימונס להמשיך את המשימה כל הלילה, כשהוא חוטף מדי פעם תנומה קלה.

בבוקר החל סיימונס להנמיך בהדרגה, אך התעכב שעות ארוכות בשל מזג האוויר – רוחות עזות מדי, גשם או ברקים היו הורסים את הבלון העדין. בסופו של דבר הוא נחת רק בצהריים, אחרי 32 שעות באוויר.

חטף חום

באוקטובר 1958, יותר משנה אחרי הטיסה של סיימונס, יצאה לדרך אחרי עיכובים רבים הטיסה השלישית. הפעם נבחר למשימה טייס צעיר בן 26, קליפטון מק'קלור (McClure). הבלון המריא מבסיס חיל האוויר בניו מקסיקו, והטייס היה אמור לעקוב בין השאר אחר שיגור טיל במבט מלמעלה. ביטול השיגור היה רק אחת התקלות במשימה. הבעייה העיקרית הייתה בקרת הטמפרטורה. החום בתא הצר האמיר ל-40 מעלות, ותקלה בפיית מתקן השתייה של מק'קלור הביאה להתייבשותו.

הוא החל להוריד את הבלון בהדרגה, אך ההליך התעכב בגלל תקלות, שנגרמו בחלקן מהכרתו המעורפלת. הוא נחת רק בשעות הערב, אחרי כ-12 שעות באוויר, והובהל לבית חולים כשהוא קודח מחום, אך שב לאיתנו למחרת.

נשארו מאחור

וינזן, סטאפ וסיימונס ביקשו להרחיב את המיזם, והתחילו לתכנן תא טיסה המיועד לשניים: טייס ומדען, ואפילו קפסולה לחמישה אנשים שתשהה שבוע בגובה של 30 קילומטר. אבל תהליכים אחרים דחקו הצדה את השימוש בבלונים לחקר התפקוד האנושי בחלל. באוקטובר 1957 שיגרה ברית המועצות את הלוויין הראשון, ספוטניק 1, והקדימה את ארצות הברית, שוויכוחים פנימיים בין זרועות הצבא לגופי המחקר שלה מנעו ממנה לממש את יתרונה הטכנולוגי.

בינואר 1958 הוקמה סוכנות החלל נאס"א, במקום הוועדה הלאומית המייעצת בנושאי אווירונאוטיקה (NACA). הנשיא דווייט אייזנהאואר הקפיד מאוד למצב את נאס"א כגוף אזרחי, בניסיון לצמצם את המתיחות עם ברית המועצות, וכך הפקיע את פעילות החלל מהצבא, ובכלל זה מחיל האוויר שהפעיל את תוכנית ManHigh. האמריקאים והרוסים פתחו במירוץ להציב ראשונים אדם בחלל. התוכניות של וינזן וסטאפ נותרו על שולחן השרטוט.

סוף דבר

טיסות הבלונים המאוישות לסטרטוספרה לא הופסקו אחרי ManHigh. קיטינג'ר ביצע סדרת צניחות מקפסולות פתוחות שנישאו בעזרת בלוני הליום בתוכנית Excelsior, וב-1960 קבע שיא בצניחה מגובה 31.3 ק"מ – כשהוא מגיע במהלך הנפילה החופשית למהירות של 988 קמ"ש. לאחר מכן השתתף בטיסת Stargazer, שנועדה לבחון את איכות התצפית האסטרונומית מגובה רב. אבל בתקופה ההיא היו כבר קוסמונאוטים ואסטרונואטים שעשו הקפות ראשונות סביב כדור הארץ, וטיסות הבלון לא עוררו עניין רב.

קיטינג'ר עצמו חזר להטיס מטוסי קרב במלחמת וייטנאם וישב 11 חודשים בשבי אחרי שמטוסו הופל. בשנת 2012, בגיל 84, שימש בקר קרקע בצניחה המפורסמת של פליקס באומגרטנר מגובה 39 קילומטר, ששברה את שיאו מ-1960.

צניחה מגובה 30 ק"מ. קיטינג'ר מזנק מקפסולת "אקסלסיור" ב-1960 | צילום: חיל האוויר האמריקאי. מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל
צניחה מגובה 30 ק"מ. קיטינג'ר מזנק מקפסולת "אקסלסיור" ב-1960 | צילום: חיל האוויר האמריקאי. מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל

סיימונס פרסם לאחר טיסת ManHigh כמה מחקרים על איסוף מידע רפואי בעת טיסה ואבחונו מהקרקע, עד שב-1965 פרש מחיל האוויר והתמחה בחקר הכאב. הוא הלך לעולמו ב-2010.

סטאפ המשיך לעשות ניסויים הקשורים במצבי קיצון בתעופה, ובדק בין השאר אם טייסים יכולים להתמודד עם עוצמת הרוח במקרה של הרס חופת המטוס במהירות גבוהה. לאחר שפרש מחיל האוויר ב-1970 עבר לתחום הרכב, עסק במבחני ריסוק והיה מחלוצי המאבק להתקנת חגורות בטיחות במכוניות. עד מותו ב-1999 זכה בפרסים רבים, בהם מדליית הטכנולוגיה הנשיאותית. ב-2003 זכה בפרס ההיתולי "איגנובל" על תרומתו ל"חוק מרפי": כאספן נלהב של ממרות חוכמה, שגם פרסם ספר בנושא, הוא נחשב לאחד ממנסחי החוק בצורתו המוכרת "אם משהו יכול להשתבש – הוא אכן ישתבש". הוא קרא לחוק על שם אחד מעוזריו, סרן אדוארד מרפי, שתכנן לניסוייו רתמה עם חיישנים, אך התקין את כולם הפוך והם לא פעלו.  גם אחת מאמרותיו שלו נכללת ב"חוקי מרפי", בשם "הפרדוקס האירוני של סטאפ", הגורס כי "הכישרון האוניברסלי לחוסר כישרון הופך כל הישג של האנושות לנס שלא ייאמן".

למרות חייה הקצרים ודלי התקציב, תוכנית ManHigh הייתה צעד חשוב בדרך לחלל. הידע שנצבר במהלך שלוש המשימות, ובעיקר בזו של סיימונס, שימש את אנשי נאס"א בתכנון חלליות ומשימות חלל מאוישות וסיפק הצצה ראשונית לאתגרים הטכנולוגיים והמנטליים של שהות ארוכה בתנאי חלל. קיטינג'ר, סיימונס ושותפיהם לדרך הם במידה רבה חלוצי החלל האמיתיים, שעשו חלק גדול מהדרך הקשה לשם אך לא זכו להגיע עד לחלל עצמו.

2 תגובות

  • רועי

    מדהים נהניתי מאד

    מפורט מאד וכתוב בצורה מעניינת

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאיתי נבו

    תודה רבה!

    תודה רבה!