לגור מחוץ לכדור הארץ

תחנת החלל הבינלאומית היא מבנה החלל הגדול ביותר שמקיף את כדור הארץ כיום. התחנה הורכבה באופן מודולרי מאז נובמבר 1998, במיזם משותף של ארצות הברית, רוסיה, יפן, סוכנות החלל האירופית וקנדה. התחנה משמשת למחקרים בתחומי הביולוגיה, הכימיה, הפיזיקה והרפואה, ומאפשרת לאסטרונאוטים לחקור את ההשפעה של כבידה אפסית, קרינה וחלקיקים שקיימים מעל האטמוספירה. התחנה מקיפה את כדור הארץ במסלול נמוך, בין 330 ל-435 קילומטר מעל פני השטח), מה שמאפשר ביקורים שוטפים של חלליות מאוישות ולא מאוישות, ובעבר מעבורות חלל, שמספקות לתחנה דלק, מזון וחלקי חילוף, ומאפשרת תחלופה של אנשי הצוות.

תחנת החלל הבינלאומית נבנתה על בסיס הידע והניסיון שנרכש במהלך השנים בהן פעלו תחנות חלל קודמות, בראשן התחנה הרוסית מיר ותחנת החלל האמריקאית Skylab. תחנת החלל מיר פעלה עד 2001 כשהיא הוחלפה סופית על ידי פעילות בתחנת החלל הבינלאומית. התחנה נבנתה ממודולים נפרדים - מעין חדרים המתחברים זה לזה - שיוצרו במדינות שונות, וחוברו בהדרגה עד שנת 2011. התחנה מאפשרת שהות ארוכה בחלל, ומשנת 2000 מאוכלסת דרך קבע בצוותים של אסטרונאוטים וקוסמונאוטים ממדינות שונות.

אין משמעות ל"למעלה" או "למטה" בחוסר כבידה. צוות 38 בתחנת החלל הבינלאומית | צילום: NASA

מחקרים מדעיים

תחנת החלל נמצאת קרוב מספיק לכדור הארץ כדי לחוש בכוח משיכה שאינו קטן בהרבה מכוח המשיכה על פני השטח. העובדה שהתחנה נמצאת במסלול "נפילה חופשית" גורם לכך שכח המשיכה האפקטיבי בתחנה שואף לאפס. אפשר לדמות זאת למעלית שנופלת בנפילה חופשית, כך שכל הגופים בתוכה נעשים חסרי משקל. בתנאים של חוסר משקל, או "נפילה חופשית", ניתן לקיים ניסויים שקשה מאד לבצע על פני כדור הארץ.

ניסויים בהיווצרות גבישים של חלבונים, התפתחות של חיידקים, וכן השפעת תנאי חוסר כבידה על גוף האדם נערכים בתחנה. ההשפעות על גוף האדם עקב חוסר כבידה וחשיפה לאורך זמן לקרינה קוסמית, חשובות במיוחד כאשר שוקלים אפשרות לשלוח בני אדם לחקור את מערכת השמש. שהייה ממושכת בתחנת החלל מאפשר בדיקה בסביבה מבוקרת וקרובה לכדור הארץ, של הבעיות הבריאותיות שעלולות להשפיע על צוות של מסע מאויש לכוכב לכת אחר, למשל במסע למאדים.

כמו כן, תחנת החלל משמשת למחקרים אסטרונומיים. למשל מדידה של חלקיקי קרינה קוסמית שלא ניתן לבצע על פני כדור הארץ בגלל שרוב החלקיקים נבלעים באטמוספירה. טלסקופים שמותקנים על תחנת החלל אינם מושפעים מהבליעה והעיוותים שנגרמים בגלל האטמוספירה, וגלאים של קרני רנטגן יכולים למדוד מקורות שונים ואפילו יכולים לשמש לניווט בחלל העמוק. נוסף על הניסויים והעבודה המדעית לאסטרונאוטים יש גם מטלות שונות הקשורת בתחזוקה של תחנת החלל, משינויי מסלול, דרך בדיקת המערכות השונות וטיפול שוטף בהן, ועד עבודות ניקיון של התחנה. לעתים הם גם נדרשים לצאת למשימות תחזוקה מחוץ לתחנה.

המסלול של התחנה קרוב יחסית לפני השטח, ומאפשר תעבורה רציפה של אספקה וחילופים של אנשי צוות שלא הייתה מתאפשרת באותה קלות במסלולים גבוהים. מאידך, התחנה חייבת לבצע שינויי מסלול קלים כדי להתגבר על כוח גרר שנגרם מהחלק העליון והדליל של האטמוספירה, וכן כדי להתחמק מהיתקלות בלוויינים ושאריות של לוויינים וטילים שנמצאים במסלול נמוך.

הקוסמונאוט הרוסי דמיטרי קונדרטייב והאסטרונאוט האיטלקי פאולו נספולי מצלמים את כדור הארץ מהתחנה | צילום: NASA

חיים בחלל

תחנת החלל הבינלאומית היא העצם המלאכותי הגדול ביותר שהוצב בחלל אי פעם. כיום היא בעלת מסה של יותר מ-400 טונות, אורכה כ-108 מטרים, רוחבה כ-73 מטרים וגובהה כ-20 מטר. חלק עצום מהתחנה תופסים הלוחות הסולריים המשמשים אותה לייצור חשמל. מתחם המגורים והעבודה של הצוות, כלומר החדרים שיש בהם לחץ אוויר, הוא בעל נפח כולל של כ-930 מ' מעוקב. לשם השוואה, נפח תא הצוות במעבורת החלל היה כ-74 מטר מעוקב, ובחלליות סויוז המסיעות אסטרונאוטים אל התחנה וממנה מצטופפים אנשי הצוות בנפח של ששה מטרים מעוקבים בלבד. הסיבה שאזור המחיה של האסטרונאוטים מחושב כנפח ולא כשטח מחיה, היא שבתנאי חוסר הכבידה אין משמעות ל"למעלה", "למטה" או "על הצד" - ה"רצפה", ה"תקרה" וה"קירות" - משמשים כולם אזורי עבודה. אפשר לראות בתחנה שני אסטרונאוטים רכונים על מכשור מדעי, כשאחד מהם הפוך לעומת האחר, אבל כל אחד מהם מרגיש כאילו הוא זה שרגליו על הרצפה.

בדרך כלל שוהים בתחנה ששה אסטרונאוטים, שני צוותים של שלושה. כל צוות שוהה בתחנה כחצי שנה, וההחלפות נעשות כל שלושה חודשים. מכיוון שצוות התחנה חווה 16 שקיעות שמש וזריחות שמש בכל יממה, נקבע שרירותית כי השעה בתחנה היא של קו האורך אפס (מה שנקרה בעבר שעון גריניץ', וכיום מכונה Coordinated Universal Time או בקיצור UTC). יום העבודה של האסטרונאוטים מתחיל לרוב בשש בבוקר וכולל כעשר שעות עבודה עם הפסקות לארוחות, מנוחה ופעילות גופנית. כדי לצמצם את הידלדלות העצם ואובדן מסת השריר הנגרמים בשל תנאי חוסר הכבידה, האסטרונאוטים נדרשים להתאמן לפחות שעתיים ביום מול התנגדות: למשל - דיווש על אופני כושר או ריצה על הליכון, כשהם קשורים במערכת גומיות המחייבת אותם להפעיל שרירים.

לכל אסטרונאוט בתחנה יש חדרון פרטי זעיר. מכיוון שבתנאי חוסר הכבידה אין משמעות לכיוונים, הם אינם צריכים לישון בשכיבה, או יותר נכון יכולים לשכב גם בעמידה, וכוך השינה הוא מעין ארונית עם שק שינה שהם משתחלים לתוכו כדי שלא ירחפו בשנתם. האוכל בתחנת החלל מורכב בעיקר ממנות ארוזות בוואקום, או תבשילים שיש להוסיף להם מים חמים, אבל כמעט אין תוצרת טריה או מקוררת. בסופו של דבר, כששאריות האוכל מוצאות את דרכן לקצה השני של מערכת העיכול, יש בתחנה שירותים המבוססים על משאבות ואקום, ומונעים מהתוצרת להתפזר בחלל התחנה בשל חוסר הכבידה.

התחנה מקיפה את כדור הארץ כל שעה וחצי בערך. כשהיא התחנה עוברת בשמיים מעלינו, אפשר לעיתים לראות אותה בעין, בלי עזרת טלסקופ. מכיוון שהיא נעה במסלול נמוך, רוב שעות הלילה היא נמצאת בצילו של כדור הארץ ואינה מוארת על ידי השמש, כך שלא ניתן להבחין בה. כאשר התחנה עוברת מעלינו בשעות הערב או בשעות הבוקר המוקדמות, לעיתים המסלול שלה עובר באזור שהשמש עדיין מאירה אותו בזמן שעל פני הקרקע כבר חושך. זה הזמן הטוב ביותר לחפש לוויינים. כאשר היא מוארת על ידי השמש, תחנת החלל יכולה להיות בהירה באופן משמעותי מהכוכבים בשמיים, והיא גם נעה בקצב מהיר וחוצה את השמיים. אפשר להתעדכן במעברים צפויים של התחנה באתרים כמו Heavens above שמתעדכנים במיקומם של לוויינים וגופים שמימיים רבים.

סיור בתחנת החלל - ביקור מודרך בתחנה עם האסטרונאוטית האמריקאית סוניטה ויליאמס (באנגלית):