לשגר לחלל בלי טילים

שנת 2025, כמו קודמותיה, שברה שיאים במספר שיגורי הטילים לחלל. הפעילות האנושית בחלל גדלה והולכת בקצב עצום – שידורי טלוויזיה, אינטרנט, צרכים ביטחוניים, ניווט, חיזוי מזג אוויר, ניטור סביבתי ואפילו מסחר מקוון נעשים כיום באמצעות לוויינים. בנוסף יש עוד הרבה משימות חלל מאוישות ולא מאוישות למחקר מדעי, טלסקופי חלל לאסטרונומיה, ניסויים ביולוגיים וכימיים במיקרו-כבידה, טכנולוגיות לניקוי פסולת חלל ועוד. ככל שהפעילות בחלל מתגברת, עולה גם המחיר הסביבתי של שיגורי טילים, וגם המחיר הכלכלי שלהם. למרות התפתחויות טכנולוגיות מרשימות, וטילים מתקדמים כמו סטארשיפ של ספייס אקס או ניו גלן החדש של בלו אוריג’ין, שיגור מטענים לחלל עדיין עולה אלפי דולרים לקילוגרם. חברת הזנק ישראלית מציעה פתרון חדש, שלא יתחרה אמנם בענקיות כאלה, אבל ישלים את השירות שלהם באמצעות מערכת שיגור זולה קבועה, שאינה מבוססת על הנעה כימית, אלא על האצה למהירויות גבוהות מאוד באמצעות חשמל.

טכנולוגיות שהבשילו

הרעיון שמציעה חברת Moonshot Space, שקמה ב-2024, אינו חדש. למעשה – הוא נהגה עוד הרבה לפני שבני אדם בכלל שיגרו דברים לחלל. כבר בספר הוותיק של ז’ול ורן “מהארץ לירח” (1865), שגם עוּבָּד לסרט המדע הבדיוני הראשון, הגיבורים נורים אל הירח בחללית המשוגרת מתותח ענקי. זה אמנם לא אפשרי פיזיקלית, אבל רעיונות ספרותיים מאוחרים יותר, וגם תיאוריות מדעיות, החליפו את התותח במסילה ארוכה שמאיצה קפסולה למהירות עצומה בעזרת חשמל או מגנטיות – מהירות שמספיקה כדי להביא את הקפסולה לחלל, או – בחלק מסיפורי המדע הבדיוני – לשגר מטענים מהירח לכדור הארץ. זו גם הסיבה שמייסדי החברה בחרו בשם Moonshot – למרות שבינתיים אין להם כוונות לשגר לירח.

המייסדים של החברה הם הילה חדד חמלניק, בעבר מנכ”לית משרד החדשנות והמדע וחברה בצוות הפיתוח של כיפת ברזל; פרד סימון, מייסד שותף של יוניקורן התוכנה JFrog; ושחר בהירי, מייסד שותף של חברת Valerann המתמחה בתחבורה חכמה מבוססת בינה מלאכותית. הם צירפו כמה בכירים לשעבר ממערכת הביטחון ומתחומי ההייטק, היזמות, החלל והדיפלומטיה, והצליחו לגייס ממשקיעים כ-12 מיליון דולר לפיתוח המיזם. החברה שהוקמה רק לפני כשנה וחצי מעסיקה כיום 32 עובדים, רובם במרכז המחקר שלה בפארק התעשייה בקיסריה. שם הם בונים אבטיפוס קטן של המערכת המתוכננת, שיוכל לדבריהם להביא קפסולה של כמה קילוגרמים למהירות של שני קילומטרים בשנייה, או 7,200 קמ”ש. בהמשך הם מתכוונים לבנות מערכת בגודל מלא, שתאיץ קפסולה במשקל טונה אחת למהירות של שמונה קילומטרים בשנייה (28,800 קמ”ש), הדרושה כדי להיכנס למסלול סביב כדור הארץ.

הרעיון הוא להאיץ את הקפסולה בתוך צינור ישר באורך של 4-2.5 קילומטרים, בזווית של 20-15 מעלות מעל האופק, בעזרת זרם חשמלי שמגיע ממערכת ענקית של קבלים שפורקים חשמל במהירות עצומה ובתזמון מדויק מאוד. הדבר כבר נוסה בעבר, בתקופת המלחמה הקרה וגם בעשורים האחרונים, בינתיים בלי הצלחה. זה לא מרתיע את היזמים מקיסריה, שטוענים כי בשנים האחרונות הבשילו טכנולוגיות בתחומי אלקטרוניקת הספק מהירה, חיישנים ומיקרו־קונטרולרים חזקים, וסימולציות רב־פיזיקליות, שמאפשרות להשלים בהצלחה פיתוח של מערכת כזו. למעשה, אמר אחד מבכירי החברה, הקניין הרוחני העיקרי שלה הוא בתחום התוכנה: מערכת שמאפשרת פרופיל פריקה שונה בכל סליל האצה, כדי למרכז את הקפסולה בצינור ולהאיץ אותה למהירות הדרושה כדי להגיע לחלל.

מגבלות ואתגרים

בחברה מדגישים כי אין בכוונתם להתחרות בספקי שיגור מובילים, אלא להשלים את השוק בנישה שעד היום לא הייתה קיימת, ולהציע תחרות כלכלית במטענים מסוימים. בשיגורים של טילים רגילים, רוב רובה הגדול של מסת הטיל הוא הדלק, ורק 4-2 אחוזים מהמסה הם המטען שהטיל צריך לשאת לחלל. בשיטת ההאצה החשמלית הם טוענים שאפשר להגיע ליחס מטען הרבה יותר טוב, אפילו 40 אחוז. כלומר, אם הקפסולה שוקלת טונה אחת, היא יכולה לשאת למסלול סביב כדור הארץ מטען של 400 קילוגרם, ואפילו יותר. לדבריהם, גם צריכת החשמל של המתקן לא אמורה להיות גדולה במיוחד: הסוד הוא בפריקה מהירה מאוד של קבלים, והטעינה שלהם יכולה להסתכם בסדר גודל של מאות דולרים לשיגור.

הבעיה העיקרית בשינוע מטענים לחלל בשיטה הזו, היא כוחות g עצומים שפועלים על המטען. בשיגור אנכי רגיל הטיל צובר מהירות בהדרגה, וכוחות ההאצה שפועלים עליו ועל תכולתו מגיעים לרוב ל-4-3 g, פי שלושה או ארבעה מכוח הכבידה של כדור הארץ. כלומר, אסטרונאוט שיושב בהם יחוש לזמן מה כי משקלו גדול פי שלושה או פי ארבעה מהמשקל האמיתי שלו. במקרים קיצוניים אסטרונאוטים יכולים להתמודד עם כוחות g כפולים מכך, ואפילו יותר. ואולם, במערכת שיגור שמאיצה את הקפסולה לכמעט 29 אלף קמ”ש תוך שניות, המטען צריך להתמודד עם תאוצה בסדרי גודל של מאות g – שתהרוג כל אדם, וכנראה כל מערכת ביולוגית אחרת. גם רוב המטענים הלא ביולוגיים אינם בנויים להתמודד עם תאוצות כאלה, ומערכת השיגור לא מתאימה לציוד אלקטרוני או אופטי רגיש. בחברה מייעדים אותה בעיקר לאספקת מטענים חיוניים כמו מים, חמצן, דלקים או חומרי בנייה לתחנות חלל או ללוויינים. למעשה, כבר יש לה הסכמים ראשוניים עם חברות שמפתחות מערכות להארכת חיי לוויינים באמצעות תדלוק בחלל, כשאספקת הדלק בשיטה כזו תוכל לכאורה להוזיל מאוד את עלויות המשימה.

בעיה נוספת קשורה למסלול השיגור. מכיוון שלא מדובר בשיגור אנכי, כמו טיל, אלא בשיגור בזווית נמוכה של עצם שנע במהירות עצומה, הקפסולה עלולה לסכן כלי טיס גם במרחק גדול מאתר השיגור. מכיוון שהכוונה היא לבנות מערכת שמסוגלת לשגר מטענים גדולים כמה פעמים ביממה – הגורם המגביל הוא זמן הטעינה של הקבלים אחרי כל שיגור – יהיה צורך למקם אותה באזור נידח, הרחק ממסלולי טיסה מסחריים, וכמובן שיהיה צריך לשנע לשם את המטענים. כמו כן, מכיוון שמדובר בצינור שיגור באורך קילומטרים, אי אפשר לסובב אותו, כך שהוא יוכל לשגר מטענים לטווח מוגבל יחסית של מסלולים מבחינת הזווית סביב כדור הארץ (אינקלינציה). אפשרות אחרת היא לצייד את המטען בקפסולה במערכת הנעה שתאפשר לו לשנות מסלול בחלל, אבל מערכת כזו תחייב להקטין את המטען עצמו.

ניסויי נשק

בחברת Moonshot מקווים להעמיד כבר בלוח זמנים קצר יחסית מערכת ניסוי באורך 25 מטרים, שתאפשר להאיץ מטענים של קילוגרמים אחדים ל-7,200 קמ”ש. את המטענים האלה אין בכוונתם לשגר לחלל, אלא אל חומה שתמנע את פגיעתם בעצמים אחרים. גם הניסויים בקנה מידה זה אמורים להניב מידע רב, לא רק על מערכת ההאצה עצמה, לקראת פיתוח של משגר בקנה מידה גדול, אלא גם לתעשיית הנשק. אחד הפיתוחים החמים בעולם הוא טילים היפרסוניים, שטסים במהירות גדולה פי חמישה ממהירות הקול. מערכת שמסוגלת להאיץ עצמים למהירות גבוהה אף יותר, תוכל לשמש לבחינת הטכנולוגיות של הטילים האלה בעלות נמוכה, לבחינת מערכות יירוט ועוד.

במקביל מתכוונים בחברה להקים עוד לפני סוף העשור מערכת לשיגורים תת-מסלוליים, ובעשור הבא – מערכת לשיגור מטענים לחלל. בחברה מדגישים כי הכוונה היא לא להחליף טילים, שימשיכו לשגר דברים יקרים ורגישים כמו לוויינים, חלליות ואסטרונאוטים, אלא לייצר שכבת אספקה יומית וזולה, שתאפשר להביא מטענים קטנים ועמידים לנקודה מדויקת בחלל באופן יומיומי ובמחיר נמוך. המשימה שלנו, אומרים בחברה, היא לבנות את שכבת הלוגיסטיקה שחסרה בין המשגרים לבין התשתיות, ולאפשר כלכלה של פעילות רציפה בחלל.