47,332
עריכות
שינויים
קפיצה לניווט
קפיצה לחיפוש
יצירת דף עם התוכן "'''הפלגה בחלל''' (Astronautics) או '''אסטרונאוטיקה''' היא ענף מדעי ומעשי העוסק בתאוריה ובהנדסה של הג..."
'''הפלגה בחלל''' (Astronautics) או '''אסטרונאוטיקה''' היא ענף מדעי ומעשי העוסק בתאוריה ובהנדסה של הגעה לחלל ומסעות בו. משמעות השם אסטרונאוטיקה הוא "הפלגה בחלל", בדומה לשמו של התחום המקביל, אווירונאוטיקה שמשמעותו "הפלגה באויר".
בדומה לאווירונאוטיקה, התנאים השוררים בחלל ומגבלות של מסה, טמפרטורה, ותנאים חיצוניים גורמים לכך שיישומים בחללל צריכים לעמוד במגבלות קיצוניות הדורשות מחקר מדעי ועמידה במגבלות הנדסיות וביולוגיות מסובכות: הגנה מפני תנאי וואקום חיצוני, הגנה קרינה מהשמש וקרינה קוסמית, התמודדות עם השדה המגנטי של כדור הארץ, התמודדות עם תת כבידה, מחסור בחומרים כמו מים ומזון, הצורך לדאוג להספקת אנרגיה מספקת והצורך לשמור על בריאות תקינה וסביבה אקולוגית מתאימה למחיה של בני האדם הם אתגרים עצומים. רכבי שיגור חייבים לעמוד בפני כוחות האצה וטמפרטורטות גבוהות, ולווינים יכולים לחוות שינויים גדולים בטמפרטורה בתוך זמן קצר.
כדי לשגר כמות גדולה של מסה מחוץ ל"באר הכבידה" של כדור הארץ יש צורך בכמות גדולה של [[אנרגיה]]. עובדה זו מציבה את אחת המגבלות החשובות בתחום ומאיטה מאד את יכולת להוציא בני אדם או ציוד רובוטי אל מחוץ לכדור הארץ. מגבלה זו מאלצת מהנדסים בתחום האסטרונואטיקה לחסוך ככל הניתן במסה כדי למקסם את כמות המטען שמגעיה למסלול היקפי. מסיבה זו התחום צועד בעקבות וחוקר נושאים הקשורים למיזעור טכנולוגי כגון המעבר מנורות ליבון לטרנזיסטורים, מזעור מערכות לטיהור חמצן מים וכדומה.
==הויכוח על נחיצות חקר המסע לחלל==
יש אנשים הטוענים כי חקר החלל כיום מתאפיין בהשקעות ממשליות בזבזניות שאינן מניבות כל תועלת לציבור. טיעון זה מושמע בעיקר מצד גורמי ימין כלכלי שטוענים שהשקעות ממשלתיות הן דבר מזיק הנובע מכפייה ממשלתית וכי עיקר התועלת לאנושות צומחת מתוך השקעות פרטיות למטרות השגת רווחים. כך שאם יהיו השקעות בחלל יש להתמקד רק בהשקעות פרטיות.
תומכי המסע לחלל מציגים דוגמאות ליתרונות שמחקר המסע לחלל הביא. דוגמה אחת היא טכנולוגיות שנדחפו על ידי המסע לחלל - פאנלים סולארים, שתלים שמנטרים את פעילות הלב, טיפולי אור בגידולים סרטניים, כלים ללא חוטים, תרכובות קלות משקל לטמפורטרות גבוהות, מצלמות כמו אלו שיש בטלפונים סלולרים,
מערכות טיהור מים קומפרטיות, טכנולוגיות ביו-רפואיות ומערכות חיפוש והצלה גלובליות.[http://www.nasa.gov/sites/default/files/files/Benefits-Stemming-from-Space-Exploration-2013-TAGGED.pdf] המצאות טכנולוגיות שנובעות מתוך תוכנית החלל האירופאית
כולל תוכנה, אנרגיה, ועוד[http://www.esa.int/esapub/br/br175/br175.pdf]
מחקר בסיסי שמבוסס על ממצאים מחקר החלל מסייע לנו להבין היבטים בביולוגיה כולל תחומים של פיזולוגיה אנושית, ביולוגיה של הצמח, הנדסת חומרים, ופיזיקה בסיסית. מחקרים בתגובת בני אדם למיקרו כבידה מסייעים בחקר הזיקנה. מחקרים על הסביבה של מאדים והאבוצלציה שלו מסייעים להבנת האבולוציה של כדור הארץ דבר שעוזר להבין את תהליכי [[שינוי האקלים]] שמתרחשים בכדור הארץ[http://www.nasa.gov/sites/default/files/files/Benefits-Stemming-from-Space-Exploration-2013-TAGGED.pdf]
יש הטוענים כי היתרון העיקרי של חקר החלל הוא בקיום לווינים ואילו המחקר על טיסות מאויישות הוא מיותר. אבל אם לווינים מביאים תועלת, אזי גם מעובורות שכן כרגע על ידי מעבורות מאויישות.
נאס"א טוענת כי יש יתרונות רבים לתחנת החלל החדשה[http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/benefits/]
הטענה כי השקעות ממשלתיות הן מיותרות היא טענה רחבה יותר, ונוגעת להבדל בין מחקר יישומי (שמנוהל לעיתים קרובות על ידי תאגידים גדולים) לבין מחקר בסיסי שהתועלת עבורו לטווח הקצר אינה תמיד ברורה, השלכות המחקר אינן תמיד ידועות מראש ועשויים לחלוף עשרות ואף מאות שנים בין קיום המחקר לבין היישום שלו בפועל. הסיכון לפירמות העוסקות בכך הוא גדול והן משתדלות להמעיט בהשקעות במחקר בסיסי ככל הניתן שכן החזר ההשקעה אינו בטוח ועלול לקחת זמן רב מאד. לדוגמה קיצונית חקר תורת המספרים היה ענף מתמטי תאורטי לחלוטין במשך אלפי שנים ללא כל יישום נראה לעין, אבל כיום הוא מאפשר את ההצפנות המקובלות באינטרנט (מפתח ציבורי ופרטי) המאפשרות תקשורת מאובטחת לצורך ביצוע עסקאות פיננסיות וקניות. ניתן לראות בסוג של מחקר בסיסי סוג של [[מוצר ציבורי]] שבו התועלת נוגעת לכולם אבל קשה לבצע הדרה של אנשים שלא שילמו על קיום המחקר.
==חקר החלל וקיימות==
אחד הנימוקים בעד חקר מסע החלל הוא נימוק של [[קיימות]] - כלומר יום אחד עלול להתרחש בכדור הארץ אסון סביבתי שעלול להכחיד את האנושות - לדגומה פגיעה של אסטרואיד (בדומה לזה שהכחיד את הדינזוארים), מחלה של התבואה ("ככלות העשב") או בעיות אקלים (התחממות עולמית). מול כל הבעיות האלה האנושות תהיה בטוחה יותר אם תתיישב גם בפלנטות אחרות. כמו כן היו מספר אסטרונטאים שבעקבות המסע אל מחוץ לכדור הארץ הפכו ל[[סביבתנות|תומכי הגנה על הסביבה]] שכן המסע לחלל מדגיש כמה הרבה יש בכדור הארץ, וכן עד כמה תלויות האומות השונות זו בזו במסגרת ה[[ביוספרה]] המשותפת לכולם.
בעוד שניתן לקבל טיעון של מסע לחלל כדרך להתמודד עם בעיות קיימות, יש זרמים בקיימות המצביעים על כך שמסעות לחלל עלולים ליצור אופטימיזם מפורז ולעודד [[אופטמיזם טכנולוגי]], מתוך ציפיה לפתור [[השפעות סביבתיות|בעיות אקולוגית]] חמורות כמו [[זיהום]] או פגיעה ב[[מערכות אקולוגיות]] על ידי מסע לחלל. דוגמה לדבר זה היא האמונה שמגבלת משאבים אינה חשובה שכן אם יהיו חסרים [[משאבים מתכלים]] כגון מתכות יקרות, ניתן יהיה לנסוע לאסטרודאים או לירח ו[[כרייה|לכרות אותם שם]], דוגמה אחרת היא המחשבה ש[[גידול אוכלוסין]] אינו מהותי שכן אם יהיו יותר מידי אנשים בכדור הארץ הדבר יעודד הגירה לישובים בפלנטות אחרות.
הבעיה במחשבה הראשונה היא שסוג אחד חשוב של [[משאבים מתכלים|המשאבים המתכלים]] החשובים בכדור הארץ הם [[דלק מחבצי]] - [[נפט]], [[פחם]] ו[[גז טבעי]] שנוצרו עקב תהליכים ביולוגיים ולכן אינם נמצאים בכמות גדולה מחוץ לכדור הארץ. אפשר לחשוב על כרייה יסודות כמו [[אורניום]] או [[תוריום]] לשם [[אנרגיה גרעינית]] אבל לכך יש מגבלות אחרות כגון בעיות בטיחות גרעינית ובעיות הנדסיות. מגבלה אחרת היא על מגבלות על שינוי של [[מחזורים אקולוגיים]] - לדוגמה [[שיא תפוקת הזרחן]] הוא מגבלת משב מתכלה מצד אחד, אבל בצד השני יש בעיה של כמות הזרחן שניתן להכניס לתוך המערכת האקולוגית בגלל שינויים של [[מחזור הזרחן]] (ראו [[גבולות פנטריים]]).
בטווח של מאות השנים הבאות לא נראה שניתן יהיה להוציא בני אדם בקלות מכדור הארץ, וגם אם כן (לדגומה על ידי [[מעלית חלל]]) יש בעיה של התיישבות בכוכבים אחרים. הסביבה מחוץ לכדור הארץ היא עויינת מאד ביעדים סבירים (ירח, אסטרואידים, מאדים) וכוללת התמודדות עם מחסור בחמצן, קור וחום קיצוניים, איומים מצד אסטרואידים ועוד. בנוסף כדי לקיים התיישבות שתחזיק מעמד במשך שנים יש צורך ב[[מערכת אקולוגית]] מתפקדת שתוכל לספק [[מזון]], וכן [[מים]] ומחזורים שלמים של כל היסודות הדרושים לבני האדם ולצמחים - [[מחזור הזרחן]], [[מחזור החנקן]] וכו'. נכון לשנת 2014, נעשה רק נסיון אחד רציני בתחום - [[ביוספרה 2]]] והוא נכשל בגלל קריסה אקולוגית.
תנאי מקדים לכך שניתן יהיה לייצב מערכות אקולוגיות בהתיישבויות כאלה הוא הבנה טובה יותר כיצד ניתן לקיים [[קיימות|קיימות ביולוגית]] ארוכת טווח כדו בתנאים קלים בהרבה שיש בכדור הארץ. לדוגמה קשה להניח שבתנאים קיצוניים של התיישבות חלל ניתן יהיה לקיים [[גידול אוכלוסין]] וגידול ב[[צריכת האנרגיה לנפש]] וגידול בצריכת משאבים שאופניינית כיום למערכת ה[[קפיטליזם|קפיטליסטית]] המחייב [[צמיחה כלכלית]]. יתר על כן מודלים של [[גידול מעריכי]] מראים שגם אם בדרך כלשהי ניישב את מאדים לדוגמה בתוך תקופה קצרה, אבל ימשך גידול אוכלוסין מהיר בקצב מעריכי, אזי בתוך תקופה קצרה של מספר עשרות שנים יש צורך שוב בעוד כדורי ארץ או כוכבי לכת דומים שאינם נמצאים בטווח סביר של הגעה בטכנולוגיות מסע שיש בידנו.
==ראו גם==
* [[ביוספרה 2]]
* [[ספינת החלל כדור הארץ]]
==קישורים חיצוניים==
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Astronautics מסע לחלל] בויקיפידה האנגלית
* [http://freakonomics.com/2008/01/11/is-space-exploration-worth-the-cost-a-freakonomics-quorum/ פריקונומקיס - מציג דעות שונות ומגוונות בשאלה האם מחקר (מאוייש) של החלל שווה את המחיר]
[[קטגוריה:טכנולוגיה]]
[[קטגוריה:חלל]]
[[קטגוריה:מדע]]
[[קטגוריה:קיימות]]
בדומה לאווירונאוטיקה, התנאים השוררים בחלל ומגבלות של מסה, טמפרטורה, ותנאים חיצוניים גורמים לכך שיישומים בחללל צריכים לעמוד במגבלות קיצוניות הדורשות מחקר מדעי ועמידה במגבלות הנדסיות וביולוגיות מסובכות: הגנה מפני תנאי וואקום חיצוני, הגנה קרינה מהשמש וקרינה קוסמית, התמודדות עם השדה המגנטי של כדור הארץ, התמודדות עם תת כבידה, מחסור בחומרים כמו מים ומזון, הצורך לדאוג להספקת אנרגיה מספקת והצורך לשמור על בריאות תקינה וסביבה אקולוגית מתאימה למחיה של בני האדם הם אתגרים עצומים. רכבי שיגור חייבים לעמוד בפני כוחות האצה וטמפרטורטות גבוהות, ולווינים יכולים לחוות שינויים גדולים בטמפרטורה בתוך זמן קצר.
כדי לשגר כמות גדולה של מסה מחוץ ל"באר הכבידה" של כדור הארץ יש צורך בכמות גדולה של [[אנרגיה]]. עובדה זו מציבה את אחת המגבלות החשובות בתחום ומאיטה מאד את יכולת להוציא בני אדם או ציוד רובוטי אל מחוץ לכדור הארץ. מגבלה זו מאלצת מהנדסים בתחום האסטרונואטיקה לחסוך ככל הניתן במסה כדי למקסם את כמות המטען שמגעיה למסלול היקפי. מסיבה זו התחום צועד בעקבות וחוקר נושאים הקשורים למיזעור טכנולוגי כגון המעבר מנורות ליבון לטרנזיסטורים, מזעור מערכות לטיהור חמצן מים וכדומה.
==הויכוח על נחיצות חקר המסע לחלל==
יש אנשים הטוענים כי חקר החלל כיום מתאפיין בהשקעות ממשליות בזבזניות שאינן מניבות כל תועלת לציבור. טיעון זה מושמע בעיקר מצד גורמי ימין כלכלי שטוענים שהשקעות ממשלתיות הן דבר מזיק הנובע מכפייה ממשלתית וכי עיקר התועלת לאנושות צומחת מתוך השקעות פרטיות למטרות השגת רווחים. כך שאם יהיו השקעות בחלל יש להתמקד רק בהשקעות פרטיות.
תומכי המסע לחלל מציגים דוגמאות ליתרונות שמחקר המסע לחלל הביא. דוגמה אחת היא טכנולוגיות שנדחפו על ידי המסע לחלל - פאנלים סולארים, שתלים שמנטרים את פעילות הלב, טיפולי אור בגידולים סרטניים, כלים ללא חוטים, תרכובות קלות משקל לטמפורטרות גבוהות, מצלמות כמו אלו שיש בטלפונים סלולרים,
מערכות טיהור מים קומפרטיות, טכנולוגיות ביו-רפואיות ומערכות חיפוש והצלה גלובליות.[http://www.nasa.gov/sites/default/files/files/Benefits-Stemming-from-Space-Exploration-2013-TAGGED.pdf] המצאות טכנולוגיות שנובעות מתוך תוכנית החלל האירופאית
כולל תוכנה, אנרגיה, ועוד[http://www.esa.int/esapub/br/br175/br175.pdf]
מחקר בסיסי שמבוסס על ממצאים מחקר החלל מסייע לנו להבין היבטים בביולוגיה כולל תחומים של פיזולוגיה אנושית, ביולוגיה של הצמח, הנדסת חומרים, ופיזיקה בסיסית. מחקרים בתגובת בני אדם למיקרו כבידה מסייעים בחקר הזיקנה. מחקרים על הסביבה של מאדים והאבוצלציה שלו מסייעים להבנת האבולוציה של כדור הארץ דבר שעוזר להבין את תהליכי [[שינוי האקלים]] שמתרחשים בכדור הארץ[http://www.nasa.gov/sites/default/files/files/Benefits-Stemming-from-Space-Exploration-2013-TAGGED.pdf]
יש הטוענים כי היתרון העיקרי של חקר החלל הוא בקיום לווינים ואילו המחקר על טיסות מאויישות הוא מיותר. אבל אם לווינים מביאים תועלת, אזי גם מעובורות שכן כרגע על ידי מעבורות מאויישות.
נאס"א טוענת כי יש יתרונות רבים לתחנת החלל החדשה[http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/benefits/]
הטענה כי השקעות ממשלתיות הן מיותרות היא טענה רחבה יותר, ונוגעת להבדל בין מחקר יישומי (שמנוהל לעיתים קרובות על ידי תאגידים גדולים) לבין מחקר בסיסי שהתועלת עבורו לטווח הקצר אינה תמיד ברורה, השלכות המחקר אינן תמיד ידועות מראש ועשויים לחלוף עשרות ואף מאות שנים בין קיום המחקר לבין היישום שלו בפועל. הסיכון לפירמות העוסקות בכך הוא גדול והן משתדלות להמעיט בהשקעות במחקר בסיסי ככל הניתן שכן החזר ההשקעה אינו בטוח ועלול לקחת זמן רב מאד. לדוגמה קיצונית חקר תורת המספרים היה ענף מתמטי תאורטי לחלוטין במשך אלפי שנים ללא כל יישום נראה לעין, אבל כיום הוא מאפשר את ההצפנות המקובלות באינטרנט (מפתח ציבורי ופרטי) המאפשרות תקשורת מאובטחת לצורך ביצוע עסקאות פיננסיות וקניות. ניתן לראות בסוג של מחקר בסיסי סוג של [[מוצר ציבורי]] שבו התועלת נוגעת לכולם אבל קשה לבצע הדרה של אנשים שלא שילמו על קיום המחקר.
==חקר החלל וקיימות==
אחד הנימוקים בעד חקר מסע החלל הוא נימוק של [[קיימות]] - כלומר יום אחד עלול להתרחש בכדור הארץ אסון סביבתי שעלול להכחיד את האנושות - לדגומה פגיעה של אסטרואיד (בדומה לזה שהכחיד את הדינזוארים), מחלה של התבואה ("ככלות העשב") או בעיות אקלים (התחממות עולמית). מול כל הבעיות האלה האנושות תהיה בטוחה יותר אם תתיישב גם בפלנטות אחרות. כמו כן היו מספר אסטרונטאים שבעקבות המסע אל מחוץ לכדור הארץ הפכו ל[[סביבתנות|תומכי הגנה על הסביבה]] שכן המסע לחלל מדגיש כמה הרבה יש בכדור הארץ, וכן עד כמה תלויות האומות השונות זו בזו במסגרת ה[[ביוספרה]] המשותפת לכולם.
בעוד שניתן לקבל טיעון של מסע לחלל כדרך להתמודד עם בעיות קיימות, יש זרמים בקיימות המצביעים על כך שמסעות לחלל עלולים ליצור אופטימיזם מפורז ולעודד [[אופטמיזם טכנולוגי]], מתוך ציפיה לפתור [[השפעות סביבתיות|בעיות אקולוגית]] חמורות כמו [[זיהום]] או פגיעה ב[[מערכות אקולוגיות]] על ידי מסע לחלל. דוגמה לדבר זה היא האמונה שמגבלת משאבים אינה חשובה שכן אם יהיו חסרים [[משאבים מתכלים]] כגון מתכות יקרות, ניתן יהיה לנסוע לאסטרודאים או לירח ו[[כרייה|לכרות אותם שם]], דוגמה אחרת היא המחשבה ש[[גידול אוכלוסין]] אינו מהותי שכן אם יהיו יותר מידי אנשים בכדור הארץ הדבר יעודד הגירה לישובים בפלנטות אחרות.
הבעיה במחשבה הראשונה היא שסוג אחד חשוב של [[משאבים מתכלים|המשאבים המתכלים]] החשובים בכדור הארץ הם [[דלק מחבצי]] - [[נפט]], [[פחם]] ו[[גז טבעי]] שנוצרו עקב תהליכים ביולוגיים ולכן אינם נמצאים בכמות גדולה מחוץ לכדור הארץ. אפשר לחשוב על כרייה יסודות כמו [[אורניום]] או [[תוריום]] לשם [[אנרגיה גרעינית]] אבל לכך יש מגבלות אחרות כגון בעיות בטיחות גרעינית ובעיות הנדסיות. מגבלה אחרת היא על מגבלות על שינוי של [[מחזורים אקולוגיים]] - לדוגמה [[שיא תפוקת הזרחן]] הוא מגבלת משב מתכלה מצד אחד, אבל בצד השני יש בעיה של כמות הזרחן שניתן להכניס לתוך המערכת האקולוגית בגלל שינויים של [[מחזור הזרחן]] (ראו [[גבולות פנטריים]]).
בטווח של מאות השנים הבאות לא נראה שניתן יהיה להוציא בני אדם בקלות מכדור הארץ, וגם אם כן (לדגומה על ידי [[מעלית חלל]]) יש בעיה של התיישבות בכוכבים אחרים. הסביבה מחוץ לכדור הארץ היא עויינת מאד ביעדים סבירים (ירח, אסטרואידים, מאדים) וכוללת התמודדות עם מחסור בחמצן, קור וחום קיצוניים, איומים מצד אסטרואידים ועוד. בנוסף כדי לקיים התיישבות שתחזיק מעמד במשך שנים יש צורך ב[[מערכת אקולוגית]] מתפקדת שתוכל לספק [[מזון]], וכן [[מים]] ומחזורים שלמים של כל היסודות הדרושים לבני האדם ולצמחים - [[מחזור הזרחן]], [[מחזור החנקן]] וכו'. נכון לשנת 2014, נעשה רק נסיון אחד רציני בתחום - [[ביוספרה 2]]] והוא נכשל בגלל קריסה אקולוגית.
תנאי מקדים לכך שניתן יהיה לייצב מערכות אקולוגיות בהתיישבויות כאלה הוא הבנה טובה יותר כיצד ניתן לקיים [[קיימות|קיימות ביולוגית]] ארוכת טווח כדו בתנאים קלים בהרבה שיש בכדור הארץ. לדוגמה קשה להניח שבתנאים קיצוניים של התיישבות חלל ניתן יהיה לקיים [[גידול אוכלוסין]] וגידול ב[[צריכת האנרגיה לנפש]] וגידול בצריכת משאבים שאופניינית כיום למערכת ה[[קפיטליזם|קפיטליסטית]] המחייב [[צמיחה כלכלית]]. יתר על כן מודלים של [[גידול מעריכי]] מראים שגם אם בדרך כלשהי ניישב את מאדים לדוגמה בתוך תקופה קצרה, אבל ימשך גידול אוכלוסין מהיר בקצב מעריכי, אזי בתוך תקופה קצרה של מספר עשרות שנים יש צורך שוב בעוד כדורי ארץ או כוכבי לכת דומים שאינם נמצאים בטווח סביר של הגעה בטכנולוגיות מסע שיש בידנו.
==ראו גם==
* [[ביוספרה 2]]
* [[ספינת החלל כדור הארץ]]
==קישורים חיצוניים==
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Astronautics מסע לחלל] בויקיפידה האנגלית
* [http://freakonomics.com/2008/01/11/is-space-exploration-worth-the-cost-a-freakonomics-quorum/ פריקונומקיס - מציג דעות שונות ומגוונות בשאלה האם מחקר (מאוייש) של החלל שווה את המחיר]
[[קטגוריה:טכנולוגיה]]
[[קטגוריה:חלל]]
[[קטגוריה:מדע]]
[[קטגוריה:קיימות]]