היום מלאו 40 שנה לשיגור מעבורת החלל הראשונה. מעבורת חלל היא למעשה חללית מאוישת רב פעמית, הממריאה מכדור הארץ לחלל, מקיפה את כדור הארץ כמה פעמים ונוחתת בחזרה. מעבורות החלל של ארה"ב פעלו במשך 30 שנה, ובמהלך 135 טיסות שיגרו לחלל אסטרונאוטים ולוויינים, וערכו ניסויים שונים.

לפני 40 שנה, ב־12 באפריל 1981, שוגרה מעבורת החלל קולומביה (Columbia) למשימת STS-1, משימת המעבורת הראשונה בהיסטוריה. 

ראשית, מה צריך לעשות על מנת להגיע לחלל ולהיכנס למסלול סביב כדור הארץ? צריך שמעבורת החלל תמריא מהר, ממש ממש מהר (להסבר מורחב מוזמנים לקרוא את הפוסט [1]). אז אנחנו רוצים שמעבורת החלל הכבדה שלנו (הקולומביה שקלה 81 טון) תגיע למהירות של 28,000 קמ''ש - איך מבצעים זאת? מחברים אותה לרקטות ולמיכל דלק ענק. לכן, כל מעבורת מורכבת בעת השיגור משלושה רכיבים: גוף המעבורת, מיכל דלק גדול ורקטות האצה. רקטות ההאצה של מעבורת החלל (ראו תרשים, שני הגלילים הלבנים בצד החללית) הונעו בדלק מוצק, פעלו כשתי דקות ולאחר מכן התנתקו וצנחו אל האוקיינוס, משם נאספו והוכשרו לשימוש חוזר. לאחר ניתוק הטילים המשיכה החללית בתנועה, תוך התבססות על שלושת המנועים שלה. מנועים אלו פעלו כשמונה דקות וקיבלו הזנה של דלק (מימן נוזלי) וחמצן נוזלי מהמיכל החיצוני (בצבע חום). מיכל זה התנתק ונפל חזרה לכדור הארץ בזמן יציאת המעבורת לחלל. מעבורת החלל הגיעה לחלל, נכנסה למסלול Low Earth Orbit וביצעה את משימתה. 

לאחר ביצוע המשימה הייתה צריכה המעבורת לחזור לכדור הארץ. החזרה לכדור הארץ התבצעה מגובה של 500-300 קילומטרים. היא כללה בשלב הראשון האטה ממהירות ההקפה, ולאחר מכן סיבוב של המעבורת סביב עצמה, כך שהכניסה לאטמוספרה תתבצע עם החלק התחתון של המעבורת כלפי האדמה. מגובה של כ-120 קילומטרים, צפיפות האוויר גדולה מספיק על מנת שהמעבורת תוכל לדאות עד לנחיתה על המסלול. לאחר הנחיתה עברה המעבורת סדרת בדיקות, תיקונים והכנות לשימוש נוסף.

המעבורת יכלה לשאת עד שמונה אסטרונאוטים והייתה בעלת כושר נשיאה של 27-18 טון "משקל מועיל" (כלומר, מה שהמעבורת יכולה לשאת בנוסף למשקלה העצמי). הדבר אפשר לה לבצע משימות מגוונות: שיגור לוויינים, ניסויים בתנאי חלל, הצבת טלסקופ החלל הַאבל, החלפת אסטרונאוטים בתחנת החלל הבין לאומית ועוד.

המשימה הראשונה (שאנו מציינים בפוסט זה) הייתה קצרה יחסית ונמשכה 54 שעות בלבד, אך זה הספיק לה להקיף את כדור הארץ 36 פעמים. מטרתה העיקרית הייתה בדיקת המערכות של מעבורת החלל, בטיחות השלבים השונים (המראה, כניסה למסלול ונחיתה) ובדיקת הביצועים של המעבורת בתנאי אמת. המטען היחידי שהיא נשאה עמה כלל ציוד מדידה וחיישנים שונים. משימה זו והמידע שנאסף סללו את הדרך להמשך התוכנית ולשאר השיגורים [2].

בשנים האחרונות של התוכנית כללו המשימות בעיקר בנייה ותחזוק של תחנת החלל הבינלאומית (ISS). תחנת החלל הבינלאומית, (International Space Station) היא תחנת מחקר המקיפה את כדור הארץ בגובה ממוצע של 400 קילומטרים. התחנה מאוישת בצוותים מלאומים שונים (15 מדינות שונות עד כה) ומבוצעים בה ניסויים שונים בתנאי חלל. התחנה היא נדבך משמעותי בחקר החלל, פיתוח הידע המדעי והשפעת השהות בחלל על גוף האדם. 

לדוגמה, לאחרונה התפרסם מחקר שהראה שהחדר השמאלי בלִבו של אסטרונאוט ששהה שנה בחלל הצטמק ביותר מרבע! [3].

המשימה הראשונה של בניית התחנה בוצעה על ידי המעבורת Endeavour בשנת 1998. מאז לקחו המעבורות חלק עיקרי בבניית התחנה ובשינוע רכיבים ואסטרונאוטים אליה ובחזרה. הדבר נמשך עד שנת 2011 [4].

יחד עם ההישגים המרשימים ליוו את התוכנית השאפתנית גם אסונות. שני המפורסמים מביניהם היו אובדן של שתי מעבורות ו-14 אנשי הצוות בתוכן. בינואר 1986, 73 שניות לאחר השיגור, התפוצצה מעבורת החלל צ'לנג'ר (Challenger) בעקבות כשל ברקטת ההאצה הימנית. בשנת 2003 התפרקה ונשרפה בעת החדירה לאטמוספירה מעבורת החלל הראשונה קולומביה, במשימה שבה השתתף האסטרונאוט הישראלי אילן רמון ז''ל.

מעבורות החלל שוגרו במשך 30 שנה, עד 21 ביולי 2011. בתקופה זו נבנו חמש מעבורות, שלקחו חלק משמעותי בחקר החלל ובבניית תחנת החלל הבינלאומית. תכנון וביצוע המשימות בעזרת המעבורות הם הישג הנדסי מרשים, וללא ספק אבן דרך משמעותית בחקר החלל.

הערות והרחבות: 

[1] מסלולים בחלל 

[2] מטרות השיגור הראשון  

[3] מחקר - התכווצות לב אנושי בתנאי תת כבידה

[4] הרכבת תחנת החלל הבינלאומית