בשנים האחרונות הטיסות לחלל חוזרות אל הכותרות. לפני כמה שבועות, למשל, הוכרז שאיש העסקים וטייס הקרב לשעבר איתן סטיבה יהפוך לאסטרונאוט הישראלי השני, והוא צפוי לטוס לחלל בסוף 2021 ולבצע ניסויים בתחנת החלל הבינלאומית. שיגורו של סטיבה מצטרף לשורה של משימות מאוישות שמתוכננות לשנים הקרובות: נאס"א הודיעה שעד 2024 היא תשלח שוב בני אדם אל הירח (לראשונה מאז 1972), ובתוך כך גם תשגר לירח אישה ראשונה. ואילו Space X, חברת החלל של היזם הסדרתי אילון מאסק, מתחרה בנאס"א במטרה להיות הראשונה שתשלח בני אדם אל היעד הבא: מאדים.
שיגור של Space X לחלל
(צילום: רויטרס)
אם העתיד אכן יביא עמו עלייה בכמות הטיסות לחלל, הדבר יוביל גם לשריפת דלק טילים רב - תהליך שבו משתחררות אל האטמוספרה כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני, שפליטתו מאיצה את קצב נזקיו של משבר האקלים.
חברה אמריקנית מפתחת כיום פתרון אפשרי לבעיה: דלק טילים שמיוצר מפחמן דו-חמצני.
כמות הפחמן הדו-חמצני שמשתחררת בעת שליחת טיל לחלל היא אדירה: בכל שיגור של Starship, חללית שמפותחת כיום על ידי Space X במטרה לשלוח בני אדם למסלול סביב כדור הארץ, לירח ולמאדים, צפויים להיפלט לא פחות מ-715 טון של פחמן דו-חמצני (כמות שדומה לזו שמשתחררת במהלך 10 טיסות מחופה המערבי של ארצות הברית לחופה המזרחי במטוס ג'מבו).
"כיום מתדלקים טילים בעיקר בדלקים פחמימניים – תוצרים של נפט", אומר יואב לנדסמן, יזם בתחום החלל ולשעבר סגן מנהל משימת "בראשית". "עד כה, בתעשייה המסורתית, לא הייתה שום התייחסות מיוחדת לנושאים סביבתיים".
לדברי חברת Air Company, שמפתחת את דלק הטילים החדש, ארגונים כמו חברות החלל הפרטיות Space X ובלו אוריג'ין מעוניינים לשנות את המצב, ולהחליף את דלק הטילים שלהם באלטרנטיבות סביבתיות יותר.
ללכוד פחמן דו-חמצני מהאוויר
Air Company היא חברה מניו יורק שהשתמשה עד כה בפחמן דו-חמצני מהאוויר לייצורו של מוצר אחר לגמרי: וודקה ידידותית לסביבה (הפקת אתנול נקי מפחמן דו-חמצני). על פי החברה, הם מייצרים וודקה, כאשר קילו אחד של אתנול מיוצר על ידי הסרת קילו וחצי של פחמן דו-חמצני מהאטמוספרה. יום אחד, אנשי החברה החליטו לבדוק מה יקרה אם הם יכוונו את הטמפרטורה שבה פועלת המערכת לערך גבוה מהרגיל וישנו חלק מהפרמטרים שמשפיעים על תפקודה. להפתעתם, הם גילו שבתנאים אלה הם מסוגלים ליצור דלק טילים סביבתי יותר בצורה יעילה – והחליטו להתרחב אל מעבר לשוק האלכוהול.
המערכת של Air Company לוכדת פחמן דו-חמצני מהאוויר, מפרקת אותו בשילוב עם מים בעזרת זרזים (קטליזטורים) מיוחדים (חומרים כימיים שעל פני השטח שלהם מתרחשות תגובות כימיות שהופכות מולקולות כמו פחמן דו-חמצני למולקולות אחרות) ומייצרת מהם חומר אחר - במקרה הזה, דלק טילים. המערכת כולה מתופעלת על ידי חשמל המופק מאנרגיה סולארית, ותוצר הלוואי היחיד שלה הוא חמצן.
הדלק שהחברה מייצרת הוא מתאן נוזלי - דלק הטילים שבו ייעשה שימוש במיזמי חלל חדשים כמו Starship. בדרך כלל, מתאן נוזלי מיוצר מגז טבעי, שהוא דלק פחמימני, ולכן בשריפתו משתחרר פחמן דו-חמצני אל האטמוספרה. גם בשריפתו של הדלק החדש תיפלט כמות דומה של פחמן דו-חמצני, אך עקב העובדה שהוא יוצר מלכתחילה מפחמן דו-חמצני שנלקח מן האוויר, בנטו, שריפתו לא תגרום להגדלת הכמות הכוללת של פחמן דו-חמצני באטמוספרה. הדלק החדש יוכל לשמש גם להנעת כלי תחבורה אחרים, כמו ספינות, אם כי החברה מתמקדת בתעשיית החלל.
לייצר דלק על מאדים
על פי החברה, עצם העובדה שהדלק החדש מיוצר מפחמן דו-חמצני תוכל לאפשר בעתיד ייצור שלו גם מחוץ לגבולות כדור הארץ. לדבריהם, יום אחד, כשהאנושות תגיע אל מאדים, הטכנולוגיה שלהם תוכל לאפשר לאסטרונאוטים להפיק דלק בזמן שישהו בכוכב הלכת האדום ולהשתמש בו במסע הביתה, ולא להיות תלויים בדלקים שאפשר לייצר רק על כדור הארץ.
לדברי לנדסמן, לא מדובר ברעיון מופרך. "פחמן דו חמצני מהווה מעל 90 אחוז מהרכב האטמוספרה של מאדים", הוא אומר. "קל יותר לאסוף את האוויר שיש באטמוספרה מאשר להתחיל להשיג חומרים שונים בדרכים אחרות".
לפי החברה, הטכנולוגיה תוכל גם לאפשר לאסטרונאוטים לייצר במאדים חומרים קריטיים אחרים שיוכלו לשמש אותם בשהותם, כמו גלוקוז (פחמימה שמהווה תרכובת חיונית עבור כל היצורים החיים, ושנמצאת כמעט בכל דבר שאנחנו אוכלים).
עד כה פיתחה החברה אב טיפוס של מערכת ייצור הדלק והפיקה באמצעותו מתאן נוזלי בהצלחה, וכיום היא משכללת את הטכנולוגיה שלה, כדי שאפשר יהיה להשתמש בה בקנה מידה רחב. בעתיד מעוניינים אנשי Air Company לתכנן ולבנות תחנות תדלוק, וכן ליצור שיתופי פעולה עם שחקנים מרכזיים בתעשיית החלל, כמו Space X ובלו אוריג'ין (בדומה לשיתוף פעולה שקיימה החברה בעבר עם נאס"א, שהעניקה לה מימון לפיתוח המוצר).
טוב יותר לכולם
לדברי לנדסמן, ההשלכות הסביבתיות של שריפת דלקי הטילים שקיימים כיום הן לא הסיבה היחידה להפסיק את השימוש בהם. "רבים מהדלקים שעובדים איתם בתחום החלל מסוכנים מאוד לשימוש", הוא אומר. "הם יכולים להתפוצץ, הם רעילים מאוד והאדים שלהם מכילים חומרים מסרטנים שמסוכנים לנשימה, ולכן קיים בתעשיית הטילים והלוויינים רצון לעבור להשתמש בדלקים פשוטים יותר, שקל יותר לאחסן – ושהם גם נקיים יותר".
מלבד הטכנולוגיה של Air Company, נבדקים כיום בתעשיית החלל מספר תחליפים סביבתיים נוספים לדלקי הטילים המסורתיים, כשאחד מהם הוא שילוב של מימן וחמצן. "השילוב הזה נחשב ליותר מסוכן מדלקים רגילים, משום שצריך לשמור את הדלק בטמפרטורות נמוכות מאוד וזה דורש טכנולוגיות מתקדמות מאוד", אומר לנדסמן. "ב-2016 אירע בחברת Space X פיצוץ שהשמיד את הלוויין הישראלי עמוס 6, והסיבה לכך הייתה שבתהליך התדלוק של הטיל קרתה תופעה שאף אחד לא הכיר עד אז, שקשורה לטמפרטורות נמוכות מאוד של חמצן". עם זאת, לדבריו, הלקחים מהאירוע נלמדו, וכיום תקלות כאלה כבר לא מתרחשות. "ברגע שמשתלטים על עניין הטמפרטורה הוא הופך להיות שגרה, ואז דלק המימן והחמצן הוא הרבה פחות בעייתי מאשר החומרים המסוכנים שמשתמשים בהם היום", הוא אומר.
"יש היום יותר מודעות לנושא הדלקים, ואנשים מבינים שהמעבר לשימוש בחומרים ידידותיים יותר יבטל את הצורך להשתמש בשיטות מתוחכמות בשביל להגן על עובדי הייצור, מה שגם יחסוך כסף", מסכם לנדסמן. "לכן, המעבר לדלקים נקיים יותר טוב יותר לכולם".
