ספייסלאב

ספייסלאב (באנגלית: Spacelab - מעבדת חלל) הייתה מעבדה לשימוש חוזר ששימשה במספר משימות חלל בתוכנית מעבורות החלל האמריקאית. המעבדה כללה מספר חלקים, ביניהם חלק מדוחס (בו יכלו האסטרונאוטים לשהות), חלק לא מדוחס ורכיבים נוספים. בכל משימה סודרו החלקים בצורה שונה כך שיתאימו לצורכי המשימה.

רכיבי ספייסלאב שוגרו ל-22 משימות מעבורות בין נובמבר 1983 לאפריל 1998.^[1] ספייסלאב איפשרה למדענים מכל רחבי העולם לבצע ניסויים במצב של חוסר משקל במסלול סביב כדור הארץ.

רקע

ב-24 בספטמבר 1973 חתמו ESRO (כיום סוכנות החלל האירופאית - ESA) ונאס"א על תזכיר הבנה לבניית מעבדת מחקר לשימוש בטיסות מעבורות החלל.^[2] ספייסלאב תוכננה כמעבדה בעלת מספר חלקים מודולריים כך שניתן לפרק אותה ולהרכיב אותה בצורה שונה. המעבדה כללה יחידת מעבדה מדוחסת בה יכולים לשהות אסטרונאוטים, משטחים חיצוניים עליהם ניתן להרכיב כלים מדעיים שונים, תעלה המחברת את יחידת המעבדה אל תא הצוות של המעבורת ותת מערכת בשם IPS. סוכנות החלל האירופאית איחדה באותה תקופה 11 אומות: בלגיה, דנמרק, צרפת, איטליה, אירלנד, הולנד, ספרד, שוודיה, שווייץ, בריטניה וגרמניה המערבית. כל 11 המדינות למעט שוודיה השתתפו בתוכנית ספייסלאב.

ביוני 1974 נבחרה VFW-fokker (איחוד של החברות VFW ופוקר) לבנות את יחידות המעבדה המדוחסות. 5 משטחים חיצוניים לא מדוחסים באורך 3 מטרים ובצורת U נבנו על ידי בריטיש אירוספייס עבור VFW-fokker. מערכת ה-IPS נבנתה על ידי חברת Dornier. רכיבי המעבדה הראשונים שיוצרו, ביניהם יחידת המעבדה, LM1, ניתנו לנאס"א בחינם בתמורה לנתינת מקומות טיסה במעבורות לאסטרונאוטים אירופאים. יחידת מעבדה שנייה, LM2, נקנתה על ידי נאס"א לשימוש עצמי.

אסטרונאוטים של נאס"א או סוכנות חלל אחרת, שנקראו מומחי משימה יחד עם אנשים שאינם אסטרונאוטים שנקראו מומחי מטען הוטסו על גבי משימות ספייסלאב וביצעו בה ניסויים. מומחי המשימה והמטען מאומנים ומוכשרים לטיסות חלל במתקני האימון של נאס"א ועוברים הכשרה בתפעול המעבדה ובביצוע הניסויים המתוכננים למשימתם. בכל משימת ספייסלאב יכולים להיות בין אחד לארבעה מומחי מטען. צוות המשימה היה משוגר בתוך תא הצוות של המעבורת ועם הגעתם למסלול היו מחולקים לשני צוותים שפעלו במשמרות כך שהמעבדה הייתה פעילה על בסיס קבוע.

מבנה ספייסלאב

ספייסלאב כללה מספר חלקים שהורכבו בצורה מודולרית לפי צורכי המשימה. 8 תצורות כאלו היו בשימוש במשימות ספייסלאב אך עוד תצורות היו אפשריות.

יחידת המעבדה

יחידת המעבדה הגיעה בשתי גרסאות. הגרסה הראשונה נקראה "יחידת הליבה" (core segment) והיא הכילה מערכות תמיכה כגון מעבדי נתונים וכלים עבור היחידות המדוחסות והמשטחים החיצוניים (במידה והיו). ביחידה זו היו גם מתלים ושולחן עבודה. הגרסה השנייה נקראה "יחידת הניסויים" (experiment segment) המספקת מרחב עבודה פתוח ורק ארבעה מתלים (ללא שולחן עבודה). כאשר יש צורך רק ביחידת מעבדה אחת משתמשים ביחידת הליבה וכאשר יש צורך ניתן לחבר שתי יחידות. קוטר יחידת מעבדה הוא 4.12 מטרים ואורכה 2.7 מטרים. כאשר מחברים שתי יחידות מעבדה אורך המעבדה מגיע ל-7 מטרים.

בתקרתה של כל יחידת מעבדה ישנו פתח בקוטר 1.3 מטרים בו ניתן להרכיב מערכות צפייה, חלון או מנעל אוויר. במידה ולא מורכבת אף מערכת על הפתח מכסים את הפתח בפלטה המחוזקת במקומה. יחידות המעבדה נבנו מאלומיניום ותוכננו לשמש 50 משימות בנות 7 ימים כל אחת.

בכל תנאי מרכז הכובד של המעבורת, לא ניתן להרכיב את יחידות המעבדה בקדמת תא המטען ולכן הוא מורכב באחוריה. כדי לאפשר מעבר אנשי צוות וכלים מתא הצוות של המעבורת אל המעבדה, ישנה תעלה מדוחסת המחברת את שני המקומות. קוטר התעלה הוא מטר אחד והיא מורכבת ממספר תעלות קצרות המחוברות לפי הצורך. שני אורכי תעלות היו בשימוש: תעלה באורך 5.75 מטרים ותעלה באורך 2.65 מטרים. עיקול בתעלה (קרוב לפתח המעבדה) פיצה על המרחק האנכי (מטר) בין פתח המעבדה לפתח תא הצוות במעבורת. התעלה נבנתה על ידי חברת מקדונל דאגלס.

מנעל האוויר בסיפון האמצעי של תא הצוות במעבורת, יחד עם התעלה והאשנבים, איפשרו לצוות המעבורת לעבור מתא הצוות אל יחידת המעבדה בבגדיהם הרגילים וללא מסכות חמצן. תא הצוות, התעלה ויחידת המעבדה נמצאים במצב מדוחס כבר בשיגור. מנעל האוויר בתא הצוות של המעבורת והאשנבים מאפשרים לאסטרונאוטים מצוידים לצאת לפעילות חוץ רכבית ללא ששאר אנשי הצוות יאלצו גם הם ללבוש חליפות חלל. אם בוצעה פעילות חוץ רכבית אף איש צוות לא נשאר ביחידת המעבדה או בתעלה.

שני יחידות מעבדה ראויות לשימוש נבנו: LM1 ו-LM2. היחידה השנייה, LM2, נמצאת בתצוגה בנמל התעופה ברמן (Bremen Airport) בברמן, גרמניה.

משטח חיצוני

המשטח החיצוני (Pallet) של ספייסלאב הוא הרכב בצורת האות U שחלקו המעוגל יושב בתוך תא המטען של המעבורת. על המשטח הורכבו כלים ורכיבים מדעיים שונים, ביניהם רכיבים עבור ניסויים הדרושים חשיפה לריק, רכיבים גדולים במיוחד (שאין מקום בשבילם בתוך יחידת המעבדה) ורכיבים הדורשים שדה ראייה רחב (טלסקופ למשל). במשימת ספייסלאב יכלו להציב בתא המטען של המעבורת או משטח חיצוני יחיד או עד ל-5 מחוברים יחד.

"איגלו" שחובר אל המשטח החיצוני היה יכול לקרר רכיבים מסוימים ולשמור עליהם בסביבה מדוחסת. האיגלו חובר למשטח החיצוני בצורה אנכית בקצה המסגרת הקדמית של המשטח הראשון. קוטר האיגלו הוא 1.1 מטרים וגובהו 2.4 מטרים והוא נבנה מסגסוגת אלומיניום. האיגלו היה גלילי וכוסה במכסה שניתן היה לפותחו ולהכניס ולהוציא מתוכו דברים. האיגלו הכיל מערכות וציוד בסביבה מדוחסת ויבשה בלחץ אטמוספירי של פני הים (14.7 פסקל).

IPS

מערכת ה-IPS הייתה מערכת שהורכבה על המשטח החיצוני ויכלה להטות מטען שהושם על המשטח לכיוונים שונים. אם לדוגמה הורכב על המשטח טלסקופ במאונך, ורצו לכוונו כלפי כדור הארץ או החלל, היו מטים את הטלסקופ באמצעות ה-IPS ומבצעים את המשימה.

משימות ספייסלאב

רכיבי ספייסלאב שונים הוטסו ב-25 ממשימות מעבורות החלל. רכיבי המעבדה, למעט המשטחים החיצוניים, הוצאו משירות ב-1998. ניסויים מדעיים בוצעו בחלל לאחר מכן בתחנת החלל הבינלאומית ובמעבדה החדשה שנבנתה עבור המעבורות - ספייסהאב (Spacehab). אחד המשטחים החיצוניים שופץ ושימש את משימת STS-99 ב-2002. משימת ספייסלאב SLP-D1 שוגרה על גבי משימת STS-123 ב-2008 יחד עם סוכנות החלל הקנדית. SLP-D2 שוגרה במשימת STS-127 ב-2009.

משימה	מעבורת	שיגור	שם משימת ספייסלאב	יחידה מדוחסת	יחידות לא מדוחסות
STS-2	קולומביה	12 בנובמבר 1981	OSTA-1		משטח חיצוני אחד^[3]
STS-3	קולומביה	22 במרץ 1982	OSS-1		משטח חיצוני אחד^[4]
STS-9	קולומביה	28 בנובמבר 1983	Spacelab 1	LM1	משטח חיצוני אחד
STS-41-G	צ'אלנג'ר	5 באוקטובר 1984	OSTA-3		משטח חיצוני אחד^[5]
STS-51-B	צ'אלנג'ר	29 באפריל 1985	Spacelab 3	LM1	MPESS
STS-51-F	צ'אלנג'ר	29 ביולי 1985	Spacelab 2	איגלו	3 משטחים חיצוניים IPS
STS-61-A	צ'אלנג'ר	30 באוקטובר 1985	Spacelab D1	LM2	MPESS
STS-35	קולומביה	2 בדצמבר 1990	ASTRO-1	איגלו	2 משטחים חיצוניים IPS
STS-40	קולומביה	5 ביוני 1991	SLS-1	LM1
STS-42	דיסקברי	22 בינואר 1992	IML-1	LM2
STS-45	אטלנטיס	24 במרץ 1992	ATLAS-1	איגלו	2 משטחים חיצוניים
STS-50	קולומביה	25 ביוני 1992	USML-1	LM1	EDO
STS-46	אטלנטיס	31 ביולי 1992			משטח חיצוני אחד^[6]
STS-47	אנדוור	12 בספטמבר 1992	Spacelab-J	LM2
STS-56	דיסקברי	8 באפריל 1993	ATLAS-2	איגלו	משטח חיצוני אחד
STS-55	קולומביה	26 באפריל 1993	Spacelab D2	LM1	Unique Support Structure (USS)
STS-58	קולומביה	18 באוקטובר 1993	SLS-2	LM2	EDO
STS-59	אנדוור	9 באפריל 1994	SRL-1		משטח חיצוני אחד
STS-65	קולומביה	8 ביולי 1994	IML-2	LM1	EDO
STS-64	דיסקברי	9 בספטמבר 1994	LITE		משטח חיצוני אחד^[7]
STS-68	אנדוור	30 בספטמבר 1994	SRL-2		משטח חיצוני אחד
STS-66	אטלנטיס	3 בנובמבר 1994	ATLAS-3	איגלו	משטח חיצוני אחד
STS-67	אנדוור	2 במרץ 1995	ASTRO-2	איגלו	2 משטחים חיצוניים EDO
STS-71	אטלנטיס	27 ביוני 1995	Spacelab-Mir	LM2
STS-73	קולומביה	20 באוקטובר 1995	USML-2	LM1	EDO
STS-75	קולומביה	22 בפברואר 1996			משטח חיצוני אחד^[5]
STS-78	קולומביה	20 ביוני 1996	LMS	LM2	EDO
STS-82	דיסקברי	21 בפברואר 1997			משטח חיצוני אחד^[5]
STS-83^[8]	קולומביה	4 באפריל 1997	MSL-1	LM1	EDO
STS-94^[8]	קולומביה	1 ביולי 1997	MSL-1R	LM1	EDO
STS-90	קולומביה	17 באפריל 1998	Neurolab	LM2	EDO
STS-99	אנדוור	11 בפברואר 2000	SRTM		משטח חיצוני אחד

מלבד השתתפותם במשימות סוכנות החלל האירופית, מימנו גרמניה ויפן משימות ספיילאב משלהם. אף על פי שמשימות אלו דמו לחלוטין לכל משימת מעבורת אחרת, המשימות היו בשליטתם המלאה של גרמניה ויפן.

המשימה הראשונה של גרמניה המערבית שוגרה ב-1985 תחת השם Deutschland 1 (גם כן: Spacelab-D1, DLR-1, STS-61-A). משימה נוספת, Deutschland 2 (גם כן: Spacelab-D2, DLR-2, STS-55), תוכננה ל-1988 אך בעקבות אסון מעבורת החלל צ'אלנג'ר נדחתה ל-1993. משימה זו הייתה גם משימת החלל הראשונה של גרמניה לאחר איחודה.^[9]

משימתה היחידה של יפן, Spacelab-J (גם כן: STS-47), שוגרה ב-1992.

משימות נוספות

STS-92, אוקטובר 2000, PMA-3, (דיסקברי)
STS-108, דצמבר 2001, LMC, (אנדוור)
STS-123, מרץ 2008, משטח חיצוני, (אנדוור)

משימות מבוטלות

משימות Spacelab-4, Spacelab-5 ועוד בוטלו עקב פיתוחה המאוחר יחסית של מעבורת החלל ואסון מעבורת החלל צ'אלנג'ר.

ראו גם

קישורים חיצוניים

מידע מפורט אודות ספייסלאב באתר נאס"א (באנגלית)
מידע נוסף באתר נאס"א (באנגלית)
משימות ספייסלאב באתר נאס"א (באנגלית)
ספייסלאב, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

הערות שוליים

^ David Michael Harland (2004). The Story of the space shuttle. Springer Praxis. pp. 444.
^ Lord 1987, pp. 24-28.
^ STS-2 NASA. אוחזר ב-23 בנובמבר 2010.
^ STS-3 אוחזר ב-23 בנובמבר 2010
^ ¹ ² ³ Spacelab joined diverse scientists and disciplines on 28 Shuttle missions
^ ESA hands over a piece of space history
^ Tim Furniss, David Shayler, Michael Derek Shayler (2007). Manned Spaceflight Log 1961-2006. Springer Praxis. pp. 829.
^ ¹ ² בעקבות כשל במעבורת קולומביה במהלך משימת STS-83 בוצעה נחיתת חרום פחות מ-4 ימים לאחר השיגור. המשימה שוגרה שוב כשלושה חודשים מאוחר יותר תחת הזיהוי STS-94 באותה מעבורת (קולומביה), אותם אנשי צוות, אותם ניסויים ואותן מטרות.
^ Germany and Piloted Space Missions

[1] David Michael Harland (2004). The Story of the space shuttle. Springer Praxis. pp. 444.

[2] Lord 1987, pp. 24-28.

[3] STS-2 NASA. אוחזר ב-23 בנובמבר 2010.

[4] STS-3 אוחזר ב-23 בנובמבר 2010

[ה8-5] ¹ ² ³ Spacelab joined diverse scientists and disciplines on 28 Shuttle missions

[6] ESA hands over a piece of space history

[7] Tim Furniss, David Shayler, Michael Derek Shayler (2007). Manned Spaceflight Log 1961-2006. Springer Praxis. pp. 829.

[הה-8] ¹ ² בעקבות כשל במעבורת קולומביה במהלך משימת STS-83 בוצעה נחיתת חרום פחות מ-4 ימים לאחר השיגור. המשימה שוגרה שוב כשלושה חודשים מאוחר יותר תחת הזיהוי STS-94 באותה מעבורת (קולומביה), אותם אנשי צוות, אותם ניסויים ואותן מטרות.

[9] Germany and Piloted Space Missions

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]