הגודל כן קובע: מהפכת הלוויינים הזעירים

בשנת 1995 הוכיחו לווייני ה"אופק" הראשונים שפותחו בישראל, לראשונה בעולם, שלוויין קטן (מיני לוויין) במשקל של כ-200 ק"ג מסוגל להפיק תוצאות דומות לאלה של לוויינים ששקלו אז מספר טונות. בהשוואה ללוויינים הכבדים, היו מיני-לוויינים אלו במשקל ובמחיר נמוכים פי 5 עד 10. מאותה שנה ועד היום, שינה עולם החלל כיוון והאקדמיה ומוסדות המחקר בארץ ובעולם, החלו לפתח את תחום לוויינות המיקרו – לוויינים השוקלים עשרות קילוגרמים בודדים, כיוון שהתעשיות הגדולות חסמו עד אז משיקולים מסחריים.

(צילום: Gettyimages)

50 קילו של ניסויים

כך פותח ונבנה לדוגמה, לוויין הסטודנטים "טכסאט במכון לחקר החלל" בטכניון. משקלו של לוויין זה הוא כ-50 ק"ג והוא מסוגל להכיל שש משימות וניסויים, ביניהם גלאי קרינה וחלקיקים כבדים, ניסויים בסופר-מוליכות, תקשורת לחובבי רדיו ומצלמה לחישה מרחוק. הלוויין פעל היטב כ-12 שנים ואף נכנס לשיא גינס כלוויין סטודנטים הקטן ביותר. כיום משמש הלוויין לקליטת טלמטריה לתלמידי תיכון.

בעשור האחרון פותחו, בעיקר במדינת ישראל, רכיבים זעירים משיקולי משקל ותקציב וגם בזכות תעשיית ההייטק המתקדמת. ההתקדמות בטכנולוגיות מיזעור מאפשרת כיום פיתוח מגוון של לוויינים זעירים, שמשקלם פחות מק"ג אחד, למשימות שונות ויישומים על כדור הארץ וגם לחקר החלל החיצון.

להקה של לוויינים

המגמה כיום היא לבנות מהרכיבים הזעירים, מודולים סטנדרטיים, שישמשו גם בתור לוויין זול וזמין. אפשר יהיה גם לבנות, ע"י חיבור מספר מודולים, לוויינים זעירים גדולים יותר וגם ליצור מהם קבוצות של לוויינים שיטוסו במבנה ויתקשרו ביניהם ע"י בינה רישתית . בצורה דומה, ניתן יהיה לבצע כמעט כל משימה שבעבר הייתה מיועדת ללוויינים גדולים, על ידי שיגור להקה של לוויינים שמתואמים ביניהם. דבר שיוביל בשנים הקרובות גם למהפכה בדרך שבה אנו חוקרים את היקום.

המחקרים של טיסות מבנה בלהקות, הם ההבטחה הגדולה של הלוויינות הזעירה, שמבוצעת בארץ בטכניון למטרות אזרחיות, ובארה"ב ב-MIT. החוקרים מנסים לפתח את האלגוריתמים לניווט שיערוך בקרה תוך חיסכון בדלק של אותם מבנים מרובי לוויינים.

האסטרונומיה נמצאת כיום בתקופת הזוהר, עם טלסקופ ההאבל שמפעילה NASA, אולם הטלסקופים הבאים יהיו גדולים מאוד ולא ניתן יהיה לשגר אותם במשגרים הקיימים, אלא יצטרכו למצוא פתרון להרכיב אותם בחלל. הפתרון הסביר לקבל מפתחים גדולים מאוד הנדרשים לחקר החלל העמוק יהיה אם כן מבוסס על מבנים של מאות ואלפי לוויינים זעירים, שנשלטים על ידי בינה מקומית ורישתית. הדיוק שנדרש ממבנה להקה כזו, המיועדת לחקור את מעמקי היקום, הוא פחות מקוטר של אטום מימן בודד ואנחנו רק בדרך להשגת דיוקים כאלה על ידי מערכות הבקרה.

מיזעור העתיד

לוויינים זעירים הם הפתרון של העתיד - גם עבור משימות שיסייעו לחיים על פני כדור הארץ כגון תקשורת, ניווט, חישה מרחוק, ניטור, וגם למשימות של חקר החלל הרחוק. אומנם, לגודלו של לוויין זעיר יש מגבלות הנובעים מהמימדים שלו,אולם הפעילות בלהקות, שיש בהן בינה מקומית ומרחבית, משיגה את התוצאה שאף לוויין גדול אינו מסוגל להשיג לבדו.

מדינת ישראל נמצאת כיום בחזית של מיזעור מערכות החלל וגם של פיתוח האלגוריתמים של בינה בניהול מערכות מרובי לוויינים. המדינה גם מצטיינת בכוח אדם טכנולוגי מעולה וגם בתוכניות ארוכות טווח. הפתרון המיושם כיום הוא שיתוף פעולה עם מוסדות המחקר והאוניברסיטאות המובילות בעולם ואת זה אנחנו עושים דרך סוכנות החלל הישראלית ומשרד המדע, הטכנולוגיה והחלל.

אירועי ליל המדענים

פרופ' חיים אשד הוא יועץ מקצועי בסוכנות החלל הישראלית, משרד המדע. אשד ירצה באירועי ליל המדענים, שבמסגרתו יפתחו מוסדות המחקר ומוזיאוני המדע ברחבי הארץ את שעריהם לקהל הרחב ללא תשלום ויציעו שלל פעילויות לכל המשפחה בסימן חלל. בין הפעילויות: מפגשים בגובה העיניים עם מדעניות ומדענים, סיורים במעבדות, הרצאות, סדנאות חווייתיות, הופעות, הדגמות מדעיות ופעילויות מדע לילדים.

האירועים, בשיתוף משרד המדע, הטכנולוגיה והחלל והאיחוד האירופי, יתקיימו היום, החל מהשעה 17:00 ב-15 מוקדים ברחבי הארץ.

לתכניות האירועים