"אף בורג בדוכיפת 2 לא הוברג על ידי מבוגר"

כמעט שלוש שנים לאחר שיגורו המוצלח של לוויין התלמידים דוכיפת 1 שפותח כולו על ידי תלמידי תיכון מהמרכז למדעים בהרצליה, ישוגר בשבוע הבא לוויין הדור השני - דוכיפת 2. הפעם הלוויין הוא חלק ממשימת QB50 שנועדה לשגר 50 ננו לוויינים שכמעט כולם למעט דוכיפת 2 פותחו על ידי סטודנטים ומכוני מחקר שונים בעולם. הפרויקט הייחודי, המתנהל במרכז למדעים הרצליה, מתבצע בתמיכה של סוכנות החלל הישראלית, עיריית הרצליה ומפעל מבת חלל בתעשייה האווירית. 

עוד כתבות באתר "הידען"

למה מדע בדיוני הכרחי להישרדותנו בעתיד

האם כריית אסטרואידים תציל את כדור הארץ?

אקסו-מארס: המכשירים המדעיים שעל מקפת המאדים TGO הופעלו לצורך בדיקות

שרון משאל, מרכזת מגמת לווינים וחלל במרכז המדעים הרצליה מספרת על ההשקעה של הילדים: "העבודה על דוכיפת 2 החלה כבר שנתיים-שנתיים וחצי, אבל החומרה של הלווין הגיעה רק לפני פחות משנה והיו לילדים שמונה או תשעה חודשים של עבודה בפועל על הלוויין. הם עבדו במיוחד בחודש הקיץ לילות כימים. המעבדה כמעט לא נסגרה. הם השקיעו את כל מרצם בלוויין, ביצעו בדיקות שעות ארוכות, כתבו תוכנה, בדקו אותה, ערכו בדיקות תנאי סביבה בסיוע מתקנים של התעשיה האווירית, וביצעו היערכות מבחינת התקשורת - המקטע המוטס והמקטע הקרקעי. הכל עבודה של ילדים. אנחנו הנחנו אותם והדרכנו אותם. אבל בסוף אין אף שורת קוד שמבוגרים כתבו, אף בדיקה -  ואף בורג שלא נעשו בידי תלמידים".

בנות מאולפנה בירוחם אחראיות על התכנון המכאני

על הלוויין עובדות חמש קבוצות שפעלו בחסות מרכז המדעים, אבל התלמידים שהשתתפו בהם לומדים ביישובי פריפריה.

משאל מספרת: "קבוצה של בנות דתיות מירוחם ממדרשית אמית קמה בירוחם, היו אחראיות על כל התכנון המכאני: המידות של הלוויין המיקומים של פיזור מסה, פיזור כובד בלוויין, בניית קופסה לבדיקות שחייבת להיות תואמת גם את מתקני הבדיקות של התעשייה האווירית וגם כמובן את מידות הלוויין, על התכנון המכאני התבססו צוותים אחרים כגון צוות התרמודינמיקה. הרבה לפני הגעת הלוויין הן כבר עבדו על התכנונים ואפילו מצאו טעויות במסמכים של היצרן וניהלו דו שיח עם מינהלת הפרויקט ועם היצרן. עבודה ברמה מאוד גבוהה".

אולפנת עופרה - מערכת בקרת ההכוון 

"קבוצת בנות מאולפנת עופרה היו אחראיות על מערכת בקרת ההכוון של הלוויי", מספרת משאן. "בגלל המשימה המדעית של הלוויין יש צורך בהכוון מאוד מסוים של הלוויין כלפי וקטור המהירות שלו ולכן נדרשת מערכת שתוכל לייצב ולתקן את ההכוון של הלוויין במסלול. זו מערכת מאוד מסובכת ומורכבת, ויקרה. הן היו אחראיות על האלגוריתמיקה, והן יפעילו אותו בזמן אמת, הם יצטרכו לוודא שתיקוני המסלול הדרושים אכן מתבצעים על ידי הלוויין בזמן אמת".

תלמידים עם דגם הפרויקט(צילום: רועי גרינברג)

עאהד - את בקרת המשימה

קבוצה ממגזר אחר לחלוטין היא של תלמידי בית הספר עאהד ביישוב חורה שבנגב - בית ספר למצוינות של הפזורה הבדואית בנגב.

קבוצה מעורבת של בנים ובנות הייתה אחראית על מרכז בקרת המשימה. התלמידים הם חלק מקבוצה מובילה בתחום מדעי המחשב והתוכנה והם היו אחראים על פיענוח והצגת הנתונים שישדר הלוויין. לצורך התרגולים והסימולציה הם בדקו את המערכת שלהם על לווייינים אחרים כמו דוכיפת 1. הם הפכו את הממשק לאינטרנטי, כך שניתן להתחבר אליו מכל מקום בעולם ולראות נתונים גרפיים המציגים מידע בזמן אמת על מצב הלוויין, וכמובן אפשרות לעבור אחורנית ולראות את מצב הלוויין בכל זמן שהוא.

אופקים - בקרת סביבה

"תלמידי קבוצת אופקים היו אחראים על בדיקות תנאי הסביבה של הלוויין", אומרת משאל. "בעת שיגורו לחלל, הלוויין חשוף לתנאים קיצוניים של קרינה, טמפרטורה, רעש, רעידות ולכן יש לוודא שהלוויין עמיד לכל הגורמים הללו כדי שיוכל לשרוד את השיגור. היה צריך להתכונן לכל הבדיקות, וקבוצת אופקים ניהלה את התהליך מול התעשייה האווירית".

הרצליה: תקשורת, תוכנה, חשמל ומטען מדעי

תלמידים מהמרכז למדעים בהרצליה היו אחראים לניהול הפרויקט ולתיאום בין הקבוצות השונות. תהליך בניית הלוויין נעשה בחדר הנקי בהרצליה, שאותו מתחזקים ומנהלים התלמידים.

"הם היו מחולקים לכמה צוותים: צוות תקשורת שאחראי על המקטע הקרקעי ועל המקטע המוטס, תחנת קרקע לקליטת הלוויין וגם לקליטת אותות לוויינים נוספים. חברי הצוות התאימו את דרישות המערכת של הלוויין לדרישות ובדקו את הפונקציונליות. הם גם אחראים על כך שאפשר לקלוט את האותות מהלוויין ולקבל נתונים ממנו. הם הכינו גם את המקמ"ש - מקלט-משדר המוטס על הלוויין והכינו את התחנה לקליטה", מספרת משאל. "קבוצת התוכנה הייתה אחראית על כתיבת התוכנה הלוויינית, תיאום עם תתי המערכות השונות בלוויין, כמו למשל התקשורת וכן לוגיקה ואלגוריתמיקה: התלמידים כתבו אלגוריתמים וניהלו את הלוגיקה של הלוויין, וידאו, נכונות מצבים על מנת לוודא שהלוויין יוכל לעבוד בצורה המיטבית בחלל".

משאל הוסיפה, כי "התלמידים בצוות חשמל אחראים על תקצוב האנרגיה של הלוויין, כלומר לוודא שכל הרכיבים יוכלו לקבל את האנרגיה הדרושה לפעילותם, גם ביום וגם בלילה, ולנהל אלגוריתמים שיבטיחו שהלוויין לא ישבוק חיים. אם אנחנו בצד הלילה ואין מספיק חשמל, הם יפעילו רק את המערכות החיוניות לשרידות של הלוויין. כשהלוויין מואר באור השמש וקולט אנרגיה, אפשר לבצע תקשורת, מדידות, הורדת נתונים ועוד".

היא הוסיפה כי "צוות התרמודינמיקה כלל גם תלמידים מהרצליה שאחראים על פיזור החום בלוויין, בחלל הסביבה מאוד קיצונית לוודא שצד אחד לא מתחמם מאוד והצד השני מתקרר מאוד כי אז הרכיבים לא יעבדו."

גולת הכותרת של כל לוויין היא המטען הייעודי (מטעד). המשימה המדעית של הלוויין (ושל כל שאר חבריו ללהק) היא מדידת צפיפות הפלזמה בתרמוספירה, שכבה המתחילה מגובה 90 ק"מ ומגיעה לגובה 400 קילומטרים - שבה פועלים לוויינים רבים, לרבות תחנת החלל הבינלאומית.

בהיותו משוגר מתחנת החלל הבינלאומית, הלוויין יתחיל מגובה 400 קילומטרים וידעך לאט לגובה של 90 קילומטר. בשכבה זו אמנם האטמוספירה דלילה ביותר, אבל היא מכילה פלזמה - גז בעל מטען חשמלי, שמגיע בעיקר מרוח השמש. הפלזמה הזו גורמת לשיבושי תקשורת, בעיות בקליטת GPS ועוד, אך משום מה עדיין לא מופו האלקטרונים החופשיים הללו.

חברי צוות המשימה המדעית היו צריכים ללמוד לעומק את מכשירי המדידה - החיישנים על הלוויין, לשלב אותם גם מכאנית וגם פונקציונלית בלוויין. בהמשך תפקידם גם לקבל את הנתונים המדעיים יחד עם צוות התקשורת ולעבד אותם.

הצוות האחרון הוא צוות אינטגרציה האחראי על שילוב של כל תתי המערכות השונות ווידוא שהן מתקשרות אחת עם השנייה, גם מכאנית וגם חשמלית. תפקידם לוודא שאנחנו מצליחים להעביר פקודות ממערכת למערכת, לבדוק ולהרכיב את כל תתי המערכות לכדי לוויין שהוא מערכת אחת שלמה ומתפקדת.

לסיכום אומרת משאל: "ד"ר מאיר אריאל, מנהל המרכז למדעים, תמיד אומר כי הלוויין לא יודע שהתלמידים בונים אותו ולא עושה לנו הנחות בגלל שזה פרויקט חינוכי. בסוף אנחנו צריכים לעמוד בסטנדרט הכי גבוה של האיחוד האירופי. למרות שהצוות הישראלי הוא היחיד שנבנה על ידי תלמידים - כל השאר נבנו על ידי סטודנטים. עדיין נדרשים לעמוד בכל היעדים ובסטנדרטים הכי גבוהים של התעשייה".

ממתינים לשיגור 

"מתוך כל 50 הקבוצות של האיחוד האירופי, דוכיפת 2 הוא הלוויין העשירי שהגיע לקו הסיום שלם, בדוק, עובד, מתפקד ומוכן לשיגור. הרבה קבוצות לא הגיעו לשלב הזה ויאלצו לחכות לשנה הבאה, כי המארגנים ישגרו רק את מי שמוכן".

אחת הגאוות של המרכז היא העובדה שתלמידים מתרבויות שונות עבדו ביחד. "התלמידים משתפים פעולה ועובדים מאוד יפה זה עם זה. תלמידים שמגיעים מרקע ומתרבות שונים לחלוטין - בנות דתיות מאולפנות ביחד עם ילדים בדואים וילדי הרצליה שגם זו אוכלוסייה מגוונת. המדע מאחד", אמרה משאל. 

הכתבה פורסמה באתר "הידען". אתר "הידען" הוא שותף תוכן של ynet