חיל האוויר האמריקאי בודק בטכניון שיטות בקרה ללוויינים

צוות בראשות פרופסור משה גלמן מהטכניון ופרופסור מארק סייקי מאוניברסיטת קורנל, מתמקד בפיתוח שיטה חדשה לבקרת המצב הזוויתי של לוויינים.

אבי בליזובסקי

חיל האוויר האמריקאי מפתח היום סידרה של לוויינים חדשים ובידק
בעזרת המכון לחקר החלל בטכניון הכנסת שיטות בקרה חדשות
ללווייני העתיד שלו , לנטיית הלוויינים בחלל.

מאז ,1957 השנה שבה שוגר הלווין הראשון, שוגרו לחלל למעלה מ
26,000 לוויינים. למרות השימוש הנרחב בסוג רכב חלל זה ולמרות
משאבי המחקר הרבים שהושקעו בו, השיטות לקביעת מצבו הזוויתי של
הלווין במסלולו הן שיטות בנות עשרות שנים. הסרבול הכרוך ביישום
שיטות אלו גורם לכך שהלוויינים המשוגרים סובלים ממשקל גבוה
ומעלות ייצור גבוהה יותר. אולם, פיתוח חדש של צוות מהמכון לחקר
החלל בטכניון עשוי לפתור חלק ניכר מהבעיות הקיימות בשיטה
הנוכחית. הצוות בראשות פרופסור משה גלמן מהטכניון ופרופסור
מארק סייקי מאוניברסיטת קורנל, מתמקד בפיתוח שיטה חדשה לבקרת
המצב הזוויתי של לוויינים.
בקרת מצבו הזוויתי של הלווין בצורה מדויקת היא קריטית להפעלתו
המוצלחת.כך לדוגמא, אם הלוחות הסולריים של הלווין, המשמשים לו
כמקור כוח, לא יופנו לעבר השמש, תאזל האנרגיה להפעלת הלווין.
אם המשדר המותקן בלווין לא יופנה לעבר כדור הארץ, האותות
המשודרים עלולים שלא להיקלט.
רוב הלוויינים מתחלקים לשתי קבוצות עיקריות: כאלו הנמצאים כל
העת מעל מקום אחד בכדור הארץ ונקראים לוויינים גיאוסינכרונים,
כלומר בתיאום עם מיקום מסוים על פני כדור הארץ וכאלו הנעים
מעל מקומות שונים על פני כדור הארץ.
יש שתי שיטות עיקריות לבקרת מצבו הזוויתי של הלווין. האחת,
המקובלת כיום, מבוססת על עקרון הפעולה של גירוסקופ. כלומר,
סיבוב מתמיד של גוף הלווין (או חלק ממנו, בשם גלגל תנע) באופן
שמאפשר לו לשמור על הטיה בזווית מסוימת. שיטה זו היא הנפוצה
בלוויינים הפעילים. הבעיה היא שקשה ליישם שיטה כזו בלוויינים
קטנים מאוד והעלות ליישומה גבוהה יחסית.
שיטת בקרה נוספת קיימת כבר עשרות שנים, השימוש בה מועט יחסית
עקב מגבלות שונות. השיטה מבוססת על שימוש במוטות אלקטרומגנטים
המחוברים ללוויין ואשר מופעלים על ידי אותות הנוצרים במחשב
הלווין. בגלל השדה המגנטי של כדור הארץ נוצרת דחייה או קירוב
של המוטות לכוון שדה המגנטי של כדור הארץ וע”י כך תנועה
זוויתית של הלווין כולו. שימוש מושכל במוטות אלקטרומגנטים
יכול להוות שיטה יעילה וזולה יותר לשמירת מצב זוויתי של הלווין
במסלולו.
הניסוי הנערך כעת בטכניון מבוסס על עקרון זה. החידוש בניסוי
הוא בשימוש בשיטות בקרה חדשות המנצלות בצורה מושכלת יותר את
הידע הקיים על השדה המגנטי של כדור הארץ.
הקשר בין פרופסור סייקי לטכניון נוצר בעקבות שיגור הלווין
גורווין-טכסאט, לווין הטכניון ששוגר לחלל ביולי .1998 אך אולי
חשוב מכך, מה שגרם לשותפות במחקר היא נכונות הצוות מהטכניון
לבצע ניסויים שנחשבים “נועזים” יחסית בתחום חקר החלל. לדברי
פרופסור סייקי, תעשיית החלל, למרות דימויה החדשני, נוטה
לשמרנות. הסיבה לכך היא חששם של חוקרים ומנהלי פרוייקטים
בתחום, מכישלון. בדרך כלל עלות כשלון כזה עלולה להגיע למיליוני
דולרים.
לווין הטכניון שוגר ביולי .1998 אחת מהמטרות המרכזיות של
פיתוחו, שיגורו והפעלתו של הלווין היא לאפשר מימושם בחלל של
רעיונות חדשים, כדוגמת הרעיון המפותח כעת. במקביל, מבוצעים
באמצעות הלווין ניסויים נוספים שעשויים גם כן יצור התקדמות
ניכרת של המחקר בתחום.

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~404218371~~~118&SiteName=hayadan