מאירוע הידען-חמד”ע: ישראל בחלל מבט לעתיד
אלכס קצ'קו. צילום: ליאון רוזנבלום
את הערב פתח איתן קרין – המארח, המסביר על המרכז המארח: חמד”ע פועלת כ-15 שנה כמרכז החינוכי מדעי של תל אביב, תלמידים באים ללמוד כאן פיסיקה וכימיה, כך שבמהלך היום תראו פה הרבה מאוד בני נוער שלומדים מדע במעבדות משוכללות, ציוד ותוכנית מאוד עשירה. בנוסף לכך אנחנו פונים לקהילה והשנה השקנו תוכנית שאנחנו קוראים לה תרבות מדה. ההגעה שלכם היום להרצאה מדעית היא פעילות תרבותית. אני לא רואה הבדל בין זה ליציאה לסרט או לתיאטרון.
בסוף דבריו החמיא קרין לאתר הידען, השותף לארגון הערב על כך שבעוד שהוא כותב ידיעה מדעית עבור אתר חמד”ע לעיתים רחוקות, באתר הידען מתעדכנות 3-4 ידיעות חדשות מדי יום.
אלכס קצ'קו הוא סגן מנהל חברת מבת-חלל
אתן לכם סקירה על לוויינים בתעשיה האווירית. אמרת לוויינים בתעשיה האווירית, אמרת לוויינים במדינת ישראל. על חשיבות של החלל בעולם. בתחילת המחצית השניה של המאה העשרים, ארהב וברית המועצות הכירו בחשיבות המדיום של החלל והחלו להשתמש בו גם לצרכים צבאיים וגם אזרחים. אנחנו מתפלאים איך הסתדרו בלי לווייני טלוויזיה ועוד אפליקציות. במלחמת המפרץ האחרונה האמריקנים השתתפו בלא פחות משישים לוויינים. לוייני תצפית, לווייני תקשורת (לנהל מלחמה כל כך רחוק מהבית זה בלתי אפשרי ללא לוויני תקשורת.) וכמובן ניווט – ההנחיה המדויקת מסתמכת על מערכת כזו של לווינים. כך שמי שמסתכל לאחור שואל את עצמו מה עשינו לפני 50 שנה ואיך זה שלא השתמשנו בלוויינים בכלל.
דוגמה נוספת לחשיבות וליכולת ניתן לראות שבין השנים 1998 ל-2004 שוגרו כ-600 לוויינים לחלל מכל הסוגים, לוויני תקשורת, לווויני תצפית ורק בשנתיים האחרונות כ-150 לוויינים. זה אומר מה הנפח שהעולם נותן למדיה הזה שנקרא חלל. מדינות שעסקו בתחום החלל. בשנות השישים עסקו מעט מאוד מדינות היום אני מעריך שלפחות 40 מדינות עוסקות בחלל בצורה זו או אחרת.
כולם יודעים שבעקבות השלום עם מצרים ועל מנת שמדינת ישראל לא תצטרך להפר את ההסכמים הללו על ידי חדירה של מטוסים לתחום האווירי של מצרים חיפשו שיטות להביא מידע מעומק האויב במעגל השני והשלישי ואחד מהאמצעים שחשבו עליו זה באמצעות לוויינים. למרות שהתחילו את הפעילות הזו בתחילת 1980, ב-1984 נבחרה התעשיה האווירית –חברת מבת להכנס תלחום הזה שנראה דמיוני עד אז, ולפתח את התשתיות לפיתוח,ייצור ושיגור לוויינים ולפתח את לוויין התצפית הראשון. זה היה המנדט שהתעשייה האווירית קיבלה. התעשייה האווירית לא הסתפקה בכך והחליטה להפוך את תחום החלל לחלק מסל המוצרים שלה וחלק מה-CORE BUSINESS לא רק משהו שהיא תייצר למערכת הבטחון כפי שעשתה בשנים הראשונות אלא תנסה למכור את זה בעולם ולעשות כסף מזה עד כמה שניתן.
ההחלטה הזו המשמעות שלה היתה להיות שחקן מוביל בעולם בנושא לוויינים. לתעשיה האווירית אין שום כוונות להתחרות במדינות גדולות שמשקיעות הון תועפות בנושא הלוויינות ומייצרות לווינים גדולים. פיתחנו נישה מאוד ספציפית של לווינים של פחות מ-300 קילו שמבצעים את העבודה לא פחות מאשר הלווינים הגדולים. כמובן שאי אפשר לרמות את הפיסיקה ופה ושם יש יתרונות ללויינים הגדולים. מהבחינה הגלובלית אפשר לומר שהביצועים של הלווינים שלנו הם מהטובים בעולם. אחרי פעילות של כ-25 שנה אנחנו מאוד גאים בהשגים שלנו. פיתחנו מוקדי פעילות שכוללים לווייני תצפית. כולם מכירים לפחות בשם את הלווין אופק, ואת הלווין ארוס שהוא לווין מסחרי שנותן שירות של תצלומים מן החלל לכל מי שמשלם, למעט מי שאין לנו עניין למכור להם. TECSAR זה לווין שנמצא בפיתוח עכשיו. וכמובן לווייני תקשורת שתקבלו מדודי זוסימן הרצאה הרבה יותר מפורטת – לווינים ממשפחת עמוס, לוויינים שהם בגודלם קטנים יותר מהלווינים הדומים בעולם. עמוס 1 ועמוס 2 נמצאים בחלל, עמוס 3 נמצא בפיתוח ובעתיד לוויינים צבאיים שיבנו עבור מדינת ישראל.
עוד משפחה – מיקרו לוויינים – לויינים של 100-120 קילו. לכל אלה אנחנו מספקים תחנות קרקע כדי שנוכל לפקח ולשלוט, לקבל בחזרה את המוצרים שלהם (תמונות, תקשורת). יש לנו כיום שלוש תחנות קרקע. אנחנו גם משגרים את הלוויינים הצבאיים שלנו מתחום מדינת ישראל. זה אומר כל קשת הפעילויות החל מהפיתוח ועד לשיגור ותחזוקה של הלוויינים בחלל. לא למדינות רבות יש את היכולת הזו. מדינת ישראל היא אחת משמונה מדינות שפיתחה את היכולת הזו בתחום הלווינים.
אם אנחנו מסתכלים על ההשגים שלנו. כל השיגורים מצד ימין הם שיגורים שכבר בוצעו – שיגורים של לוויני אופק וארוס שהם לוויני תצפית ולוייני תקשורת – עמוס 1 ועמוס 2 ובאמצע גם נכנס לווין סטודנטים אחד – מיקרו לווין ששוגר על ידי טיל רוסי ופותח בטכניון עם סיוע של התעשיה האווירית. אנחנו מבדילים בין מספר סוגים של לווינים שמאופינים בגובה שלהם. הלווינים הנמוכים או לוויני התצפית מקיפים את כדור הארץ בגובה של 450-500 קילומטר. לכולם ברור שאם אנחנו רוצים תמונה יותר טובה אנחנו צריכים להיות קרובים לעצם אותו אנחנו רוצים לצלם, כלומר כדור הארץ.
גם שאנחנו נמצאים בחלל עדיין יש גרר וכתוצאה מהגרר הלוויין מאבד גובה כל הזמן וצריך להרים אותו ולשם כך הוא נושא עימו כמות כלשהי של דלק. לכן יש מגבלה לאורך החיים שנובעת מהגובה.כמובן שככל שהוא יותר גבוה, אורך החיים יותר גדול.
הסוג השני של הלווינים הם לווייני תקשורת הנמצאים במרחק של 36 אלף קילומטר על קו המשווה, שמקיפים את כדור הארץ אחת ל-24 שעות ומכיוון שגם כדור הארץ מסתובב סביב עצמו ב-24 שעות אנחנו רואים את הלווינים הללו כאילו הם עומדים במקום. לכן קוראים להם לווינים גיאוסטציונרים. זה מצב אידאלי ללוויני תקשורת כי מה שעושה לווין תקשורת בסך הכל – משדרים אליו משהו והוא מחזיר את זה כמו מראה.
בדרך כלל אורך החיים של הלווינים הללו מוגבל על ידי כמות הדלק – לווין גדול שסוחב הרבה דלק יכול לחיות יותר, לווין יותר קטן – בגמר הדלק שלו יפסיק לתפקד. כיום, אם מחשיבים גם את לווין הטכניון נמצאים בחלל חמישה לווינים – שני לוויני תקשורת, שני לוויני תצפית (אחת אזרחי ואחד צבאי). התוכנית שלנו לעתיד מאוד עשירה – לווינים שכוללים גם לווינים אזרחיים וגם צבאיים – הלווין ארוס B שהוא לווין תצפית אזרחי שעומד להיות משוגר תוך זמן מאוד קצר ואני מקווה שבהצלחה. כמובן שלעשות את כל הדברים הללו זה לא פשוט, בעיקר שמתחילים ממשהו מאד נמוך והדבר הראשון שעשינו, היה תוכנית שהיו לה שלוש רגליים. קודם כל לבנות את התשתית. התשתית האנושית, התשתית המימונית וכך לסלול את הדרך לקראת פרויקטים. מה שעשינו – פיתחנו את היכולות ההנדסיות. לקחנו את אותם מומחים שעסקו בנושאים אחרים כמו טילים ומטוסים ועשינו להם התאמה לנושא החלל והיום יש לנו מיומנויות, במיוחד נושא חדש שלא קיים במקום אחר מבחינת הקושי שלו – בקרה תרמית. בחלל צריך לפנות חום בצורה שונה ממטוסים או על הקרקע. התייחסות חשובה להנדסת אמינות, כולל בחירת הרכיבים. אנחנו יודעים שפעם אחת כשאנחנו משגרים, אנחנו לא יכולים לגעת יותר בלווין ואין שום אפשרות לתקן תקלה בחומרת הלווין. אם זה בתוכנה, אפשר לשדר לו ולתקן. מבחינה חומרתית אי אפשר ולכן רמת האמינות של המערכות שאנחנו מפתחים צריכה להיות מאה אחוז כי ברגע שאין לנו את האמינות הזו אנחנו במצב לא טוב. עד היום יש לנו מאה אחוזי הצלחה בלוויינים שלנו.
מבחינה מערכתית, אנחנו מכסים את כל התחום – החל מאפיון המערכות (ביחד עם הלקוח שלנו כדי להבין את הדרישות), הפיתוח, תכנון, תכנון מפורט ובניה עד לשיגור. אנחנו משתתפים בחלק של השיגור בין אם הוא מהארץ ובין אם הוא מחו”ל, וגם פיקוד ופיקוח על הלווין. בנינו תשתית לשילוב המערכות – חדרים נקיים מסיבות שהציוד דורש אותם. יש לנו את כל האמצעים לבדוק את הלווינים לפני השיגור אם הם עומדים ברעידות של השיגור, אם הם עומדים בתנאי החלל בואקום, בחום. וכמובן המתקנים כולם נמצאים אצלנו כחלק מהתשתית. זה מבנה השילובים שנמצא בתעשיה האווירית, מבנה בעל שטח של כאלפיים מ”ר נקי כולו המשמש אותנו לתפקיד הזה. יש לנו שלוש תחנות קרקע- תחנת קרקע ללווינים נמוכים (לווין צבאי), תחנת הקרקע של לווין התקשורת – מפקחים על הלווין 24 שעות. כמובן שמספר האנשים במשמרת הם בין שניים לשלושה. הרבה מהמערכות אנחנו מפתחים ובונים בעצמנו. יש תעשיית חלל שלמה במדינת ישראל, וזה מביא אותנו בכל התחום של לוויני התצפית.
תעשית החלל בארץ מעסיקה היום הרבה מפעלים. במרכז התעשיה האווירית כקבלן ראשי ומפתחת של תעשיות נוספות – ובנוסף אליהם – אל אופ, המפתח את המצלמות, רפאל שמספקת מערכות הנעה, תדיראן ואלישרה שמספקות מערכות תקשורת, אלתא שמספקת מטעדים מסוג אחר. ישראל נמצאת במשפחה טובה של שמונה מדינות שיש להן יכולת לשגר לווינים. טיל השיגור נבנה על ידי אותו מפעל הבונה את טיל החץ. אנחנו היחידים שמשגרים לכיוון ההפוך – כיוון מערב, אנחנו משגרים רק מעל ים ולא מעל יבשה, כי אם חס וחלילה החלקים של הטיל עלולים ליפול זה דבר שאנחנו לא רוצים להסתכן בו.
לווין התצפית ארוס – קטן מאוד בגדלו פחות מ-300 קילוגרם, הגודל שלו, 2.20 מ' על 1.10 קטן מאוד. המצלמה יושבת במרכז ומצלם את כדור הארץ. כאשר הלווין רוצה להתקדם למטרה כלשהי הוא מטה את הגוף שלו מול קו המטרה, פורש את האנטנות שנמצאות למטה ומשדר את התשדורת לתחנת הקרקע שמוכנה לקבל את האינפורמציה. מאותה סיבה שציינתי מקודם – נושא הבטיחות אנחנו לא יכולים לשגר את הלווין מישראל, לכן שיגרנו אותו מטיל רוסי מדגם סטארט-1 שהוא טיל בליסטי שעבר הסבה והפך לטיל לשיגור לווינים במינוס 43 מעלות בסיביר. הלווין הזה נכנס למסלול בצורה מאוד רהוטה ומאוד מדויקת. הרוסים מצטיינים בנושא של השיגורים הלוויינים. הסיבה לשיגור מרוסיה הוא התכנון להנעת הלווין דרך הקטבים ולכן צריך גם לשגר אותו לכיוון הזה ואת זה ישראל לא יכולה להרשות לעצמה מהסיבות שהסברתי קודם. כל מי שיש לו תחנת קרקע יכול לקנות את המוצרים שלו כאשר הלווין עובר בתחום העיגול הזה, שבו יש לו תקשורת.
ללויין יש גם אפשרות לקלוט תמונות, לאחסן אותו בזכרון ולהוריד את האינפורמציה. תמונה שנלקחה מהלווין ארוס שהבעלים שלה הם אימג'סט אינטרנשונל שלתעשיה האווירית יש בה חלק לא קטן. בתמונה רואים את שדה התעופה של דאלס. רואים מטוסים על הקרקע, רואים עצמים בגודל של 1.5-1.8 מטר. מי שמסתכל על זה יכול להוציא מזה הרבה מאוד אינפורמציה. מצלמה שנבנתה על ידי חברת אל אופ.
התמונה נלקחה מגובה של 500 קילומטר. תארו לעצמכם שאתם עומדים במטולה מסתכלים לאילת, זה המרחק פחות או יותר. היום האמריקנים מאפשרים למכור תמונות ברזולוציה של מטר. כמובן שהלווינים הצבאיים שלנו יכולים לעשות טוב מזה, אני לא יכול להגיד כמה.
תמונה נוספת – של בסיס דייגו גרסייה – אפשר לזהות את המטוסים איווקס, B1 וכו'. אפשר לראות את הצל של המנועים. גם התעשיה הזו שאומרת שהיא מוכרת תמונות אזרחיות יש ערך רב גם בתחום של הסוכנויות הצבאיות שהם למעשה הלקוחות העיקריים של הלוויינים הללו.
עד כאן דיברתי על מצלמות בתחום הנראה. יש איזורים שמכוסים רוב הזמן בעננים שבהם לא כדאי לצלם. וכמובן שבלילה לא ניתן לצלם. עוקפים את זה באמצעות שיטות שמאפשרות לראות גם בלילה וגם בכל תנאי מזג האוויר. הלווין משדר פולסים מהמכ”מ שלו ויוצר תמונה סינטתית של האיזור שהוא מצלם. תמונה שצולמה ממטוס – מוזיאון השריון בלטרון – יש בה הרבה מאוד אינפורמציה וכמובן שהמפענחים יודעים להוציא ממנה הרבה מאוד אינפורמציה. וכמובן – ביום, בלילה ובכל מזג אוויר. הוא למעשה משלים את התמונות האלקטרו אופטיות.
לווינות התצפית במדינת ישראל מאופיינים במשקל נמוך ביותר, לווינים אחרים שמבצעים דברים דומים הם לא פחות מטון אחד, יש לזה משמעות לשיגור, לעלות השיגור. התכונות שלהם לא פחותות מהלווניים הגדולים, יש להם יכולת אוטונומית להסתדר לבד עד שימצאו את תחנת הקרקע. אפשר לטפל בתחנת קרקע יחידה ללווינים האזרחיים כמה תחנות קרקע. הוא גם בעל יכולת השרדות. אם מערכת מתקלקלת, מערכת אחרת נכנסת לפעולה. עד עכשיו לא היו לנו תקלות אבל אם חס וחלילה תקרה תקלה יש רכיב שיכנס לפעולה (למשל המחשב המרכזי).
מבחינת לוויני התקשורת –ב-1996 שיגרנו את הלווין עמוס 1. התעשיה האווירית החליטה להכנס לתחום לאחר שהתמחתה בלוויני תצפית בכספי עצמה ב-1992 היא בנתה את הלווין עמוס 1. הלווין עדיין חי, אורך החיים הצפוי שלו 12 שנה, בשנת 2007 נשגר את עמוס 3 שיחליף את עמוס 1. עמוס 2 שוגר ב-2003 וכמובן חי מאז ונותן שירותים. כל מי שיש לו יס מקבל את השידור ישירות לבתים.
הלווינים הללו מספקים שירות קודם כל למדינת ישראל. ככל שמתרחקים ממרכז האלומה עוצמת השירות יורדת. יש לנו אלומה במרכז אירופה – הונגריה וגם במזרח ארה”ב. יכולנו לשדר אינטרנט מארה”ב להעלות ללוין ולהוריד במדינת ישראל בלי להוריד ולהעלות פעמיים. אין הרבה מדינות שמשגרות לוויני תקשורת. רצוי לשגר אותם קרוב ככל האפשר לקו המשווה אחרת צריכים להשתמש ביותר אנרגיה. עמוס 1 שוגר מגינאה הצרפתית באמצעות טיל אריאן, לעומת זאת הלווין השני שוגר מבייקונור שבקזחסטן שלא כל כך קרובה לקו המשווה. בחודש הראשון שלאחר השיגור הם מגיעים למקום ועוברים בדיקות. אנחנו בונים את הלווין פאנלים פאנלים. כל פאנל עובר אינטגרציה בפני עצמו ואחר כך אנחנו מבצעים את השילוב אצלנו. שני הלווינים נמצאים במקום שנקרא 4 מערב, מעט מערבה מחוף אפריקה. משם הם נותנים לנו שירות לשלושת האיזורים. סך הכל, אם רוצים לכסות את כל העולם יש צורך ב-3 לווינים שמופרדים ב-120 מעלות. הלווין הזה נועד לתת שירות רק בשטחים שציינו.
הפעילות המסחרית של התעשיה האווירית, היא הקימה עם הזמן שתי שותפויות – אחת חברת ISI שדרכה היא מוכרת את לוויני התצפית – התעשיה האווירית בנתה את הלווינים ו-ISI היא זו המספקת את השירות. החברה השניה – חלל, שגם מגייסת את ההון, גם בונה את הלווינים וגם נותנת שירות ללקוחות.
מבחינת שיתופי פעולה בינלאומיים אנחנו מעורבים בשתי תוכניות, האחת – תוכנית ענק, גלילאו לבניית מערכת שתאפשר לאירופה אי תלות בלוויני הGPS. עלות המערכת 3.2 מיליארד יורו – 30 לווינים שתהיה פעילה ב-2010. מדינת ישראל הצטרפה לתוכנית הזו, השקיעה 18 מיליון יורו תמורת הזכות להתחרות על נתחי עבודה בתוך הפרויקט זה. הפרויקט השני הוא פרויקט ונוס – פרויקט מדעי שהתפקיד שלו הוא לבדוק גידולים חקלאיים באמצעות מצלמה של 12 צבעים והמדענים מנתחים את התוצאות אם יש מחלות, אם ההשקיה נכונה. המדענים והחקלאים מקבלים את זה חינם אין כסף. אנחנו עובדים עם הצרפתים. אנחנו מספקים נגזרת של אחד מהלווינים שלנו, הצרפתים מספקים את המערכות לניתוח התוצאות וגם רוכשים את המצלמה לאחר שחיפשו באירופה ולא מצאו קנו את המצלמה דווקא באל אופ ולא בשום מקום אחר. הפיקוד על הלוין יהיה ממדינת ישראל. איסוף המידע יהיה ממקום שנקרא קורונה בשבדיה. קורונה קרובה מאוד לקוטב הצפוני ושם מספר המעברים של הלווין הם הרבים ביותר וניתן להוריד את המידע לעיתים מאוד תכופות. משם המידע יעבור לטולוז, שם יוקם מרכז לניתוח התוצאות ומשם יופצו לכל העולם.
לסיכום, רציתי לתת לכם את התחושה שבישראל יש תעשיית חלל שבמרכזה התעשיה האווירית עם השגים לא מבוטלים, חשוב לפתח עצמאות של התעשיה עם ביצועים של לווינים מהשורה הראשונה והעובדה שאנחנו מסוגלים לבצע פרויקט משותף ולספק לווין לסוכנות החלל הצרפתית, השניה בגודלה בתחום החלל. די הרבה תעשיות ישראליות עוסקות בתחום החלל וכתוצאה מהעיסוק נוצרים תוצרים חדשים ויכולים להתחרות במרכיבים מסוימים בתחום החלל גם בחו”ל. דבר פחות משמח – גודל ההשקעה שמדינת ישראל משקיעה בנושא החלל בארץ – כמעט אפסי. אפילו לעומת מדינות פחות עשירות מאשר ארה”ב ואפילו צרפת. אם רוצים לדחוף את הטכנולוגיה צריך להשקיע יותר. כל מה שאנחנו עושים היו זה או על בסיס בטחון או על בסיס מסחרי פיתוח הטכנולוגיה דורש הרבה יותר משאבים.
שאלה מהקהל – איך מתגוננים בפני החשש מיירוט הלווינים?
ההגנה היחידה היא החסינות של התקשורת. לא מאפשרים למישהו להכנס לתוך הפיקוד שלנו על ידי זה שאנחנו משדרים קודים מוצפנים ומונעים ממישהו שישתלט על לווינים. לא היו מקרים כאלה עד היום. אין סכנה כזו כרגע.
לאחר הרצאתו של קצ'קו הגיע תורי – המארח השני לספר על ההסטוריה של אתר הידען.
