שומרים על הסביבה מהחלל

GMES הוא מיזם אירופאי חדשני המשתמש בלוויינים, חיישנים אוויריים, ימיים וקרקעיים לטובת איכות הסביבה, ביטחון וניהול משאבי כדור הארץ. זקיפים בחלל

טל ענבר | מגזין גליליאו

החלל משמש כר נרחב לפעילויות אנושיות. מעבר לפעילות הטיסות המאוישות לתחנת החלל הבינלאומית וללוויינים לצורכי ביטחון ותקשורת, פועלים בחלל לוויינים רבים לניטור כדור הארץ למטרות של ניטור איכות הסביבה ושיפור הבנתנו את התהליכים השונים המשפיעים על כולנו – ובהם דלדול שכבת האוזון, גידול בכמות הפחמן הדו חמצני באטמוספרה, הפשרת קרחונים ועוד.

האיחוד האירופאי הקים מיזם חדש שנועד להקנות לאירופה עצמאות בתחום החישה מרחוק באמצעות לוויינים, חיישנים אוויריים, ימיים וקרקעיים למטרות שונות, ובהן ביטחון, הגנת הסביבה, מעקב אחר משאבי טבע וניטור אסונות טבע. מיזם זה, המוכר פחות בציבור, מכונה GMES – ראשי תיבות של Global Monitoring for Environment and Security, ושותפות לו הנציבות האירופאית וסוכנות החלל האירופאית. לאחרונה שונה השם לשם קליט יותר, “קופרניקוס”, אך מסיבות שונות חזרו האירופאים לשם המקורי GMES.

נתאר כאן את המיזם ונבחן את ההיבט החללי שלו, המשולב במרחבי פעילות אחרים, לשם יצירת מערכת סינרגטית ראשונה מסוגה מבחינת יעדיה וההיקף של פעילותה. המידע שיתקבל מחיישני מיזםGMES יסייע לחוקרים להבין טוב יותר את אופי השינויים הסביבתיים בכדור הארץ.

על פי הציפיות, יאפשר המיזם תכנון מיטבי של כבישים ודרכים, יעזור למתכנני ערים, יסייע לקבלת החלטות בתחום תכנון חקלאי וניהול משאבי אנרגיה, ובכלל זה אנרגיה מתחדשת. לטובת העניין, שותפות למיזם מדינות אירופיות שונות בתרומה של משאבים, טכנולוגיות ומדענים.

המרכיב החללי של GMES

בשל היכולת של לוויינים נמוכי מסלול לכסות את שטח כדור הארץ ביעילות ובמהירות, מובנת מאליה ההסתמכות של מיזם גלובלי לניטור על בסיס לווייני. סוכנות החלל האירופית מתכננת מערך של חמישה לוויינים שישרתו את מיזם GMES, המכונים סנטינל (Sentinel), זקיף.

מערך ה”זקיפים החלליים” יכלול לוויינים מכמה סוגים, לביצוע מטרות שונות כחלק ממשימת ניטור כדור הארץ:

• סנטינל 1: לוויין המצויד במערכת מכ”ם SAR. הלוויין ישוגר למסלול קוטבי (שבו עובר הלוויין מעל שני הקטבים, הצפוני והדרומי) סביב כדור הארץ לקראת סוף שנת 2011.
• סנטינל 2: לוויין חישה מרחוק בתחום האופטי, רב-ספקטרלי, שישמש לבניית מסד נתונים בכיסוי גלובלי. שיגורו צפוי בשנת 2012.
• סנטינל 3: לוויין שייעודו העיקרי הוא חקר הסביבה הימית של כדור הארץ; שיגורו צפוי בשנת 2012.
• סנטינל 4 וסנטינל 5: מטעדים לניטור האטמוספרה, שיעקבו בין היתר אחרי רמות גזי החממה. המטעדים ישולבו בלוויינים למחקר מטאורולוגי, שאחד מהם אינו מסדרת סנטינל, וצפוי שישוגרו לחלל בשנים 2017, 2020 ו-2024. מדגים טכנולוגי של המטעד עשוי להמריא לחלל בשנת 2014.

מעניין לציין כי הלוויין הישראלי-צרפתי ונוס (המפותח על פי הסכם בין סוכנות החלל הישראלית לסוכנות החלל הצרפתית CNES, והנבנה במפעל מבת-חלל של התעשייה האווירית עם מצלמה רב-ספקטרלית מתוצרת אל-אופ), יכול להשתלב במיזם GMES ולהיות חלוץ מבחינת יכולותיו; שותפות ישראלית במיזם נבחנת בדרגים שונים, אך בשלב זה עוד מוקדם לקבוע האם יהיו לוויינים ישראליים חלק מצי הלוויינים שלו.

המידע הגולמי מלווייני סנטינל יועבר באמצעות רשת של תחנות קרקע אירופאיות, יפוענח, יותך ויסופק למשתמשים בשרותי GMES. מטרת העל היא הפקת תוצרים ה”תפורים לפי מידה” לכל אחד מצרכני GMES. במקרים רבים ישולבו הנתונים שיועברו מהחלל עם נתונים שיושגו באמצעות כלי טיס (מהם שאינם מאוישים), חיישנים ימיים ויבשתיים. לדוגמא, מידע על זיהום אוויר המגיע מלוויין חישה המצויד במצלמה רב (ובעתיד היפר) ספקטרלית, ישולב עם נתונים מרשת של חיישנים לניטור זיהום אוויר על פני הקרקע, לצורך הפקת תחזית זיהום אוויר לימים אחדים.

המרכיב הביטחוני של GMES

מטבע הדברים, הפרסומים האירופאים, המרחיבים הרבה בנושא הטכנולוגיות לניטור כדור הארץ לצרכים של איכות הסביבה וניהול משברים ואסונות טבע, ממעיטים מאוד בבואם לתאר את המרכיב הביטחוני של מיזם GMES.
מיזם GMES מתעתד לאסוף נתונים על איכות האוויר באירופה, ומתן תחזיות מיקרו – במיקום ובזמן, להתרעה מפני זיהומים והרעה באיכות האוויר

עם זאת, על סמך בחינה של אתרי האינטרנט השונים של המיזם (וראו מסגרת “לקריאה נוספת”) ומסמכים של הנציבות האירופית, אפשר לציין כמה היבטים ביטחוניים של המיזם, ובהם: ראשית, מעקב ימי, הכולל מעקב ושמירה על גבולותיה הימיים של אירופה ושל זירות ימיות אחרות בעלות עניין לאירופה, וכן מעקב אחרי מהגרים בלתי חוקיים ושימוש בלתי חוקי בים למטרת הברחות של סחורות ופעילות בלתי מורשית מסוגים נוספים.

שנית, מעקב אחר תשתיות קרקעיות חיוניות (דוגמת תחנות כוח, מאגרי דלק, תחנות רכבת וכו'), לרבות שמירה על גבולות יבשתיים וניטור של כלי רכב, הברחות והשגת גבול. שלישית, סיוע למשימות שמירת שלום, הכולל מעקב לצורך מניעת סכסוכים, ניהול משברים הומניטריים הנובעים מסכסוכים אלה וניטור אוכלוסייה.


תגובה לאירועי חירום

לדעת יוזמי GMES ומתכנניו, אפשר יהיה להשתמש במיזם לניהול משברים ומצבי חירום שונים על פני כדור הארץ. מצבים כגון שיטפונות, שרפות יער, רעידות אדמה, זיהומים גדולים באוויר, בים וביבשה – את כולן יהיה אפשר לנטר בזמן התרחשותם באמצעות לווייני סנטינל ומערכי החיישנים האחרים של מיזם GMES.

התוצרים השונים של כלל אמצעי החישה והאיסוף יותכו לכלל מידע עדכני, שיעמוד לרשות מנהלים של מצבי המשבר והחירום ויסייעו בידם לקבל את ההחלטות הנדרשות ביעילות ובמהירות; הכללה של מערכת הניווט האירופית “גליליאו” במיזם GMES תעצים עוד יותר את יכולותיו ואת איכות תוצריו.

כחלק מהתשתית האירופית להערכות במצבי חירום, נועדו לווייני סנטינל לאסוף (ולאחר מכן לנתח) מידע תשתיתי אודות אזורים החשופים לסכנות שונות, כולל מידע אורבני רב-שכבות, על תשתיות התחבורה, צפיפות המגורים, הסכנות שבחשיפה לזיהומים מעשה ידי-אדם (למשל בעת שרפה במפעלים כימיים שונים) וכיו”ב. מידע זה ישמש בסיס לתכנון אורבני וסביבתי עתידי באירופה מחד גיסא, וישמש נקודת מוצא לניטור שינויים בעת התרחשותם, מאידך גיסא.

ניטור האטמוספרה

ניטור איכות האוויר ומתן תחזיות למקרים של זיהום (טבעי או מלאכותי) הוא מרכיב חשוב בבריאות הציבור. מיזם GMES מתעתד לאסוף נתונים על איכות האוויר באירופה, ומתן תחזיות מיקרו – במיקום ובזמן, לשם התרעה מפני זיהומים והרעה באיכות האוויר.

נוסף לחיישנים קרקעיים ומוטסים, ישמשו גם חלק מהלוויינים של המיזם למשימה זו. באמצעות מחקר והבנה טובה יותר של מחזור הפחמן והמתאן, ישמש המידע של חיישני GMES להבנת התהליכים ברמה הגלובלית, לא רק אלה שמעניינים את האירופים; המידע יועבר בזמן אמיתי למשתמשי GMES, ובמקביל יישמר לצרכי מחקר עתידי.

סוכנות החלל האירופית מצויה במשא ומתן עם נאס”א לגבי שיתוף הדדי בנתונים מהלוויינים הקיימים והמתוכננים של ארה”ב לחקר כדור הארץ, ובכך להעצים עוד יותר את יכולות מיזם GMES עצמו. חלק מהמעקב אחרי המתרחש באטמוספרה יעסוק באינטראקציה בין הקרינה האולטרה סגולה לבין האטמוספרה העליונה, כולל שכבת האוזון.

מיזם GMES הוא ניסיון ראשון לרתום יבשת שלמה למאמץ מדעי וטכנולוגי משותף, שעניינו העיקרי הוא איכות החיים של תושבי אירופה; זהו גם ניסיון ראשון ליצור מערך עצום מימדים של היתוך מידע והפצתו הממוקדת לצרכנים, בזמן אמת. אחד האתגרים העיקריים של המיזם הוא ביכולת “לבור את המוץ מן התבן”, כלומר לשלוף את הנתונים המעניינים מתוך כלל הנתונים, בעת הצורך ולמי שנזקק להם. המיזם נמצא בשלבים ראשונים של פרישׂת המערכות הכלולות בו, ויהיה אפשר ללמוד מדרך התנהלותו גם על ניהול מיזמים בינלאומיים, שצפויים מהם רווחים כלכליים וטכנולוגיים בצד שיפור במידע המדעי סביבתי שיופק מהם.

הכותב הוא ראש המרכז לחקר החלל, מכון פישר למחקר אסטרטגי אוויר וחלל, ויו”ר אגודת החלל הישראלית.

הכתבה פורסמה בגליון 127 של כתב העת גלילאו