בראיון לאתר הידען, מספר פרופ’ רן גינוסר, מנכ”ל רמון צ’יפס כי האתגרים הגדולים ביותר בפיתוח שבבים לחלל הם הקרינה ושמירה על טמפרטורה שבה המחשב יכול לפעול, כן תיאר פרופ’ גינוסר את המסלול שערך הלוויין ברחבי תעשיית החלל הישראלית
בתום מסע בן שלוש שנים וחצי בחלל, צפויה החללית היפנית היאבוסה-2 להגיע ביום שלישי הקרוב לאסטרואיד רְיוּגוּ. המשימה כוללת סקר בן שנה וחצי של האסטרואיד, הפגזתו בקליע גדול, שיגור נחתת מקפצת עם מחשב חלל תוצרת החברה הישראלית “רמון צ’יפס” הנתמכת על ידי סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע, ולבסוף השבת דגימות קרקע מריוגו לכדור הארץ.
ריוגו הוא גוף קרוב-ארץ בקוטר כ-900 מטרים הנמנה עם קבוצת אסטרואידי אפולו, אותם אסטרואידים שמסלול ההקפה שלהם סביב השמש גדול ממסלול ההקפה של הארץ סביב השמש. מכיוון שכך, אסטרואידי אפולו עלולים להתנגש יום אחד בכדור הארץ. ריוגו הוא אסטרואיד מסוג C העשירים בפחמן, בסלעים ובמינרלים, וכן בתרכובות אורגניות ובמים. לפי הסברה המקובלת, אסטרואידים מסוג C שפגעו בכדור הארץ הצעיר הם המקור העיקרי לאוקיינוסים שלנו. בנוסף, ייתכן שאסטרואידים אלו הם שסיפקו את אבני הבניין לחיים – תרכובות אורגניות. בסוכנות היפנית לחקר החלל (JAXA) מקווים שחשיפת אוצרותיו של ריוגו תספק לנו הבנה טובה יותר של האבולוציה של מערכת השמש, של כדור הארץ ושל החיים עצמם.
היאבוסה-2 מכילה תותח קטן שישגר קליע נחושת במשקל שני קילוגרמים, ובמהירות שני קילומטרים לשנייה, במטרה ליצור מכתש באסטרואיד. זרוע רובוטית שתצא מחללית האם תאסוף מהמכתש דוגמיות קרקע במטרה להשיבן לכדור הארץ. בנוסף, חללית האם תשחרר שלושה רוברים קטנים שיקפצו על פני השטח של האסטרואיד, וכן מעבדה נייחת לניתוח הרכב הקרקע שמסוגלת לקפץ פעם אחת בשם מסקוט – שהמחשב שלה הוא מתוצרת רמון צ’יפס הישראלית.
המחשב הישראלי מנהל את הנחתת, מפעיל את המכשירים השונים ומשדר חזרה את הנתונים לחללית האם – ומשם לכדור הארץ. “ההרגשה מדהימה”, אומר פרופ’ רן גינוסר, מנכ”ל רמון צ’יפס הנתמכת על ידי סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע.
בראיון לאתר הידען מתאר פרופ’ גינוסר את הדרך הארוכה שעבר השבב משלב הרעיון הראשוני ועד הנחיתה הצפויה בעוד מספר חודשים: “השבב כולל שתי ליבות מעבד, באס AMBA, ומספר ממשקים המותאמים במיוחד לשימוש בחלל. התכן הראשוני התקבל מחברת גייזלר משבדיה (הפועלת בעיקר עבור סוכנות החלל האירופית) בשנת 2006, ואליו התווספו גם מספר ממשקים ייחודיים למבת וללוויינים ישראליים. השבדים ביצעו סינטזה וחברת רמון צ’יפס, שפיתחה ספריות תאים עמידי קרינה על גבי תהליך 0.18 מיקרון של טאואר, ביצעה את התכן הפיזי (בשנת 2009). ייצור הפרוסות בטאואר נעשה בשנת 2010. המימון לפרויקט סופק על ידי משרד הביטחון (מפא”ת—מנהלת הלוויינים) ועל ידי התעשייה האווירית (מבת). הרכיבים נארזו (בצרפת) באריזות קרמיות הרמטיות ייחודיות מתוצרת קיוסרה (יפן). הבדיקות החשמליות ובדיקות הסביבה נערכו בחברת פרסטו (כיום ATS) במגדל העמק ובדיקות העמידות בקרינה בוצעו על ידי ממ”ג (נחל שורק), חלקן בישראל וחלקן במאיץ החלקיקים בבלגיה. לאחר קבלת רישיון יצוא ביטחוני הועברו השבבים לשבדיה בשנת 2012, וסוכנות החלל הגרמנית בחרה בהם למשימה היפנית, ששוגרה בסוף 2014. הרכיב משמש מחשב בקרה בתדר (איטי למדי) של 100 מה”צ.”
“מדהים לחשוב שהמחשב שלנו יישאר שם על האסטרואיד, זה כמו דגל על הירח או על מאדים, אבל עוד יותר מאתגר. טיפוס על האוורסט הוא כאין וכאפס לעומת נחיתה על אסטרואיד, ומי יודע – אולי כורי אסטרואידים בעתיד ימצאו את הקופסה הקטנה שלנו ויחזירו אותה בשלום”.
פרופ’ גינוסר מסביר כי “צריך להבין שהאתגר הטכנולוגי כאן הוא הקרינה הקוסמית. הרכיבים האלקטרוניים שלנו מופצצים על ידי קרינה קוסמית אדירה, הרבה יותר מכפי שלוויינים חווים בחלל הקרוב, וכמובן שאין מקום לתקלות. יש מחשב אחד, והוא צריך לשרוד מסע של שלוש וחצי שנים בחלל העמוק”.
קשה להגן על השבבים בפני קרינה קוסמית על ידי מיגון חיצוני, ולכן יש לבנות תאים (שערים לוגיים וזיכרונות) שהקרינה לא תפגע בהם. קרינה קוסמית (בעיקר יונים כבדים) מייצרת ענני מטען בתוך הסיליקון שמשבשים פעולת מעגלים רגילים. המעגלים של רמון צ’יפס מכילים התקנית להארקת המטענים הבלתי רצויים. מעגלים אלו צורכים יותר שטח, יותר הספק ויותר זמן השהייה יחסית למעגלים לוגיים רגילים. ניתן להשתמש לעתים גם בשבבים מסחריים רגילים (לאחר שבדקנו שהם לא מושמדים על ידי הקרינה) אבל אז צריך להוסיף יתירות ואמצעי מיגון חיצוניים. בעיה נוספת בחלל קשורה לפיזור החום—פעולה בוואקום מצריכה תכנון טרמי מדוקדק של השבב, האריזה, הכרטיס, סל הכרטיסים והלוויין כולו, על מנת לפזר את החום בהולכה (וגם לחמם את השבב, אם הוא מתקרר מידי בחלל וההספק העצמי שלו לא מספיק לשמירה על טמפרטורה…).
היאבוסה-2 תבלה שנה וחצי סביב האסטרואיד, כשהיא סוקרת את הרכבו, וצורתו ובדצמבר 2019 תצא החללית חזרה לכדור הארץ במסע שיארך עוד שנה וחצי. בדצמבר 2020 תשחרר היאבוסה-2 את מטענה היקר בכדור הארץ והחוקרים יוכלו לנתח את הממצאים. אך גם חברות הזנק רבות היו מעוניינות לדעת אילו חומרים נדירים הוא מכיל. “עיני כל מחפשי הזהב והיהלומים והמתכות נשואות עכשיו ליאבוסה-2”, מסכם פרופ’ גינוסר.
רמון צ’יפס אף סיימה באחרונה את שלבי הפיתוח והייצור של שבב-מחשב לצורכי חלל המפגין את יכולות העיבוד המהירות והחזקות ביותר הקיימות כיום בעולם וישמש לעיבוד נתונים מהיר וחסכוני בלוויינים. השבב החדש של החברה מהיר פי 500 ביכולת החישוב שלו מהקודם וצורך רק פי חמישה יותר הספק חשמלי.
