סיקור מקיף

הטכניון, מכון ויצמן והמכון לטלמטיקה בגרמניה יפעילו מערך לוויינים חדשני על בסיס טכנולוגיית ה-CT הרפואי

מערך הלוויינים יספק מידע על עננים ועל השפעתם על האקלים הפרויקט, זכה במענק של 14 מיליון יורו מטעם המועצה האירופית למחקר

מימין: פרופ' קלאוס שילינג, פרופ' יואב שכנר ופרופ' אילן קורן. מבעד לעננים
מימין: פרופ' קלאוס שילינג, פרופ' יואב שכנר ופרופ' אילן קורן. מבעד לעננים

עשרה ננו לוויינים, שמשקל כל אחד מהם שלושה ק"ג וגודלו כשל קופסת נעליים, ישוגרו תוך שנים ספורות לטיסת-מבנה במסלול סביב כדור-הארץ ויספקו מידע חסר תקדים על עננים ועל השפעתם על האקלים. המערכת החדשנית תספק נתונים על ההרכב הפנימי והמבנה החיצוני של עננים, באמצעות טכנולוגיה שפותחה בהשראת CT רפואי – הממפה באופן תלת-ממדי את פנים הגוף. באמצעות חקר שדות של עננים קטנים, שאינם נמדדים היטב בטכנולוגיות הלויינים הנוכחיות, צפוי הפרויקט לצמצם אי-ודאויות משמעותיות הקיימות כיום במידול האטמוספרה ובחיזוי שינויים באקלים.

הפרויקט, CloudCT, זכה במענק של 14 מיליון יורו מהמועצה האירופית למחקר ERC, במסגרת תוכנית הסינרגיה שלה (ERC Synergy program). תוכנית זו נוסדה במטרה לייצר "שלמים הגדולים מסך חלקיהם", כלומר לעודד שאלות מחקר שאפתניות המצריכות שיתוף פעולה בין כמה חוקרים ושילוב של יכולותיהם המשלימות. 14 מיליון יורו הם הסכום הגבוה ביותר שהמועצה רשאית להקצות במסגרת התוכנית, וזו השנה הראשונה שמדענים ישראלים זוכים במענק מסוג זה.

את הפרויקט הנוכחי מובילים שני חוקרים ישראליים וחוקר גרמני אחד – פרופ' יואב שכנר מהפקולטה להנדסת חשמל על-שם ויטרבי בטכניון, מומחה בראייה ממוחשבת ובטומוגרפיה ממוחשבת, פרופ' אילן קורן מהמחלקה למדעי כדור הארץ וחקר כוכבי-הלכת במכון ויצמן למדע, מומחה בפיסיקה של עננים וגשם ופרופ' קלאוס שילינג מהמכון לטלמטיקה בוירצבורג, גרמניה, מומחה בטכנולוגיות טיסות-מבנה של לוויינים זעירים.

עננים ממלאים תפקיד מרכזי במאזן האנרגיה ובמחזור המים בטבע. עם זאת, אפילו שגיאות קטנות בהערכת תכונותיהם עלולות לגרור טעויות מהותיות בחיזוי האקלים. לדברי פרופ' קורן, "כיום לוויינים משמשים לחקר מבני עננים גדולים ברזולוציה שאינה מספיקה לצפייה בעננים קטנים. גם עננים קטנים משפיעים על האקלים ומושפעים מאוד משינויים בו ולכן חשוב לפתח דרכים למדידת תכונותיהם ולחקר יחסי הגומלין שלהם עם תנאי סביבה משתנים. פרוייקט CloudCT יסלול את הדרך לכך".

לדברי פרופ' שכנר, "הרעיון למדידת תוכן פנימי (טומוגרפיה) של עננים מהחלל התפתח בהשראת ה-CT הרפואי. בדומה לטכנולוגיית דימות זו ביישומה הרפואי, התמונות ב- CloudCT יצולמו מכיוונים רבים סביב הענן ומעליו. הצילום הרב-כיווני יתבצע בעת ובעונה אחת באמצעות לוויינים זעירים וזריזים מאוד הנעים בטיסת מבנה אוטונומית. עם זאת, בניגוד ל-CT רפואי, שבה יש שליטה פעילה במקור המקרין על הגוף, כאן נסתמך על קרינת שמש טבעית ועל פיזור האור הקיים. זה אחד האתגרים הגדולים בפרויקט".

אתגר נוסף הוא יצירתה של רשת לוויינים אוטונומית המקיימת בתוכה תיאום רב, יכולות תגובה ובקרה מדויקת. לדברי פרופ' שילינג, "מערכת הלוויינים המבוזרת שאנו מפתחים לטובת הפרויקט היא דוגמה ליכולת של מערכת תוכנה חדשנית לפצות על מגבלות הנובעות מהמזעור. חדשנות זו תאפשר לנו לפתח רשת לוויינים בעלת ארגון-עצמי אוטומטי ולקדם תפיסות חדשות של תצפית ושל פיתוחים מדעיים בכלל".

בימים אלה שוקדים המדענים על בניית צוותי העבודה ועל תכנון פרטני של הפרויקט. עד השיגור הם ישקיעו בתכנון מפורט ובבדיקה של ההיבטים השונים של הפרויקט. לדברי פרופ' שילינג, "בבדיקות אלה נסתייע בלהק של שלושה לוויינים בשם TOM ובסימולטור המתקדם שלנו בווירצבורג". פרופ' קורן מוסיף כי "הפרויקט הזה יספק לנו הזדמנות למפות עננים באופן חסר תקדים".

"אנו שמחים מאוד שהמועצה האירופית למחקר בחרה ב-CloudCT", אומר פרופ' שכנר. "זהו פרויקט חלוצי המביא תפיסות תצפיתיות חדשות ופריצות דרך באלגוריתמים מתוחכמים של ראייה ממוחשבת".

הידיעה נשלחה במשותף על ידי מכון ויצמן והטכניון

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

תגובה אחת

  1. פרופ, אילן קורן
    שלום רב
    שמי טוביה ברגר, אינני מדען או חוקר אקלים, אך אני מתעניין בנושא. קראתי מספר מאמרים על נושא העשן והשפעתו על ההתחממות הגלובלית. במקום אחד קבעו שהעשן משפיע בין פי 460 ל-1500 לכל יחידת משקל לעומת ה CO2 במקום אחר נאמר שההשפעה פי 3000 ומקום נוסף פי 3200. בכל מקרה יש לעשן השפעה חמורה מאוד. עדות לכך היא הגלישה של קרחון בהרי ההימליה, הגלישה גרמה לשיטפון בו נהרגו מעל 100 הודים. יש לי אוסף של תמונות בהם נראים שטחים עצומים של קרחונים מכוסי פיח, בקטבים ובהרי ההימליה. אין צורך לפרט את משמעות הדבר.
    אך יותר משמעותית היא ההשפעה על האדם. מאחר והפיח כולל בתוכו גם חלקיקים PM.10 ו PM2.5 הם גורם מזיק במיוחד. לפי מחקר אחד הם גורמים ל- 160,000 מתים בחמש ערים מרכזיות.
    כל ההקדמה הארוכה הזו באה בכדי להציג את הדבר העיקרי: החשש הגדול שלי מחג "ל"ג בעומר" חזרתי פעם מחול במוצאי החג הזה והמראה היה נורא – ענני עשן שחור נראו מבעד לחלון המטוס. הרשויות מורות לאנשים רגישים להסתגר בבתים – שווה ערך לכוסות רוח למת. הסכנה הגדולה – סביב המדורות מושיבים גם ילדים קטנים, כך הם סופגים כמות עשן גדולה, שחלקה תשאר בריאות שלהם לנצח. חלק אחר יעבור למחזור הדם. גם מחלימים מקורונה עלולים להנזק מכך.
    לכן חשבתי שכדאי לקרוא לרשויות לפעול לשם צימצום התופעה.
    אם הנושא נראה לכך חשוב, אשמח לדבר איתך.
    בכבוד רב טוביה
    ברגר

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן