קוראי Techtime מקבלים קוד הנחה לכנס Space Tech Summit

קוראי Techtime יקבלו הנחה מיוחדת של 150 שקל במהלך הרישום לכנס SpaceTech Summit International שיתקיים בפעם הראשונה ביום ה’, ה-12 במאי 2022, בביתן 10 במתחם אקספו בתל אביב. במהלך הרישום הקוראים יכולים להקליד את קוד ההנחה spacetech22, אשר יעניק להם רישום מוזל לכל ההרצאות והמפגשים בכנס. ארוע SpaceTech Summit International יוקדש למגמות עסקיות וטכנולוגיות בתחום החלל ומיועד למקבלי החלטות, קרנות הון סיכון, חברות סטארט-אפ ויזמים ואנשי טכנולוגיה המעורבים בתעשיית החלל בישראל.

בין נושאי ההרצאות: פלטפורמות מחשוב קוונטי, רובוטיקה בחלל, השפעות החלל על טכנולוגיות רפואיות, החלל ועתיד התחבורה והאינטרנט, החלל וטכנולוגיות חקלאיות, השפעת החלל על התפתחות ה-MetaVerse, תוכניות ארטמיס של נאס”א ליישוב הירח שאליהן הצטרפו ישראל ועשרות מדינות בעולם, ועוד. כנס ספייס-טק, בהנחיית דני קושמרו, הוא הכנס הראשון העוסק בעידן היזמות הפרטית בחלל, וישמש להארת מקומה של ישראל בקפיצה הטכנולוגית הבאה.

הכנס מתקיים בהובלת קרן ההון סיכון של תעשיית האירוספייס TYPE5 VC המובילה גם את קהילת SpaceTech Nation.

יישומי בינה מלאכותית בתעשיית החלל

בתמונה למעלה: הרובוט דמוי-אדם הנסיוני Valkyrie שתוכנן על-ידי נאס”א. מקור: NASA

הכתבה בחסות Avnet Silica Israel

העניין הגובר בטכנולוגיות בינה מלאכותית ביישומי חלל נובע מהאפשרות שהן משפרות את האמינות והשרידות של המערכות ומקטינות את העלויות. פיתוח וניהול לוויינים דורשים התמודדות עם כמויות מידע עצומות המגיע ממערכות הטלמטריה ומהמטעדים המצויים בלוויין. מכיוון שהלוויינים פועלים תחת אילוצי משקל, גודל, רוחב פס וצריכת הספק חמורים מאד, אחת ממטרות התכנון היא לצמצם את כמות המידע שהם צריכים לשלוח אל תחנת הבקרה.

מכאן שאחת מהחלטות התכנון הראשונות שצריך לקבל היא איזה מידע לנתח על-גבי הלוויין ואיזה מידע לשלוח לעיבוד בתחנת הקרקע. ההחלטה צריכה להתחשב בגורמים כמו זמינות רוחב הפס, האנרגיה הדרושה לשידור המידע, ופשרה בין תשתיות עיבוד חזקות בפלטפורמה לבין זמני ההשהייה (Latency) הסבירים. טכניקות כמו לימוד מכונה (ML) מסייעות להפחית את נפח המידע שהלוויין משדר ולהאיץ את תהליך פיענוח המידע.

עיבוד נתוני טלמטריה

נתוני הטלמטריה מתארים את מצב “בריאות” הלוויין ותת המערכות שלו, וכרוכים בדרך-כלל בשידור מידע המגיע מאלפי חיישנים המצויים בלוויין, המגיע בפורמטים שונים ובמספרים המתארים יחידות טכניות שונות. המורכבות של המידע הזה מקשה על בניית נוסחה פשוטה המתארת את מצב הלוויין. בעבר, אחת מהדרכים להתמודד עם הבעיה היתה באמצעות הגדרת נקודות גבול עליונות ותחתיות למידע המגיע מכל חיישן, ושידור התראה כאשר הנתונים חורגים מהמעטפת.

אולם בלוויינים המודרניים המורכבים, הגישה הזאת היא בלתי מעשית. הצעד הבא היה הגדרת מעטפת גמישה בסיוע אלגוריתם לומד אשר העריך את גבולות המעטפת הדרושות לכל חיישן. גישה שלישית התבססה על שימוש במודלים סטטיסטיים וטכניקות סיווג כדי לחזות את הטווח התקין של כל אחד ממהמשתנים. הגישה הזו נבדקה על-ידי סוכנות החלל היפנית (Japanese Aerospace Exploration Agency), אשר הראתה שהיא מאתרת בהצלחה רבה תקלות שונות המתגלות במאיצים הרקטיים (Thrusters) שלה.

מתי אפשר לוותר על חיישן מיותר

דרך אחרת להתמודד עם הבעיה היא באמצעות מערכות מומחה המשלבות חוקים וידע אנושי. לפתרון הזה יש הצלחה מסויימת, אולם נכשל בהתמודדות עם תופעות לא מוכרות. גישה אחרת מבוססת על תאום דיגיטלי: מייצרים מודל ממוחשב של הלוויין, ומשווים בין המידע המגיע מהלוויין האמיתי לבין המידע המיוצר בהדמייה של הלוויין. הקושי בגישה הזאת טמון ביכולת לבנות סימולציה מספיק מפורטת ומדוייקת של הלוויין.

נעשו ניסויים בתוכנות לימוד מכונה (ML) לצורך איתור תקלות וחיזוי נתוני טלמטריה על-סמך מצבו הכללי של הלוויין, אולם ההצלחה לא היתה חד-משמעית. נבדקו גם טכניקות לימוד עומק באמצעות רשתות נוירונים. הגישה כאן היתה שונה: לרשתות הוזן מידע רב והן התבקשו לזהות תבניות. החוקרים מקווים שהשימוש במערכות לימוד מכונה ובינה מלאכותית יפחית את מספר החיישנים המותקנים בלוויין – שכן אם המערכת יודעת לעבד נתונים ולחלץ מידע גם ללא החיישן – סימן שניתן לוותר עליו.

ניתוח מידע גיאוגרפי המגיע מהלוויין

לאחרונה נעשה שימוש גובר במערכות לימוד מכונה ובינה מלאכותית לניתוח המידע המגיע ממערכות הניטור של הלוויין, דוגמת מצלמות, מכ”ם, מערכות מדידת קרינה וכדומה. בשנת 2019 הופעל אלגוריתם לומד לאיתור שכונות עוני מתמונות ברזולוציה גבוהה שהופקו על-ידי לוויין QuickBird. לאחר מכן נעשה במערכת הזאת שימוש לניתוח תמונות ברזולוציה נמוכה שהופקו בלוויין Sentinel-2, והיא הצליחה לאתר ולמפות את שכונות העוני גם בתמונות באיכות הירודה. הדוגמה הזאת מראה שמערכות ML יכולות להפחית את עלויות הלוויין – על-ידי שימוש במידע המגיע מלוויין יקר לצורך אימון רשת נוירונית הנמצאת בלוויין זול.

בוצעו גם ניסויים בהיקף גדול יותר. בשנת 2020 פיתחה סוכנות החלל האירופית (ESA) מערכת מבוססת ML שנועדה לסייע בהבנת השפעות וירוס הקורונה. המערכת שילבה מידע המגיע מלווייני התצפית האירופיים Copernicus Sentinel, ביחד עם עוד 30 מקורות מידע נוספים כדי לעקוב אחר ההשפעות הסביבתיות של הקורונה, כמו איכות מים, פעילות כלכלית ואנושית, בנייה, ספנות, תפוקה חקלאית וכדומה. התמונות למטה מציגות את השפעת המגיפה על רמות החנקן הדו-חמצני (NO2) ביבשת אירופה בשנים 2019-2020. (נ.ב. חנקן דו-חמצני הוא גז רעיל הנפלט בעיקר ממנועי בעירה פנימית).

מה כדאי ללמוד מדבורים, חגבים ותרנגולים

בינה מלאכותית המבוססת על מודלים ביולוגיים והתנהגות בעלי-חיים מסייעת להפעיל מערכות חלל. המגזין  IEEE Access פירסם לאחרונה סקירה של מספר אלגורתימים מהסוג הזה, ושל היישומים שלהם בחקר החלל. למשל, “מערכת חיסון מלאכותית” המחקה מערכות חיסון ביולוגיות יכולה לסייע בניתוח תקלות, סיווג תופעות וניהוג רובוטי. אלגוריתמים המבוססים על חקר התנהגות הדבורים, כמו למשל Genetic Bee Colony, נבדקים היום כפתרון להתמודדות עם בעיות אופטימיזציה מורכבות ומיטוב רשת התקשורת.

אלגוריתם Chicken Swarm Optimization מתאר את התנהגות נחיל התרנגולים וההיררכיה הפנימית בנחיל. מתברר שהוא מסביר כיצד קבוצה גדולה של תרנגולים משיגה יעילות גבוהה בגישה אל מקורות המזון. כיום הוא נבדק לצורך שיפור תהליך ההחזרה לכדור הארץ של רכב חללי. אלגוריתם Grasshopper Optimisation הוא מודל התנהגות של נחילי חגבים באופן המאפשר להם לשמור על מרחק יעיל בין הפרטים כדי להבטיח גישה למזון, אולם גם להתקרב אחד אל השני כדי לשמור על מבנה של נחיל.

כיום הוא נבדק ככלי לאופטימיזציה של מערכות חלל. לאלגוריתמים מהסוג הזה עשויה להיות חשיבות רבה בפיתוח מערכות רובוטיות אשר צריכות לבצע משימות מורכבות בתנאים קשים. צריך לספק לרובוטים האלה יכולת תנועה, ניווט וקבלת החלטות אוטונומית, ולהבטיח שהיכולות האלה אמינות ויציבות, ומאפשרות לרובוט להתמודד עם מצבים בלתי צפויים – כולל תקלות ברובוט עצמו.

סייר המאדים Perseverance. מקור: NASA
סייר המאדים Perseverance. מקור: NASA

בחודש מרץ 2020 שיגרה נאס”א את סייר המאדים Perseverance ואת המסוק Ingenuity כדי ללמוד את פני השטח של הכוכב. במערכות הקודמות, הנחתת הגיע אל נקודת היעד באמצעות ניחוש מושכל אשר התבסס על נתונים שהגיעו ממערכת Deep Space Network. רמת הדיוק של המערכת הזאת היתה 2 ק”מ. במשימת Perseverance נבחר אתר הנחיתה בשיטה אחרת: מפה דיגיטלית של אזור הנחיתה הוזנה אל מחשב הנחתת. לאחר שנפתח מצנח הנחיתה, הרכב צילם את האזור אליו הגיע, הישווה את התמונות אל המפה הממוחשבת, והשתמש במידע כדי לבחור באתר הנחיתה הסופי המתאים, ברמת דיוק של 40 מטר.

המסע אל בינה מלאכותית בתעשיית החלל

תחומים רבים נוספים נעזרים כיום בבינה מלאכותית: אלגוריתמים של התנהגות נחילים נבדקים ככלי לניהול מערכי לוויינים, לייעול תהליך האיסוף של פסולת חלל, לפיתוח לוויינים, ונבדק השימוש בהם כדי להציע אופציות תכנון חדשות. צוות חוקרים מאוניברסיטת קורנל מפתח סייען תכנון בשם Daphne אשר אמור לעזור בתכנון הארכיטקטורה של לווייני תצפית.

למהנדסי אלקטרוניקה חשוב להבין שהשימוש בבינה מלאכותית עשוי לפתח טכניקות אופטימיזציה חדשות בתחומי מערכות המחשב, התקשורת, הספק וכדומה. אולי בעתיד יהיה צורך בסייען AI שיעזור למהנדסים לנווט בין הפתרונות החדשים האלה.

* כותב המאמר הוא  Paul Leys, מנהל תחום תעופה וביטחון בחברת אבנט סיליקה

לפרטים נוספים:

איתמר קהלני, מנהל קו מוצרי Xilinx בחברת אבנט סיליקה, 054-5206287, [email protected]

התעשייה האווירית פיתחה תחנת בקרת לוויינים מבוססת-ענן

התעשייה האווירית (IAI) הכריזה על השלמת הפיתוח של תחנת שליטה ובקרה לוויינית Blue Sphere, המבוססת על תפישה חדשה של תחנת בקרה וירטואלית מבוססת-ענן. הפעלת התחנה באמצעות הענן מגדילה את הזמינות של הלוויין ומשחררת את המפעילים מהתלות ב”זמני החליפה” של הלוויין מעל אנטנת תחנת הבקרה (satellite passing time). הלוויין יכול לשדר את המידע אל כל תחנת קרקע לוויינית זמינה שמעליה הוא חולף, בכל מקום בעולם, וממנה המידע מגיע ישירות אל הענן.

הלוויין יכול לשדר את המידע הנאסף באמצעותו אל ענן ובכך לאפשר לתחנת הקרקע “להעביר” או “למשוך” את המידע מיידית וללא תלות בתחנות קליטה הממוקמות באזורים שונים על גבי כדור הארץ. מדובר בקונספט ייחודי שגובש בחברה, אשר פותח בהליך מהיר במרכז החדשנות של התעשייה האווירית (IAI Innovation Center), בשיתוף עם מאיץ התעופה והחלל הבינלאומי Starburst.

מנהל מפעל חלל בתע”א, שלומי סודרי, אמר שמערכת Blue Sphere הופכת את הלוויינים לזמינים 24/7. “הקונספט הוכח ובימים אלו אנו מפתחים גרסה מתקדמת של תחנת הקרקע עבור לקוחותינו בעולם”.

מיני-לוויין תקשורת מסוג חדש

תחנת הבקרה הווירטואלית תוצג בהמשך החודש בסלון האווירי הערבי שיתקיים בדובאי ב-14-18 בנובמבר 2021. בשבוע שעבר חשפה התעשייה האווירית בקונגרס החלל בדובאי את המיני-לוויין תקשורת החדש,  Mini Communication-Satellite – MCS. לוויין MCS כולל מטעד תקשורת דיגיטלי וארכיטקטורת תוכנה המאפשרים טעינת אפליקציות מהקרקע לחלל, במהלך שהותו בחלל, כדי לשנות את המשימה בהתאם לצורכי התקשורת המשתנים.

המיני-לוויין תקשורת החדש MCS
המיני-לוויין תקשורת החדש MCS

הלוויין מתוכנן לפעול במשך 14 שנים. הוא שוקל 650 ק”ג בעת השיגור וכולל מטעד תקשורת במשקל של כ-200 ק”ג. בשל משקלו הנמוך יחסית, הלוויין מותאם לשיגור בשילוב לוויינים אחרים ובכך מוזלת משמעותית עלות השיגור. לדברי סודרי, הלוויין מספק “טכנולוגיית חלל עילית למדינות ולמפעילי תקשורת שלא זקוקים ללוויין תקשורת גדול. המיני-לוויין MCS מהווה נישה חדשה בעולם לווייני התקשורת”.

הלוויין מתבסס על יכולות שפותחו עבור פרוייקט “דרור 1”. בתחילת 2020 ביקשה ממשלת ישראל מהתעשייה האווירית לפתח ולבנות את הלוויין דרור 1 כדי שיהיה לוויין התקשורת הבא של מדינת ישראל. חטיבת מערכות טילים וחלל של התעשייה האווירית אחראית על פיתוח מערכות הגנה אווירית, בהן: חץ 2, חץ 3, ברק 8, לווייני תצפית, לווייני תקשורת, ננו-לוויינים ומשגרי לוויינים.

סטורדוט תבדוק את טכנולוגיית הטעינה המהירה – בחלל

חברת סטורדוט (Stordot) תבדוק את ביצועי תאי הסוללה שפיתחה בתנאי כבידה אפסיים. החברה, בשיתוף ובמימון חברת החשמל, נבחרה להשתתף בסדרת הניסויים המדעיים שייערכו בתחנת החלל הבינלאומית, במסגרת משימת “רקיע” של סוכנות החלל הישראלית ו”קרן רמון”, שתמריא לחלל בפברואר 2022.

במסגרת הניסוי, שיימשך כשבועיים ימים, תאי הסוללה של סטורדוט, המתבססים על סיליקון ולא על גרפיט, יעברו מאות מחזורים של טעינה ופריקה, וזאת במטרה לבדוק את הריאקציות הכימיות שגורמות לסיליקון להתרחב במהלך הטעינה המהירה, ותופעות חריגות נוספות שמתרחשות במהלך הטעינה. הנתונים ייאספו על ידי מחשב בתוך יחידת ניסוי סגורה. עם שובה של המשלחת ארצה, התוצאות ינותחו על ידי המהנדסים והחקרים של סטורדוט. בסטורדוט ציינו כי התובנות מהניסוי ישולבו בדור הבא של סוללות החברה, שיושקו מסחרית בשנה הבאה.

בסוללות ליתיום-יון רגילה, לא ניתן לבצע טעינה מהירה, וזאת מאחר שהזרמה מסיבית של מטען חשמלי מהקתודה לאנודה מוביל להתחממות-יתר ולתופעות כמו מטאליזציה שפוגעות בתפקוד הסוללה. סטורדוט ביססה את הסוללה שלה על חומרים שונים וארכיטקטורה חדשה, שמאפשרים טעינה מהירה. מנכ”ל סטורדוט, ד”ר דורון מאיירסדורף, אמר כי “הניסויים הללו עשויים להיות שוברי שוויון, לא רק בקידום הטכנולוגיה שלנו אלא גם לפתוח אפיקים חדשים במחקר החומרים שעשויים להיות בעלי השלכות מעבר לתעשייה הסוללות.” בתחילת השנה דיווחה החברה על ייצור מסחרי של מקבץ מדגמי ראשון של סוללות, המיועדות לאפשר ללקוחות פוטנציאליים בתעשייה הרכב החשמלי להתרשם ולבדוק את הטכנולוגיה.

Effective Space נמכרת לחברת Astroscale היפנית

הדמיית מחשב של התחברות לוויין התחזוקה Space Drone אל לוויין תקשורת

חברת Effective Space Solutions מתל אביב, שהוקמה ב-2013 על-ידי המנהל לשעבר של מפעל מבת חלל בתע”א, אריה הלזבנד, נמכרת לחברת Astroscale U.S, הנמצאת בבעלות Astroscale Holdings. חברת ESS מפתחת מיקרו-לוויין בשם Space Drone, אשר מספק שירותי הארכת חיים ללווייני תקשורת, המצויים במסלול גיאו-סינכרוני בגובה של 36,000 ק”מ.

אורך החיים של לווייני תקשורת מוגבל על-ידי כמות הדלק המצוי במיכליהם. הלוויין של החברה מיועד לגשת אל לווייני תקשורת בשלהי תקופת החיים שלהם, ולבצע פעילות שתאריך את חייהם, למשל אספקת דלק. הארכת אורך חיי הלווייין מייתרת במקרים רבים את הצורך לשגר לוויין חדש, ועל-ידי כך לחסוך למפעילים עשרות מיליוני דולרים לכל משימה.

העיסקה תתבצע באמצעות מיזוג הפעילות של ESS בחברת Astroscale Israel, אשר הוקמה לביצוע צורך המיזוג. החברה החדשה תקלוט את כל עובדי ESS ותנוהל על-ידי אריה הלזבנד. מטה החברה יהיה בתל אביב. החברה הישראלית תשמש כמחלקת המחקר והפיתוח וספקית הלוויין ללקוחות אשר יזמינו אותו מהחברה האם, Astroscale U.S. לדברי הלזבנד, החברה מימשה את הגישה והניסיון הישראלים בייצור לוויינים קטנים, עתירי-ביצועים ולא יקרים.

הלזבנד: “מרכז הפיתוח ימשיך לעבוד בישראל, צוות הפיתוח ימשיך לעסוק במה שעסק קודם לכן ואף צפוי להתרחב. אנחנו חולקים עם Astroscale חזון ואסטרטגיה דומים לגבי האופן שבו הטכנולוגיה והפלטפורמה שלנו יכולים להפוך לפתרון לוגיסטי עבור לוויינים מסחריים וממשלתיים”. כיום החברה ממוקדת בהשלמת הפיתוח של לוויין התידלוק החללי, בשלב הבא יוכל הלוויין לספק שירותים מיוחדים לצורך תמיכה במשימות חלל שונות גם במסלולים נמוכים ובינוניים.

אריה הלזבנד, מנכ"ל ומייסד Effective Space Solutions. צילום: עמי ארליך
אריה הלזבנד, מנכ”ל ומייסד Effective Space Solutions. צילום: עמי ארליך

הלזבנד הוא מוותיקי תעשיית החלל הישראלית. הוא הצטרף לתעשייה האווירית בשנת 1986 השתתף והוביל תוכניות פיתוח וייצור של לווייני “אופק”, “עמוס” “טכסאר”, ו-“ארוס”. בחמש השנים שבהן ניהל את מפעל מבת חלל, הוא היה אחראי לכניסת התעשייה האאווירית אל התחום של ננו-לוויינים, הנמצא כיום בצמיחה מהירה.

חברת Astroscale היא חברת סטארט-אפ יפנית המפתחת לוויינים לפינוי אשפת חלל, כמו חלקי טילים, חלקי לוויינים והריסות ציוד שנשלח לחלל, וממשיך להקיף את כדור הארץ ומסכן תוכניות חלל עתידיות. החברה עובדת בשיתוף פעולה עם סוכנות החלל היפנית (JAXA) ומתכננת לשגר עד סוף 2020 את הלוויין ELSA-d, שיהיה לוויין סילוק האשפה הראשון בעולם. הוא יפעל באמצעות התחברות אל הפסולת באמצעים מגנטיים, והסטתה אל מסלול התרסקות.

הדמיית הלוויין המשותף של אסטרו-סקייל ו-JAXA. הלוויין (משמאל) מתקרב אל שרידי טיל בליסטי כדי להסיט אותו ממסלולו
הדמיית הלוויין המשותף של אסטרו-סקייל ו-JAXA. הלוויין (משמאל) מתקרב אל שרידי טיל בליסטי כדי להסיט אותו ממסלולו

Xilinx הכריזה על רכיב מיתכנת לתנאי חלל הכולל בינה מלאכותית

חברת Xilinx זינקה על-פני שלושה דורות טכנולוגיים והכריזה השבוע על הרכיב מיתכנת חדש לשימושים בחלל החיצון, המיוצר בתהליך של 20 ננומטר, בהשוואה לדור הקודם שלה, אשר התבסס על טכנולוגיית ייצור שבבים בגיאומטריה של 65 ננומטר. הרכיב החדש, מדגם Kintex UltraScale XQRKU060 FPGA, מספק עוצמת עיבוד אותות (DSP) חזקה פי 25 מרכיבי הדור הקודם.

להערכת החברה, זהו רכיב החלל הראשון הכולל יכולות לימוד מכונה הנתמכות על-ידי הפלטפורמות התעשייתיות הסטנדרטיות, כמו TensorFlow ו-PyTorch. הדבר מאפשר לבצע בחלל פעולות עיבוד מבוססות בינה מלאכותית ולימוד עומק, כמו למשל עיבוד תמונה בזמן אמת לוויין עצמו. הרכיב החדש מספק עוצמת עיבוד של 5.7 טריליון פעולות בשנייה (Tera Operations Per Second).

כדי לשפר את יעילות עיבוד האותות, זיילינקס שילבה בו 2,760 יחידות DSP slice. השימוש ברכיבי FPGA יעיל במיוחד בעיבוד אותות מכיוון שהוא מאפשר חישוב מקבילי תפור לצורכי המשימה. יחידות DSP slice כוללות מכפלים ואוגרים לביצוע חישובים ייעודיים מהירים. רכיב XQRKU060 כולל ערוצי SerDes להמרה מהירה של תקשורת טורית/מקבילית. המערך כולל 36 מקמ”שי SerDes המגיעים למהירות העברת נתונים של עד 12.5Gbps כל אחד, ומספקים רוחב פס מצרפי של עד 400Gbps.

עמידה בתנאי SEE קיצוניים

הרכיב מופיע במארז קראמי בגודל של 40 מ”מ על 40 מ”מ, המספק הגנה בפני הרעש והרעידות של השיגור, ובפני הקרינה המאפיינת את העבודה בתנאי חלל. הרכיב עמיד בהפרעות מסוג SEE – Single Event Effect הנגרמות על-ידי קרינה קוסמית חזקה ועל-ידי פגיעת פרוטונים עתירי אנרגיה. העמידהבדרישות SEE מאפשרת שימוש ברכיב בלוויינים מנמיכי מסלול (LEO), בלווייני מסלול ביניים (MEO), בלוויינים גיאוסינכרוניים בגובה של 36,000 ק”מ (GEO) ובמשימות חלל עמוק (Deep Space).

סביבת הפיתוח כוללת את חבילת Vivado ואת סביבת Vitis Unified Software Platform של זיילינקס. בעתיד תתווסף גם חבילת הפיתוח Vitis AI לפיתוח יישומי הסקות ברשתות לימוד עומק. אומנם הרכיבים יהיו זמינים בשוק רק החל מחודש ספטמבר 2020, אולם כרטיסי הפיתוח עבורם, מסוג KCU105 Evaluation Kit ומסוג Kintex UltraScale Space Development Kit, כבר זמינים בשוק ומאפשרים להתחיל מיידית בפיתוח של אבות טיפוס.

למידע נוסף:  Radiation Tolerant (RT) Kintex® UltraScale

התעשייה האווירית תפתח נחתת-ירח עבור נאס”א

פרוייקט “בראשית” שבמסגרתו ניסתה עמותת SpaceIL לבצע נחיתה על הירח, מתחיל לשאת פירות מסחריים. התעשייה האווירית (IAI) חתמה על הסכם עם חברת Firefly Aerospace מאוסטין, טקסס, שבמסגרתו היא תסייע לה לפתח נחתת ירח עבור פרוייקט  Commercial Lunar Payload Services של נאס”א, על בסיס הטכנולוגיות שפותחו במסגרת פרוייקט בראשית, שהתעשייה האווירית היתה שותפה מרכזית בביצועו.

“שיתוף הפעולה הזה יאפשר לנו לייצר גרסה אמריקאית של נחתת הירח ההיסטורית של התעשייה האווירית”, אמר מנכ”ל פיירפליי, ד”ר טום מרקוזיק. “קבלת גישה לטכנולוגיה המוכחת ולמומחיות של מהנדסי התעשייה האווירית, תסייע לפיירפליי לתפוש מקום מרכזי בשוק המתפתח של גישה משופרת לחלל (Cislunar Marketplace)”.

“אנחנו מספקים ידע טכנולוגי לנאס”א”

מנהל חטיבת מערכות חלל וטילים בתעשייה האווירית, בועז לביא, אמר שפרוייקט בראשית מיקם את התעשייה האווירית בחזית טכנולוגיית הנחיתה על הירח ומאפשר לה לקבל על עצמה משימות נוספות של הנחתת כלים על הירח. “אנחנו גאים בשיתוף הפעולה עם פיירפליי, ובכך שאנחנו מספקים ידע טכנולוגי לנאס”א”.

לדברי סגן נשיא פיירפליי, שיאה פארינג, באמצעות שיתוף הפעולה עם התעשייה האווירית, חברת פיירפליי תהיה החברה היחידה המשתתפת בפרוייקט NASA CLPS, שתוכל לספק פלטפורמה שהוכחה במשימת חלל. “נאס”א וארצות הברית ירוויחו רבות מפיתוח הדור הבא של נחתת ירח שתתבסס על התכנון של בראשית”. בתוך כך הוא גילה שהנחתת תקבל את הכינוי Genesis, שפירושו באנגלית הוא “בראשית”.

נחתת הירח של פרוייקט "בראשית" באתר ההרכבות בתעשייה האווירית
נחתת הירח של פרוייקט “בראשית” באתר ההרכבות בתעשייה האווירית

פרוייקט NASA CLPS, נעשה במסגרת תוכנית של נאס”א לחזור להנחתת בני אדם על הירח. המטרה של נאס”א היא לבצע ניסויים, מדידות והכנת הקרקע על הירח לפני הנחתת האסטרונאוטים עצמם בשנת 2024. במסגרת התוכנית הזאת היא חתמה על הסכמים עם תשע יצרניות מערכות חלל שיתחרו על אספקת שירותי השיגור ואספקת נחתת הירח לתוכנית. ההיקף הכולל של תוכנית CLPS נאמד בכ-2.6 מיליארד דולר ל-10 שנים.

מעניין לציין שבהדמיית האמן של נאס”א, הנחתת העתידית עם הציוד המדעי על סיפונה (בתמונה למעלה), דומה מאוד לנחתת הישראלית של פרוייקט בראשית. לפני שבוע נאס”א בחרה את המטעדים הראשונים שיפותחו עבור משימת הירח המחודשת.

בין המטעדים: סייר חלל זעיר וזריז שיוכל לבדוק את השטח שמסביב לנחתת בטווח של עד קילומטר, מערכת מצלמות שיותקנו בנחתת ובכלי-רכב עתידיים שינוע על פני הירח, פרוייקט הדגמה על מחשב חללי עמיד בקרינה אשר יכול לשנות את התצורה שלו בהתאם למשימה, ציוד מדידה, מצלמת IR קומפקטית ועוד.

NSLComm משגרת לוויין תקשורת זעיר ומהפכני

ביום ששי הקרוב בשעה 14:42 לפי שעון ישראל, ישוגר לחלל לוויין תקשורת זעיר ומהפכני אשר פותח בארץ בשנים האחרונות על-ידי חברת NSLComm מקרית שדה התעופה בלוד. בימים אלה הלוויין כבר נמצא על-גבי המשגר הרוסי סויוז בקוסמודרום הרוסי החדש ווסטוצ’ני, הנמצא במזרח רוסיה. הלוויין הישראלי ישוגר כמטען נילווה עם עוד 27 לוויינים קטנים, לצד המטען המרכזי של המשגר, שהוא לוויין מזג האוויר הרוסי החדש במשפחת לווייני Meteor-M.

הלוויין הישראלי NSLSat-1 ישוגר למסלול הליו-סינכרוני (השומר על זווית קבועה ביחס לשמש) בגובה של 580 ק”מ ומתוכנן לשהות 3-5 שנים בחלל. השיגור הצנוע מכיל טכנולוגיה חדשה שעשויה לשנות את פני תעשיית תקשורת הלוויינים. החברה הישראלית פיתחה טכנולוגיה חדשה של אנטנת תקשורת קלת משקל ומתקפלת, אשר נפרסת בחלל לאחר השיגור ומספקת ללוויינים ביצועים המשתווים לאלה של אנטנה גדולה וכבדה.

מטרתה היא לפרוס בתוך מספר שנים מערך של 120-150 לוויינים זעירים אשר ינועו במסלול בגובה בינוני ויוכלו לספק שירותי תקשורת רחבת פס בכל העולם, בחלק זעיר מהעלות של השירותים הניתנים כיום באמצעות לווייני תקשורת גיאו-סינכרוניים, שהם לוויינים גדולים מאוד הנמצאים בחלל בגובה של 36,000 ק”מ.

הטכנולוגיה שינתה את המודל העסקי

חברת NSLComm הוקמה לפני כארבע שנים ומנוהלת על-ידי רז יצחקי, דניאל רוקברגר, דניאל בן דב ויזהר מרינוב. יצחקי הקים את תחום הננו-לוויינים בתעשייה האווירית והיה אחראי על 7 תוכניות פיתוח. המהנדס הראשי רוקברגר שימש שנים רבות כמהנדס לוויינים בתעשייה האווירית. הוא תכנן חמישה ננו-לוויינים והיה סגן מנהל פרוייקט בתוכנית הלוויין הישראלי-צרפתי ונוס (Venus). מנהל הפיתוח מרינוב היה בעבר מנהל פיתוח בחברת גילת, ומנהל הפיתוח העסקי בן דב, היה בעבר ראש חטיבה באלביט ובגילת.

בתחילה, התוכנית היתה לייצר את האנטנה ולמכור אותה לחברות המייצרות לוויינים, אולם במהרה התברר שהשינוי באנטנה מייצר שינוי מהותי במבנה הלוויין ובמודל העסקי של החברה, והדבר הביא לשינוי באסטרטגיה: הקמת תשתית לוויינים ומכירת שירותי תקשורת. יצחקי הסביר ל-Techtime מדוע התקבלה ההחלטה. יצחקי: “כיום, רוב המבנה של הלוויין מיועד לתמוך באנטנה, ומתוך זה כ-90% ממנו נדרש רק בזמן השיגור. כאשר אנחנו פורסים אנטנה מתקפלת בחלל, אנחנו יכולים להקטין בכ-90% את משקל הלוויין.

“בטכנולוגיית אנטנות סטנדרטית נדרש לוויין במשקל של 150-200 ק”ג כדי להביא לחלל אנטנה בקוטר של 60 ס”מ. בטכנולוגיה שלנו ניתן להעלות אנטנה כזו באמצעות לוויין השוקל 10-15 ק”ג בלבד. הלוויין שלנו בנוי משש יחידות של פלטפורמת קיובסאט (6U). ההבדל הזה משפיע על עלות הייצור ועל עלות השיגור, מכיוון שעוצמת המשגר הדרושה להעלאת לוויין במשקל של 200 ק”ג למסלול בחלל, מאפשרת לנו לשגר 10 לוויינים. מכאן שעלות השיגור שלנו היא כעשירית מזו של לווייני LEO סטנדרטיים”.

בספטמבר תחילת ההדגמות ללקוחות

בשבועיים הראשונים לאחר השיגור ייערכו בדיקות של תקינות המערכות והתייצבות הלוויין במסלול. לאחר מכן תיפרס האנטנה ותיבדק. מדובר באנטנה מתקפלת המבוססת על שימוש בחומר זוכר המשמש כשלד האנטנה, שעליו מוצמד אריג מחומר מיוחד המשמש כאלמנט הקליטה והשידור. עם השתחררות האנטנה היא נפרסת בחלל לתצורת אנטנת שידור וקליטה קלאסית.

לאחר הפריסה, האנטנה ממוקדת ברפלקטור משנה (Subreflector) הכולל משטח מחזיר גמיש ו-10 מנועים המעוותים את צורתו בהתאם לאלגוריתם הרשום כפטנט, אשר מפצה על טעויות בפריסת האנטנה הגמישה, ומספק רמת ביצועים קשיחה. בשלב הזה התצורה שלה גם תיבדק באמצעות צילום על-ידי שתי מצלמות אשר ישדרו את המיקום של נקודות אופטיות על-פני האנטנה, שיאפשרו לשחזר במדויק את המבנה שלה.

לדברי יצחקי, החברה מתכננת להתחיל בביצוע הדגמות ללקוחות פוטנציאליים כבר בחודש ספטמבר הקרוב. “נדגים להם יכולת העברת שידורים בקצב גדול מ-1Gbps. כיום אנחנו נמצאים בקשר עם יצרנית רכב גדולה המעוניינת בקישוריות IoT אל המכוניות, עם חברות המפעילות ספינות נופש, חברות המתפעלות ציוד חקלאי ורוצות לנטר את הציוד ואת השדות ועוד. בנוסף, קיבלנו כבר הזמנה ללוויין שני מלקוח קיים”.

גיוס הון גדול בסוף השנה

הלוויין NSLSat-1 נבנה בחברת בחברת Clyde Space הסקוטית, וינוהל באמצעות תחנת הבקרה שלה בגלאזגו. ההדגמות מתבצעות מכל מקום בעולם, באמצעות תוכנת מחשב המגדירה ללוויין משימות, אשר מועברות בתקשורת אל תחנת הבקרה אשר מעבירה אותן ללוויין. ההוראות כולות גם יכולת להתמקד באתרים מוגדרים באמצעות הטיית הלוויין, ועל-ידי כך הטיית האנטנה אל המטרה המבוקשת.

כיום החברה מעסיקה כ-20 עובדים, ועד היום היא גייסה כ-15 מיליון דולר, מהם כ-11 מיליון דולר מקרנות פרטיות ועוד כ-4 מיליון דולר מסוכנות החלל הישראלית (ISA). “התוכנית שלנו היא לבצע גיוס הון גדול לאחר השיגור וההדגמות שנבצע ללקוחות”.

לצפייה בשיגור בשידור ישיר: Роскосмос ТВ

גילת הצליחה לקשר רשת 5G אל לוויין LEO

בתמונה למעלה: LEO Phase 1 של טלסאט 

חברת גילת רשתות לוויין (Gilat Satellite Networks) מפתח תקווה דיווחה שהמודם הלווייני שלה המיועד לשימוש בתחנות קליטה של לוויינים נמוכי מסלול (LEO) השתתף בניסוי מוצלח של העברת תקשורת מהדור החמישי (5G) באמצעות לוויין LEO. הניסוי בוצע במשותף על-ידי חברת וודאפון (Vodafone) ועל-ידי אוניברסיטת סוריי הבריטית, המשמשת כמרכז מחקר ופיתוח לאומי בתחום הלוויינים. התקשורת נעשתה עם לוויין LEO Phase 1 של של חברת Telesat, המחובר אל מרכז בדיקות ה-5G של אוניברסיטת סוריי.

ההדגמה כללה צ’אט בווידאו, גלישה באינטרנט, וצפייה ישירה בווידאו באיכות של עד 8K. בנוסף, צוות הפרויקט שידר וידאו 4K לקצה רשת ה-5G, יכולת שתהווה בעתיד תפקיד מרכזי ברשת 5G. בחינה בזמן אמת של צפייה בתכנים עשירים אלו הושגה באמצעות שימוש בטכנולוגיית סלולר 5G. מסקנות הבדיקה: ניתן לספק פתרון 5G באמצעות המודם הלווייני של גילת כשהו פועל מול לוויין Phase 1. ראש תחום לקוחות גלובליים בגילת, אמיר יפה, אמר שהניסוי מחזק את שיתוף הפעולה האסטרטגי בין גילת ו-Telesat בתחום המתפתח של לווייני LEO.

מערך לווייני ה-LEO המתוכנן של חברת טלסאט
מערך לווייני ה-LEO המתוכנן של חברת טלסאט

חברת טלסאט הקנדית מתכננת לבנות מערך הכולל כמה מאות לווייני LEO אשר יתחילו לספק שירותי תקשורת החל משנת 2022. מדובר בלוויינים שינועו במסלול נמוך של כ-1,000 ק”מ מעל פני האדמה ויספקו שירותי תקשורת בערץ Ka-band ברוחב פס של עד 4GHz, אשר יתחרו ברשתות סיבים קרקעיות. לוויינים כאלה מתאימים לשירותי 5G מכיוון שמרחקם מכדור הארץ הוא כעשירית מהמרחק של לווייני תקשורת מהדור הנוכחי, הנעים בגובה של 36,000 ק”מ מעל האדמה ונמצאים בנקודה קבועה בשמיים.

הקירבה הזאת מקצרת את זמני ההשהייה של התקשורת לכ-30-50msec. הלוויין הראשון (שמולו בוצע הניסוי של גילת) שוגר לחלל בינואר 2018 ומאז הוא נמצא בניסויים לבדיקת ועיצוב מאפייני הרשת העתידית. לאחרונה סיפר ל-Techtime רון לוין, סמנכ”ל לקוחות אסטרטגיים ותקשורת בתנועה של גילת, שהחברה מפתחת דור חדש של תחנות קליטה לווייניות עבור לווייני LEO. השינויים בתחנת הבסיס כוללים החלפת האנטנות, החלפת מערך המיחשוב בתוך התחנה ובניית תשתית ענן לניהול תחנות הקרקע הלווייניות.

כדי לשמור על תקשורת רציפה יש צורך במערכים הכוללים הרבה מאוד לוויינים ובתחנות קרקעיות המסוגלות לעקוב אחר הלווויין ולבצע מעבר חלק מלוויין ללוויין. הרשתות החדשו יחליפו את לווייני התקשורת הגדולים מהדור הנוכחי (GEO), הנמצאים בנקודה קבועה בשמיים מעל קו המשווה, במרחק של 36,000 ק”מ מכדור הארץ.  התחנות החדשות נועדו להכין את החברה אל השוק המתפתח של לווייני תקשורת מנמיכי טוס (LEO) אשר צפוי לצמוח ב-3-5 השנים הבאות.

למידע נוסף על האסטרטגיה של גילת: תחנות לווייניות מסוג חדש

תעשיית החלל בישראל מחקה את מודל הצמיחה של תעשיית הרכב

למרות שחללית “בראשית” התרסקה על הירח ולא ביצעה נחיתה רכה כמתוכנן, מדובר בהישג עצום ובארוע חסר תקדים במספר מובנים. החללית פותחה ושוגרה לחלל על-ידי עמותת SpaceIL וכמעט שהכניסה את ישראל אל המועדון המצומצם מאוד של מדינות אשר הנחיתו רכב על הירח, הכולל כעת רק את ארצות הברית, רוסיה וסין. אלא שבניגוד לשלוש המעצמות, בישראל הפרוייקט בוצע כולו על-ידי מתנדבים ומשקיעים פרטיים באמצעות עמותה ללא כוונת רווח. אומנם היא קיבלה סיוע ממשרד המדע ומהתעשייה האווירית, אולם הם הצטרפו אל הפרוייקט, ולא יזמו אותו.

בפיתוח, בניית ושיגור החללית (ששוגרה כמטען משני על-גבי משגר של חברת SpaceX), הושקעו כ-100 מיליון דולר, שרובם גויסו מתורמים פרטיים ובראשם הפילנתרופ מוריס קאהן. מדובר בסכום זעום בכל קנה מידה בהשוואה לפרוייקטים דומים אחרים. הפרוייקט החל ביוזמה פרטית של יריב בש, כפיר דמרי ויונתן ויינטראוב, שנרשמו לתחרות Google Lunar XPRIZE. אומנם התחרות בוטלה במארס 2018, אך SpaceIL הודיעה שהיא תמשיך במשימה.

הלקח של מובילאיי

אין ספק שמדובר בהישג טכנולוגי וחינוכי חסר תקדים, אבל הוא מייצג תהלך גדול ומרשים בהרבה: הרעיון העומד מאחורי הפרוייקט מבוסס על הופעת קטגוריה חדשה של טכנולוגיות זעירות, דוגמת ננו-לוויינים, אשר מאפשרות לבצע משימות חלל שבעבר בוצעו רק באמצעות מערכות גדולות מאוד ויקרות מאוד. לא במקרה ההתחלה של הפרוייקט היתה בתכנון המבוסס על פלטפורמת Cubsat של ננו-לווייינים, ושאחד ממייסדי SpaceIL היה בצוות התכנון של הננו לוויין הישראלי הראשון, Inklajn-1, שתוכנן על-ידי עמותת INSA בשיתוף התעשייה האווירית.

אומנם משקלה הסופי של החללית הוא 585 ק”ג (כולל גשושית הנחיתה), אולם מדובר במשקל זעיר בהשוואה למערכות אחרות שנחתו על החלל, והיא כוללת תת-מערכות רבות שפותחו בחטיבת הלוויינים הזעירים של התעשייה האווירית. פרוייקט בראשית אינו פרוייקט מסחרי, אולם הוא מייצג מגמה חדשה בתעשיית החלל הישראלית, שבה גופים אזרחיים קטנים מציעים לשוק העולמי פתרונות תשתיתיים המבוססים על טכנולוגיות ממוזערות חדשות.

בכך הולכת תעשיית החלל הישראלית בעקבות תעשיית הרכב הישראלית: עד להופעת הרעיונות של רכב חכם, רכב מקושר ורכב אוטונומי, נחשבה ישראל כמדינה הנמצאת מחוץ להישג ידה של תעשיית הרכב העולמית. אולם מרגע שההייטק הפך למרכיב מרכזי בתעשיית הרכב העולמית, הוקמו עשרות חברות ישראליות המספקות פתרונות חומרה, תקשורת והתמצאות עבור כלי-רכב.

החברה הבולטת ביותר היא כמובן מובילאיי שנרכשה על-ידי אינטל תמורת 15.3 מיליארד דולר, אולם מובילאיי היא רק ראש חץ שמאחוריו דוהרות חברות בעלות טכנולוגיות מרשימות כמו אינוויז, פורסייט, אלטייר ומאות חברות נוספות. כמעט כל יצרן רכב עולמי גדול מחפש כיום טכנולוגיות ישראליות לתחום הרכב.

הרבה לוויינים קטנים, זולים… ומתוצרת ישראל

אם נסיט לרגע את המבט אל תעשיית החלל, נגלה שהיא נמצאת צעד אחד בלבד מאחורי תעשיית הרכב: חברת Sky and Space Global (או SAS), שפיתחה מערך של ננו-לוויינים במטרה לספק שירותי תקשורת לוויינית, השלימה גיוס של כ-15 מיליון דולר בהקצאת מניות פרטית בבורסה של אוסטרליה (ASX), שבה היא נסחרת, וצפויה להשתמש בכספי הגיוס כדי לשגר לחלל, עד אמצע השנה, מקבץ ראשון של 16 ננו-לוויינים, וזאת מתוך מערך כולל של 200 ננו-לוויינים שצפויים להיות משוגרים לחלל במהלך 2020.

SAS הוקמה על-ידי יוצאי תעשיית החלל הישראלית, במטרה לפתח שירותי תקשורת המבוססים על מערך של מאות ננו-לוויינים מנמיכי טוס, המסוגלים לספק תקשורת צרת סרט למשתמשים רבים בעולם השלישי, לשוק התחבורה (מטוסים וספינות) וללקוחות באזורים מרוחקים. מנכ”ל החברה, מאיר מועלם, היה בשירותו הצבאי טייס בחיל האוויר ומפקד פעילות החלל בחיל האוויר. בין הפרויקטים שהוביל: ניסוי MEDIEX של האסטרונאוט הישראלי הראשון אילן רמון ז”ל, ופיתוח הלוויינים Techsar ו-Ofeq.

הטכנולוג הראשי הוא מידד פריינטא שמילא תפקידי מפתח בפיתוח הלוויינים של התעשייה האווירית. הוא היה סגן מנהל המשימה על הלוויין עמוס 2, מהנדס המערכת הראשי של הלוויין עמוס 3, יועץ מקצועי לחברה הרוסית שבנתה את עמוס 5, והשתתף בפיתוח הלוויין הישראלי-צרפתי VENUS. מנהלת התפעול של החברה היא מאיה גליקמן, שגם היא מגיעה מחטיבת הלוויינים של התעשייה האווירית. היא מתמחה בניתוח משימה, תכנון מסלולים והפעלת לוויינים. היא שימשה כמהנדסת בכירה בפיתוח הלוויין עמוס 3 ובניהול תהליך סוף החיים של הלוויין עמוס 1. מאיה ומידד היו מעורבים בפיתוח ושיגור Duchifat-1, שהיה הננו-לוויין הישראלי הראשון ששוגר לחלל (2014).

חברת NSLCOMM מקריית שדה התעופה נערכת לקראת שיגור הלוויין הראשון מתוצרתה, NSLSat-1, אשר יתבצע במהלך חודש יוני הקרוב מהקוסמודרום הרוסי החדש ווסטוצ’ני, הנמצא במזרח רוסיה. על-פי התוכנית, הלוויין ישוגר למסלולו הליו-סינכרוני (השומר על זווית קבועה ביחס לשמש) בגובה של 580 ק”מ. מדובר באבן דרך חשובה עבור החברה, מכיוון שהשיגור הצפוי יעניק לטכנולוגיה שלה את האישור המיוחל “נבדק בחלל”, ויאפשר לה להתחיל בסבב גיוס הון חדש ובביצוע תוכנית עסקית שאפתנית ששיאה יהיה שיגור מערך של 120-150 ננו-לוויייני תקשורת עד לשנת 2023, אשר יספקו שירותי תקשורת בפס רחב מסביב לעולם.

במקביל מתרחב השוק של טכנלוגיות חדשות עבור המגמה העולמית החדשה של מערכים הכוללים מאות לוויינים זעירים וזולים: חברת SatixFy מפארק המדע ברחובות השלימה פיתוח שני שבבי תקשורת לוויינית. החברה מתכננת להשיק סדרה של מוצרים חדשים ב-2019, המאפשרים שימוש בריבוי אלומות במהלך התקשורת עם לווייני LEO, אשר נעים בגובה של 160-2,000 ק”מ מעל-פני האדמה ומקיפים את כדור הארץ בכל 128 דקות. השבבים מיועדים לשימוש באנטנת תקשורת שטוחה שתאפשר לספק מסופים שלמים במחיר נמוך, עבור שווקים המוניים כמו IoT והמכונית המקושרת.

טרמינל MPT30 של אורביט בקוטר של 30 ס"מ. מקשר בין מל"טים ומסוקים לבין לוויינים. צילום: Techtime
טרמינל MPT30 של אורביט בקוטר של 30 ס”מ. מקשר בין מל”טים ומסוקים לבין לוויינים. צילום: Techtime

חברת אורביט מנתניה מגבשת אסטרטגיה חדשה שתאפשר לה להיות ספקית מרכזית של טרמינלים קטנים לרשתות תקשורת הלוויינים החדשות, אשר צפויות לצאת לשוק בשנים הקרובות ולהחליף את לווייני התקשורת הגדולים והמיושנים. במקביל, חברת גילת רשתות לוויין (Gilat Satellite Networks) מפתח תקווה מגדירה את מחדש את הארכיטקטורה של תחנות הקרקע הלווייניות שלה (VSAT).  השינויים בתחנת הבסיס כוללים החלפת האנטנות, החלפת מערך המיחשוב בתוך התחנה ובניית תשתית ענן לניהול תחנות הקרקע הלווייניות. התחנות החדשות לא נועדו להחליף את תחנות הקליטה הנוכחיות של החברה, אלא להכין אותה אל השוק המתפתח של לווייני תקשורת מנמיכי טוס (LEO) אשר צפוי לצמוח ב-3-5 השנים הבאות.

אלה רק דוגמאות ראשונות למהפיכה התת-קרקעית המתחוללת בתעשיית החלל הישראלית: טכנולוגיות חדשות מייצרות שוק חדש וגל חדש של יזמויות פרטיות. כמובן שאין תחליף ללווייני ענק מסורתיים כמו אלה שהממשלה או משרד הביטחון מזמינים מהתעשייה האווירית, אולם תעשיית החלל הישראלית מגלה במהירות את השוק האזרחי החדש, ומחקה את ההצלחה של תעשיית הרכב הישראלית, שצמחה כמעט יש מאין.

נאס”א ביססה לייזר חללי חדש על הגביש של רייקול מראש העין

בתמונה למעלה: הרכבת הלייזר ATLAS המבוסס על מתג RTP Q-Switch של חברת רייקול

חברת רייקול מראש העין (Raicol Crystals) סיפקה את מתג השידור (RTP Q-Switch) עבור הלייזר ATLAS בלוויין המחקר ICESat-2 שנאס”א שיגרה לחלל בסוף 2018. המשימה המרכזית של הלוויין היא למדוד את השינויים בגובה הקרח, הימים והאדמה באיזורים הקפואים של כדור הארץ (cryosphere), במטרה ללמוד כיצד הם מושפעים מהתחממות כדור הארץ. בנוסף, הוא יבצע מדידות גבהים באזורי אקלים ממוזג ואקלים טרופי.

כדי לבצע את המשימה בנתה נאס”א לוויין המקיף את כדור הארץ בגובה של כ-500 ק”מ, ומשלים 1,387 מסלולי הקפה שונים בכל 91 יום. מכשיר המדידה הוא לייזר ATLAS אשר יוצר על-ידי חברת Fibertek מוושינגטון, אשר מאפשר לבצע מדידות גבהים שונות במרווחים של 70 ס”מ לאורך המסלול, וברמת דיוק של 3 ס”מ. חברת פייברטק פיתחה לייזר פולסים המשגר 6 קרניים מקבילות באורך גל של 532 ננומטר (הנראה ירוק-בהיר לעין האנושית) בקצב של 10K פולסים בשנייה.

גם סוכנות החלל הצרפתית בחרה ברייקול

הקרינה החוזרת נקלטת על-ידי טלסקופ צר סרט (כדי לקלוט רק את האותות החוזרים הרלוונטיים) המצוי על-גבי הלוויין ומסונכן עם משדר הלייזר. המדידה מתבצעת באמצעות חישוב זמני ההחזרה של האותות (ברמת דיוק של 800ps). ליבו של משדר הלייזר הוא גביש RTP – Rubidium Titanyl Phosphate ומתג Q-Switch המיוצרים על-ידי רייקול בישראל, אשר מייצרים את אותות הלייזר של המכשיר. עד היום היא התמקדה בעיקר בתחומי הלייזרים ליישומי רפואה, תעשייה ומוצרים בטחוניים.

מדובר בתחילתו של מהלך המכניס אותה אל מערכת מרכזית בתעשיית החלל. למעשה, זו ההצלחה השנייה של ה-Q-Switch של רייקול בתחום החלל. בנובמבר 2018 שיגרו סוכנויות החלל היפנית והצרפתית את לוויין המחקר BepiColombo שבו הותקן מכשיר לייזר המבוסס על הגביש וטכנולוגיית המיתוג של החברה. הלוויין יגיע בעוד 6 שנים לכוכב מרקורי, ויבצע שם מדידות פני השטח של הכוכב מגובה של 400-1,500 ק”מ.

חדר גידול הגבישים של חברת רייקול מראש העין
חדר גידול הגבישים של חברת רייקול מראש העין

חברת רייקול הוקמה בשנת 1995 על-ידי ד”ר נחום אנגרט זכרונו לברכה (נפטר ב-2017), ומנוהלת כיום על-ידי ענר ירדן, לשעבר סמנכ”ל מו”פ בחברות EwaveMD ו-Retalix. החברה הקימה קו ייצור בישראל המשמש לגידול גבישים מדוייקים מסוג RTP ו-KTP – Potassium titanyl phosphate, אשר מבוסס על תהליך ייחודי המוגן באמצעות פטנט. הטכנולוגיה הזאת תוצג בחודש הבא בפני התעשייה הישראלית, בכנס OASIS השביעי להנדסה ומחקר בתחומי האופטיקה.

כנס OASIS 2019

הארוע נערך על-ידי אגודת הלייזרים והאלקטרואופטיקה הישראלית (ILEOS) ויתקיים בימים ב’ ו-ג’, 1-2 באפריל 2019, במלון דוד אינטרקונטיננטל בתל-אביב. הכנס מאורגן על-ידי לשכת המהנדסים ועל-ידי חברת Kaleidoscope. פוטוניקה ואלקטרואופטיקה נחשב לתחום הצטיינות ישראלי מיוחד. להערכת יו”ר הכנס, פרופ’ אברהם קציר, פועלים כיום בארץ כ-10,000 מומחי אופטיקה באקדמיה ובכ-400 חברות ישראליות.

לכנס OASIS הקודם הגיעו יותר מ-1,000 משתתפים. הכנס השנה יתמקד במחקרים רב-תחומיים, בשיתופי פעולה בינלאומיים ובתחומים החמים ביותר באופטיקה המודרנית. הכנס מיועד לסטודנטים, למהנדסים, לחוקרים ולאנשי התעשייה. במקביל להרצאות המדעיות והטכנולוגיות, תתקיים גם תערוכה מסחרית של מוצרים וחברות בתחום האופטיקה.

למידע נוסף ורישום: http://oasis7.org.il

הממשלה החליטה שהלוויין עמוס 8 ייוצר בישראל

AMOS 17 SATELLITE

הממשלה החליטה בישיבתה השבועית אתמול (א’) לאשר את השתתפות המדינה בהוצאות הפיתוח והבנייה של הלוויין עמוס 8, שייעשו בישראל. במסגרת ההחלטה נקבע גם תקציב למימון הפרוייקט, אולם לא נמסרו פרטי התקציב. שר המדע והטכנולוגיה אופיר אקוניס, שבמשרדו פועלת סוכנות החלל הישראלית, אמר לאחר ההחלטה שהיא בעלת משמעות אסטרטגית ארוכת טווח ועונה על צרכים חיוניים של מדינת ישראל. “פיתוח וייצור הלוויין בישראל יאפשרו שמירה על עצמאות בתחום התקשורת הלוויינית. בניית הלוויין בישראל תשמר ידע ומומחיות בתחום החלל, שנרכשו במשך עשרות שנים”.

מהלך של הרגע האחרון

ההחלטה מגיעה כמעט ברגע האחרון: בסוף מרץ השנה החליטה חברת חלל תקשורת (Spacecom) להזמין את הלוויין עמוס 8 מחברת SSL (לשעבר לוראל) האמריקאית, וחתמה על הסכם בהיקף של 112 מיליון דולר לייצור הלוויין ומערכות השליטה. עלותו הכוללת של הפרוייקט תסתכם בכ-220 מיליון דולר. הלוויין עמוס 8 מיועד לספק שירותי תקשורת למזרח התיכון, אירופה ואפריקה ולהיות מוצב בנקודת השמיים 4W לצד הלוויין עמוס 3. המטעד יכלול 48 מקטעי חלל בתחום התדר Ku ושני משיבים (טרנספונדרים) בתחום התדר Ka. הלוויין מתוכנן לשיגור ב-2020 על-גבי משגר של SpaceX.

אלא שההסכם ייכנס לתוקף רק לאחר תשלום מקדמה, שהמועד האחרון שלה הוא בעוד שבועיים, ב-25 בספטמבר 2018. בפרק הזמן הקצר הזה, המדינה צריכה להשיג הסכמות עם כל הגורמים הקשורים לפרוייקט, כולל חברת חלל וכולל התעשייה האווירית שתבנה אותו, בדבר מימון ותצורת הפרוייקט, כדי להבטיח שהלוויין ייוצר בישראל.

פעולת חירום ואיום גלוי

ראוי לציין שמלבד תקציב, יש בידי המדינה גם שוט. נקודת החלל 4W היא בבעלות המדינה ולא בבעלות חברת חלל תקשורת. כבר בחודש אפריל, מיד לאחר ההחלטה להזמין את הלוויין בחו”ל, הודיע מנכ”ל משרד המדע והטכנולוגיה, פרץ וזאן, שהמשרד פועל לקידום בניית לוויין תקשורת בישראל שיהיה בבעלות מדינת ישראל. המשרד מסר שהוא מוכן להשתתף מתקציבו במימון בניית הלוויין בהתאם לחלקו היחסי בפרוייקט, כלומר הוא ינסה לצרף לפרוייקט גופים ממשלתיים נוספים.

המהלך הזה הוא תוצר של מסקנות הוועדה הלאומית לבדיקת תעשיית החלל הישראלית, שהוקמה במשרד המדע בעקבות התפוצצות הלוויין עמוס 6 בחודש ספטמבר 2016. הלוויין עמוס 6 נבנה על-ידי התעשייה האווירית ונחשב  לאחד מלווייני התקשורת המתקדמים בעולם. הוא התפוצץ רגעים ספורים לפני השיגור לחלל באמצעות משגר פאלקון של חברת SpaceX, עקב תקלה במשגר. בחודש דצמבר 2016 התחוללו שני אירועים חשובים: חלל החליטה להזמין מחברת בואינג את הלוויין עמוס 17 (בתמונה למעלה) תמורת 161 מיליון דולר, והוועדה הלאומית לבדיקת תעשיית החלל הגישה את המלצותיה.

עדיין קיימים סימני שאלה

הוועדה קבעה באופן חד-משמעי שיש סכנה ממשית להמשך קיומו של הידע והיכולות הישראליות, קיימת סכנה לאובדן ההקצאה של ישראל בחלל (נקודות שמים), ושהסתמכות על יצרן זר תביא לפגיעה ממשית בתשתיות התקשורת ובתשתיות החירום של מדינת ישראל. זה היה הגורם המרכזי שדחף את היוזמה הממשלתית הנוכחית.

משרד המדע סרב למסור פרטים על האופן שבו ימומש הפרוייקט: האם יוקם קונסורציום ישראלי שימכור לוויין לחברת חלל, האם התעשייה האווירית תגיש הצעה מתחרה לזו של SSL שתהיה זולה יותר בזכות המימון הממשלתי, או, במידה והמהלכים האלה ייכשלו, תוקם חברה ממשלתית שתשתלט על נקודת החלל ותייצר לוויין תקשורת ממשלתי.