בתמונה למעלה: קופסת Optical Interrogator של פריזמה פוטוניקס

חברת פריזמה פוטוניקס (Prisma Photonics) התל אביבית גייסה 20 מיליון דולר בסיבוב גיוס הון שני בהובלת קרן בשקעות מניו יורק ובהשתתפות Insight Partners, Future Energy Ventures וקרן ההשפעות של שניידר אלקטריק (SE Ventures). מאז הקמתה בשנת 2017 גייסה החברה כ-30 מיליון דולר, כאשר המשקיעים הראשונים היו i3 Equity Partner ו-Chione השווייצרית. פריסמה פוטוניקס פתיחה חיישן מבוסס סיב אופטי המאפשר לעקוב ולאתר שינויים בסביבת הסיב גם כשהוא נפרס למרחקים גדולים מאוד של עד 100 ק"מ.

הטכנולוגיה מאפשרת לעקוב אחר תשתיות המתפרסות על פני מרחקים גדולים כדוגמת צינורות נפט וגז. ניתוח שינויים זעירים במאפייני האות האופטי בסיב מאפשרים לזהות ארועים דוגמת איתור דליפות או גניבה מצינורות גז ונפט, נזקים וניסיונות חבלה בכבלים תת-ימיים, כלי-רכב ואנשים החוצים מסילות רכבת, ולספק פתרון הגנה היקפית על מתחמים וגבולות. בחודש נובמבר 2021 החברה חתמה על הסכם לשיתוף פעולה מסחרי עם חברת שניידר אלקטריק (Schneider Electric), המתמקד בשיווק פתרון הניטור של החברה ללקוחות מתחום תשתיות הגז והנפט.

החברה פיתחה את טכנולוגיית Hyper-Scan Fiber Sensing, אשר מבוססת על מקור לייזר המשגר פולסים קצרים ומהירים אל תוך הסיב האופטי, מודולטורים וגלאים. הם מנצלים את אפקט Raman אשר מייצר אותות חוזרים בתדר שונה מתדרי המקור, בהתאם לזעזועים מכניים המתחוללים לאורך הסיב. במקום להתקין אלפי חיישנים לאורך הקו המוגן, החברה משתמשת בסיב תקשורת אופטית סטנדרטי שברוב המקרים כבר קיים לאורך הקו או במתקן, לצורכי תקשורת.

הטכנולוגיה של פריזמה פוטוניקס מתבססת על תופעה פיזיקלית, שבה, כתוצאה מזיהומים זעירים בסיב, חלק קטן מהפוטונים המרכיבים את קרן האור העוברת בתוך הסיב מתפזרים, וחלק זעיר מהם חוזר לאחור. הודות לכך, ניתן להשתמש בסיב כמעין חיישן אקטיבי וגלאי. מניתוח החזר האור ניתן ללמוד, ברמה התיאורטית, על מה שקורה מחוץ לסיב, במובן מסוים בדומה לאופן שבו פועל מכ”ם. הבעיה היא שעוצמת ההחזר הינה קלושה, לא יותר ממאית המיליארדית מעוצמת אות המקור, ועל כן מאוד קשה להבדיל בין רעש לאות ולבנות על סמך המידע הזה תמונה ברורה של הנעשה בחוץ.

כאשר החברה מנטרת קו גז או נפט, בכל 100 ק"מ של סיב אופטי, היא מתקינה מערכת שידור וגילוי (Optical Interrogator Unit), המקושרת אל מחשב המצוי בחדר התקשורת הקיים של הלקוח, שם המידע מנותח באמצעות תוכנת עיבוד המבוססת על אלגוריתמים מתימטיים ועל בינה מלאכותית. ההתראות מועברות משם אל ממשק ניהול הנמצא בדרך-כלל בחדר הבקרה המרכזי של הלקוח. המערכת מזהה ארוע (למשל דליפת נפט) ואת מיקומו לאורך צינור הנפט ברזולוציה של מטרים. המערכת גם מזהה פעילויות הנמצאות בסביבת הסיב, כמו תנועת כלי-רכב, חפירה ועוד.

בהרצאה של המנכ"ל, ד"ר ערן ענבר בכנס TOGC 2020, הוא הסביר שאחד מהאתגרים המרכזיים הוא לא הגילוי אלא הסיווג של הארועים, כדי לספק למשתמש חיוויים רק על האותות הרלוונטיים. חברת פריזמה פוטוניקס הוקמה על-ידי המנכ”ל ד”ר ערן ענבר, שניהל לפני-כן את חברת מערכות הלייזר V-Gen, אשר נמכרה ל-Newport Corporation בשנת 2014 ונמצאת כיום בבעלות MKS Instruments האמריקאית.

בתמונה למעלה: רגע לפני השיגור של פגז Iron Sting מנגמ"ש M113, במהלך הניסויים הסופיים שנערכו בדרום

לאחר עשר שנות פיתוח, חשפו חברת אלביט מערכות (Elbit) והמינהל למחקר ופיתוח אמצעי לחימה ותשתית טכנולוגית (מפא"ת) במשרד הבטחון, פגז מרגמה מדוייק המונחה אל המטרה באמצעות GPS ומציין לייזר, בשם Iron Sting. מדובר בפגז עבור מרגמה מתנייעת בקוטר של 120 מ"מ אשר משיג דיוק פגיעה של פחות מ-1 מטר. לאחרונה הושלמו ניסויי השדה הסופיים והמערכת מוכנה לייצור המוני עבור שימוש בצה"ל.

הניסויים בוצעו על גבי שתי מערכות מרגמה מתנייעת מתוצרת אלביט: מרגמת "קרדום" המותקנת על-גבי נגמ"ש M113 ומרגמת "קרדום" המותקנת על-גבי האמר. המערכת פותחה במטרה לספק יכולת פגיעה מדוייקת ברמת הגדוד בלחימה בשטח פתוח ובשטח בנוי, כדי לצמצם את הסיכויים לפגיעה בגורמים שאינם מעורבים בלחימה.

ראש תחום מחקר ופיתוח במפא"ת, תת-אלוף יניב רותם, אמר שהמערכת הגיעה לדרגת בשלות מבצעית. "היא מספקת לכוחות הלוחמים יכולת פגיעה מדוייקת שמומשה עד היום רק בטילים ובחימוש אווירי". מפקד זרוע החימוש בכוחות היבשה, אלוף אריק אביבי, אמר שמערכת Iron Sting נמצאת כעת בתהליך שילוב בצה"ל. מנהל חטיבת היבשה בחברת אלביט, יהודה ורד, אמר שהמערכת משנה את מאפייני המרגמה – "ממערכת נשק בעלת דיוק סטטיסטי למערכת נשק מדוייקת ברמה הטקטית".

מערכת Iron Sting מיועדת לשימוש בטווחים של 1-12 ק"מ. הפגז כולל יכולת ניווט בשלוש תצורת שונות: שילוב של ניווט לווייני עם מדידות חיישן התאוצה המותקן בפגז (GPS+IMU), שילוב של מדידות תאוצה ואיתור נקודת ההארה של ציין הלייזר (SAL+IMU) וכן באמצעות שילוב כל החיישנים: לייזר, תאוצה וניווט לווייני (GPS+IMU+SAL). ראש החיפוש בציין הלייזר (Seeker) מותאם לעבודה הן במתכונת גל רציף (CW) והן במתכונת לייזר פולסים הנמצא בשימוש בצבאות ברית נאט"ו (STANAG 3733).

פגז המרמה החכם הוא תוצר של טכנולוגיות שפותחו באלביט לאספקת ראש ביות חכם לפגזי מרגמה סטנדרטיים, הדומה באופן הפעלתו לראשי הביות של פצצות חכמות מונחות לייזר ו-GPS, המוטלות מהאוויר. בין השאר, אלביט פיתחה ערכת לייזר/ניווט לווייני, שניתן להתקינה על פצצת מרגמה סטנדרטית ועל-ידי כך להפוך אותה לפצצה חכמה.

מחקר טכנולוגי שבוצע בשנים האחרונות בשיתוף רפאל, אלביט וחוקרים מהאקדמיה בישראל, הביא לפריצת דרך טכנולוגית בתחום הלייזר רב-העוצמה. היום (ד') הודיע ראש מו"פ מפא"ת במשרד הביטחון, תא"ל יניב רותם, שבעקבות פיתוח הטכנולוגיה החדשה נכנסת ישראל לעידן של "לוחמת אנרגיה" באוויר, ביבשה ובים. "ההשקעות המו"פ שביצענו בשנים האחרונות מציבות את ישראל בין המדינות המובילות בתחום הלייזר רב-עוצמה. במהלך שנת 2020 נבצע הדגמת יכולות של הלייזר בשטח".

מפא"ת מסרה שלאורך השנים היא השקיעה מאמצים רבים בקידום הטכנולוגיה של לייזר רב-עוצמה. "פיתוחים רבים מהארץ ומחו"ל נבחנו והוכחו כלא יעילים. לאחרונה הושגו הישגים משמעותיים שהתאפשרו בעקבות פיתוח לייזר חשמלי, בניגוד ללייזר כימי שבו השתמשו עד כה". היתרון המרכזי של פריצת הדרך הטכנולוגית מבוססת הוא ביעילות ובדיוק של קרן הלייזר. "באמצעות הטכנולוגיה החדשה הצליחה מערכת הביטחון למקד ולייצב את האלומה על מטרה בטווחים ארוכים, כולל התגברות על הפרעות באטמוספירה.

באוויר, ביבשה ועל-גבי גלגלים

טכנולוגיה זו מאפשרת לפתח מערכות יירוט אפקטיביות שיעניקו שכבה נוספת במאמץ ההגנה על מדינת ישראל באוויר, ביבשה ובים". בעקבות פריצת הדרך, התניע מפא"ת שלוש תוכניות לפיתוח מדגימי לייזר רב-עוצמה, בשיתוף עם רפאל ואלביט מערכות: פיתוח מדגים למערכת לייזר קרקעית שתשלים את מערכת כיפת ברזל; פיתוח לייזר מתמרן שיותקן על כלי-רכב ויספק הגנה על הכוחות המתמרנים בשטח, ופיתוח מדגים לייזר המבצע יירוט מפלטפורמה אווירית, כדי להגן על מרחבים גדולים יותר.

הלייזר מספק יתרונות עצומים למערכת ההגנה: הפער בעלות של יירוט אנרגטי בהשוואה ליירוט קינטי (באמצעות רקטות) הוא גדול מאוד, ומבטל את היתרון של מתקפות רחבות היקף של רקטות שמערכות יירוט קינטיות לא מסוגלות להתמודד עימן, ולכן זקוקות למדיניות יירוט מאוד חסכונית כדי להימנע ממצב שבו אוזל מלאי המיירטים. זמן התגובה של מיירט לייזר הוא מהיר מאוד, ולכן מיירט יחיד יכול להתמודד עם הרבה מאוד מטרות כמעט בו-זמנית.

מבחינת ישראל מדובר במהפיכה אסטרטגית

הלייזר פועל באמצעות מיקוד קרן אנרגיה על הנשק התוקף, וחימומו לטפרטורות גבוהות הגורמות לו להתפוצץ או להתפרק באוויר. סרטון של משרד הביטחון הממחיש את פעילות המדגימים הטכנולוגיים (למטה) מבהיר עד כמה רחב טווח היישומים של נשק הלייזר החדש. הוא כולל התקנת קרונות נייחים המגינים על מרחב איזורי מפני תקיפת רקטות וטליים בעלי טווח בינוני, התקנת המערכת על-גבי כלי משוריינים באון שבו הם מגינים על הכוחות מפני רקטות, פצצות מרגמה, טילי נ"ט ורחפנים.

למערכת יש גם יכולות של יירוט טילים בליסטיים, דוגמת טילי סקאד או טילים ארוכי טווח המצויים בידי איראן. כאשר היא מותקנת במטוס או על-גבי החרטום של מל"ט, היא מסוגלת ליירט טיל בליסטי באוויר, או להשמיד אותו על הקרקע כאשר הוא נמצא בעמדת השיגור שלו. ההכרזה של מפא"ת היא ללא ספק הישג חסר תקדים ש תעשיית הביטחון הישראלית. ארצות הברית מנסה שנים רבות לפתח נשק לייזר, ואף שיתפה פעולה עם ישראל בפיתוח מערכת נאוטילוס, שנזנחה.

בארצות הברית מתקיימות כיום מספר תוכניות לפיתוח נשק לייזר (הנעזרות במערכות מכ"ם מתוצרת ישראל), אולם הן רחוקות מאוד מהשלב של מדגים טכנולוגי מבצעי. מפא"ת מתכננת כבר השנה (2020) לבצע הדגמות בשטח של הטכנולוגיה החדשה. להערכתה, "הטכנולוגיה החדשה תביא לשינוי אסטרטגי ביכולת ההגנה האווירית של מדינת ישראל".

סרטון ההדגמה של מיירט הלייזר הישראלי (מקור: משהב"ט):