לוויין סטודנטים מאשדוד:
השבוע בחלל

הלוויין האשדודי הראשון

מעבדת לוויינות חדשה נחנכה השבוע באשדוד, ובה ירכיבו סטודנטים ננו-לוויין שיבחן בחלל שעון אטומי ישראלי זעיר. במעבדה שהוקמה בקמפוס אשדוד של המכללה האקדמית להנדסה ע"ש סמי שמעון, SCE, עובדים סטודנטים וסטודנטיות ממסלול לימודי הלוויינות על תכנות והרכבה של הלוויין הזעיר, המיועד לשיגור בעוד כשנה וחצי. הלוויין שמכונה בינתיים SCE-SAT-1 נועד לבחון את תפקודו בחלל של שעון אטומי שפיתחה חברת Accubeat מירושלים.

החברה, שמתמחה בשעונים אטומיים, נכנסה לתחום החלל כשייצרה מתנד יציב במיוחד עבור משימת JUICE של סוכנות החלל האירופית, העושה דרכה לחקור את כוכב הלכת צדק וירחיו. המוצר החדש שלה הוא שעון אטומי מדויק וזעיר במיוחד, בעל מסה של 38 גרמים בלבד ובנפח של כמה קוביות שוקולד. כיום שעונים אטומיים המיועדים לשימוש בחלל, כמו אלה המשמשים לסנכרון מערכות ניווט לווייניות, הם מוצרים גדולים ויקרים בהרבה. שעון אטומי זעיר, שיאפשר למשל להפעיל להקים של לוויינים זעירים לתצפית מתואמת על אזור מסוים, או להכוונת מערכות נשק, יכול להיות מוצר שימושי מאוד. לוויין הסטודנטים מ-SCE אמור לבחון את תפקוד השעון בחלל לאורך זמן, ואת עמידותו לתנאים הקשים של ריק כמעט מוחלט, טמפרטורות קיצוניות, קרינה ועוד.

38 גרמים בלבד. אבטיפוס של השעון האטומי הישראלי המיועד להתקנה בלוויין הזעיר | צילום: איתי נבו

"הרעיון של עבודה עם לוויין, הוא קודם כל לאפשר לסטודנטים להתנסות במסגרת לימודיהם בפרויקט מעשי, וגם לעשות את פרויקט הגמר שלהם בנושאים שקשורים לכך, כמו תקשורת, תוכנה, תכנון מסלול וכן הלאה", אומר אורי און, שמוביל את מיזם הלוויין במכללה. "זה גם חושף ומכין אותם לעבודה האמיתית בתעשייה, מלמד אותם איך לעבוד עם חברות חיצוניות, וגם נותן הזדמנויות מחקר לסגל המכללה".

און עובד בתחום הלוויינות כבר יותר מעשרים שנה, ומלא תפקידים בכירים בכמה חברות חלל ישראליות. לפני כחמש שנים הקים את מסלול הלוויינות במכללה, לאחר שהרגיש שהאקדמיה לא נותנת הכשרה מתאימה למהנדסי חלל. "כל המהנדסים שהכרתי בתחום החלל הגיעו אליו במקרה, נשאבו לתוכו, ולמדו אותו תוך כדי עבודה. אבל הבנתי שצריך השכלה רלוונטית למהנדסים, שתשאב אותם לתחום כבר במהלך הלימודים". און פיתח תוכנית ללימודי לוויינות, ומכללת סמי שמעון הרימה את הכפפה, והשיגה אישור של המועצה להשכלה גבוהה (מל"ג) לפתוח מסלול לוויינות במסגרת שלושת הסמסטרים האחרונים של לימודי התואר בהנדסת חשמל ואלקטרוניקה. "התחלנו מחמישה סטודנטים במסלול לפני חמש שנים, כיום כבר יש 60, מתוכם 12 עושים את פרויקט הגמר בתחום הלוויינות", אמר און לאתר מכון דוידסון.

לאפשר לסטודנטים להתנסות בפרויקט מעשי. שלד הלוויין SCE-SAT-1, שעליו עובדים תלמידי המכללה | צילום: איתי נבו

במעבדה שנחנכה במכללה השבוע, בהשקעה של יותר מחצי מיליון ₪, כבר נמצא שלד הלוויין, ערכה בסיסית של קובייה בגודל 10*10*10 סנטימטרים. ארבע אנטנות בצדי הלוויין יאפשרו לו לתקשר עם הקרקע גם בלי לייצב את עצמו לכיוון אחד, מה שיפשט את הפעלתו. גם אבטיפוס של השעון האטומי כבר משמש לבדיקות ראשונות, והסטודנטים כותבים את התוכנות להפעלת הלוויין, מחשבים את מסלולו, מתכננים את צריכת החשמל של מערכותיו ועוד. כעת און מתחיל לחפש חברה שתשגר אותו, מן הסתם כנוסע נוסף במשימה מרובת לוויינים, וגם מנסה לגייס מימון לעלות השיגור, שעומדת על עשרות אלפי דולרים. את הבדיקות לקראת השיגור, כמו מבחני ואקום והרעדה, מתכוונים במכללה לעשות בחברה חיצונית, או במעבדה אוניברסיטאית. ללוויין לא תהיה תחנת קרקע משלו – התקשורת עמו תתקיים באמצעות תחנות של חברות או של מוסדות אקדמיים אחרים.

בעתיד מקווה און לבנות ולשגר לוויינים נוספים עם הסטודנטים במסלול, שאולי יתרחב לתואר שלם בהנדסת חלל. "אנו מציעים לחברות ישראליות לבדוק טכנולוגיות חלל חדשות בלוויינים שאנו נבנה, והם יוכלו להנות מעבודה של סטודנטים ומפרוייקטים של חוקרים במכללה", הוא אומר. האתגר הגדול, לדבריו, הוא לשלב כעת את בוגרי המסלול בחברות ישראליות הפועלות בתחום החלל. "יש כ-40 בוגרים של המסלול, ובינתיים אני מרגיש שמפלים אותנו, כי הסטודנטים שלנו מגיעים מהפריפריה, בלי תואר ממוסד יוקרתי או שירות ביחידת לוויינים צבאית. אני מצפה שהמדינה, וחברות ממשלתיות, ימצאו דרך לעודד סטודנטים מהדרום, במיוחד בימים אלה, ויעזרו לשלב אותם בעבודה בתחום במקום להפלות אותם ולהנציח את הפערים", מסכם און. "אנחנו מוסד קטן, וגם בתחרות על מענקים ותקציבי מחקר ופיתוח קשה לנו להתחרות במוסדות יוקרתיים ועשירים. בינתיים אנו מנסים לגייס משקיעים שיעזרו לנו בסכומים צנועים לשלב בוגרים שלנו בתעשייה. זה חשוב גם לתעשיית החלל וגם לפריפריה".

האתגר הגדול הוא לשלב סטודנטים מהפריפריה בתעשיית החלל הישראלית. אורי און במעבדה הלוויינות של מכללת SCE | צילום: איתי נבו

אבנים מהצד הרחוק

סין הנחיתה בהצלחה בכדור הארץ דגימות קרקע ראשונות מהצד הרחוק של הירח. מיכל הדגימות של משימת צ'נג-אה 6 (Chang'e 6) הוצנח כמתוכנן בערבות מונגוליה הפנימית שבצפון סין ביום שלישי בבוקר (שעון ישראל), וכעבור זמן קצר נאסף והועבר למתקן מדעי לניתוח ראשוני.

הנחתת של משימת צ'נג-אה 6 אספה כשני קילוגרמים של אבנים ואדמה במכתש אפולו, בחלקו הדרומי של הצד הרחוק של הירח שאינו פונה לעולם לכדור הארץ. המכתש, שקוטרו כמה מאות קילומטרים, הוא חלק מאגן אייטקן – מכתש ענקי שקוטרו יותר מ-2,000 קילומטרים, ונוצר מפגיעת אסטרואיד בחלקו הדרומי של הצד הרחוק. זו הייתה הפעם השניה בלבד שחללית נחתה בצד זה של הירח, אחרי משימת צ'נג-אה 4 הסינית בשנת 2019. לאחר כיומיים המריא חלק מהנחתת עם מיכל איסוף הדגימות מפני הירח, וחבר לחללית שהמתינה במסלול סביבו. במרחק של כ-5,000 קילומטר מכדור הארץ נפרדה החללית ממודול הכניסה לאטמוספרה. המודול, שמסתו כ-300 קילוגרם כולל דגימות הירח, נכנס כמתוכנן לאטמוספרה וצנח באזור המיועד.

סרטון על צניחת הדגימות מהירח:

מיכל הדגימות הוטס לבדיקה ראשונית, ומשם יועבר למעבדה בבייג'ינג, לידי מדענים של תוכנית החלל הסינית, שיקבלו זכות ראשונים לחקור את הדגימות מהירח. ייתכן שבהמשך יימסרו חלקים מהדגימות גם למדענים אחרים מהקהילה הבינלאומית, כפי שעשתה סין עם דגימות שהביאה מהירח במשימת צ'נג-אה 5 בשנת 2020.

החוקרים מקווים כי הדגימות יעזרו להבין טוב יותר את ההבדלים הגיאולוגיים בין שני צדי הירח, ודרך זה ללמוד את ההיסטוריה הגיאולוגית של השכן שלנו ולשפר את ההבנה כיצד הוא נוצר. "יש הבדלים גיאולוגיים גדולים בין שני צדי הירח, והרחוק שונה במידה ניכרת מהצד הקרוב. הצד הרחוק מושפע מאוד הפגיעה שיצרה את אגן אייטקן, ואין בו את אזורי ה"ימים" שיש בצד הקרוב, מה שמרמז על אבולוציה גיאולוגית שונה", אמר שיאו לונג (Long), חוקר מדעים פלנטריים באוניברסיטת ווהאן. "השגת דגימות מהצד הרחוק למחקר גיאולוגי חיונית לחשיפת ההיסטוריה הגיאולוגית של הירח".

ובעוד הגיאולוגים מנסים לפענח את עברו של הירח, המהנדסים של תוכנית החלל הסינית ממשיכים לדהור אל עתידו. ב-2026 מתכננת סין להנחית את משימת צ'נג-אה 7 סמוך לקוטב הדרומי של הירח, בשולי מכתש שקלטון, אזור שחשוף לאור שמש תמידי. המשימה אמורה לכלול נחתת, רכב שטח, וגם רחפן רקטי לחקר הסביבה, לצד לוויין שיחוג סביב הירח. משימה זו תסלול את הדרך לצ'נג-אה 8, המתוכננת ל-2028 ובה מתכוונים הסינים לבחון הפקת חומרים ממשאבים מקומיים. בשלב הראשון הם יתמקדו ככל הנראה בהפקת מים, חמצן ומימן מקרח בקרקעית מכתשים שאור שמש אינו מגיע אליהם לעולם. שתי המשימות האלה אמורות להניח את התשתית לתוכנית הסינית להנחית בני אדם על הירח, ובהמשך להקים שם בסיס מאויש.

כשני קילוגרמים של דגימות ראשונות מהצד הרחוק ממתינים לבדיקת המדענים. מודול הכניסה לאטמוספרה של צ'נג-אה 6 זמן קצר לאחר שצנח במונגוליה הפנימית | צילום: CCTV/framegrab

פושטים חליפות

חברת "קולינס" שנבחרה לפני כשנתיים לפתח חליפות חלל חדשות בעבור סוכנות החלל האמריקאית, נאס"א, מבקשת לחזור בה מההסכם עם הסוכנות ולפרוש מפיתוח החליפה. "אחרי בחינה מעמיקה חברת קולינס ונאס"א החליטו יחד לחדול מקידום הזמנת העבודה על שירותי פעילות מחוץ לחללית", נאמר בהודעת החברה. "קולינס עדיין מחויבת לתמיכה בנאס"א ובתוכניות של טיסות חלל מאוישות".

סוכנות החלל בחרה לפני שנתיים בחברת קולינס ובחברת אקסיום, שגם בונה את תחנת החלל הפרטית על בסיס התחנה הבינלאומית, לפתח עבורה את הדור הבא של חליפות החלל. אקסיום נבחרה לפתח חליפות לפעילות על הירח וקולינס – חליפה לפעילות מחוץ לתחנת החלל, אם כי בשנה שעברה הציעה נאס"א לכל אחת מהן להגיש הצעות להתאמת החליפות שהן מפתחות גם לייעוד השני.

בשונה מהסכמים קודמים, נאס"א לא התכוונה הפעם לקנות את החליפות מהחברות, אלא להפוך אותן לשירות שמספקות חברות חיצוניות. החליפות עצמן נשארות בבעלות החברה, והיא יכולה למכור את השירות לגופים נוספים. עם זאת, המכרזים איפשרו לחברות לזכות בתום הפיתוח בהזמנות עבודה מהסוכנות בהיקף של מיליארדי דולרים.

חברת קולינס לא מסרה את הסיבה לפרישתה מפרויקט חליפת החלל. רק לפני כארבעה חודשים דיווחה החברה כי השלימה את שלב הבדיקות של החליפה החדשה שלה בטיסות המדמות לזמן קצר תנאי חוסר כבידה. מקורות בתעשייה העריכו כי הסיבה היא חריגות בתקציב המיזם ועיכובים בלוח הזמנים של הפיתוח.

סוכנות החלל הגיבה על הדיווח בהודעה לקונית, המאשרת שקולינס תפסיק לעבוד על החליפה. היא לא מסרה אם בכוונתה לחפש כעת יצרן נוסף של חליפות חלל. ההודעה מגיעה דווקא בתקופה שבה נאס"א סובלת מבעיות עם החליפות הקיימות, ונאלצה לאחרונה לבטל שתי "הליכות חלל", שבהן האסטרונאוטים יוצאים לעבודה מחוץ לתחנת החלל הבינלאומית, עקב תקלות ובעיות שהתגלו בחליפות שיש בתחנה.

מי שמפתחת בינתיים חליפות חלל חדשות באופן עצמאי היא חברת ספייס אקס. עד כה אסטרונאוטים שלה לובשים בחלליות דרגון חליפות שמתחברות למערכות החללית, ואינן מיועדות לפעילות מחוצה לה. היא מתכננת לבחון את החליפות החדשות במשימת Polaris Dawn, שטרם נקבע לה תאריך, ובה אמורה להתבצע הליכת החלל הראשונה של אסטרונאוטים פרטיים.

היה נראה שהפיתוח מתקדם. בדיקת החליפה של קולינס במטוס שמאפשר ניסויים קצרים בתנאי מיקרו כבידה | צילום: Collins Aerospace

בינתיים בתחנה

אסטרונאוטים בתחנת החלל הבינלאומית הונחו השבוע להיכנס למרחבים המוגנים, לאחר שעלה חשש כי פסולת חלל תפגע בתחנה. המרחבים המוגנים במקרה זה הן החלליות שעוגנות בתחנה, והצעד נועד לאפשר לאסטרונאוטים הימלטות מהירה במקרה של נזק משמעותי לתחנה. הסיבה להתרעה הייתה תקלה בלוויין הפועל במסלול קרוב לתחנה, וחשש כי חלק ממנו יישבר ויפגע בה. לאחר כשעה של מעקב אחר הלוויין הסירה נאס"א את החשש, והאסטרונאוטים שבו לפעילות שגרתית בתחנה.

צוות התחנה כולל כעת תשעה אסטרונאוטים, בהם סוניטה ויליאמס (Williams) ובארי וילמור (Wilmore) שהגיעו לתחנה בחללית "סטארליינר" של בואינג בטיסת הניסוי המאוישת הראשונה שלה, וחזרתה מעוכבת בינתיים בשל התקלות שהתגלו בה. החללית היתה אמורה להיות בתחנה כשבוע, אך היא כבר עוגנת בה קרוב לחודש, וטרם נקבע מועד להחזרתה לכדור הארץ. ה"סטארליינר" שוגרה למרות שהתגלתה דליפת הליום קטנה מאחד המיכלים של מנועי ההכוון שלה, אך בדרך לתחנה התגלו עוד דליפות כאלה, ומנוע נוסף הפסיק לעבוד מסיבות אחרות.

בחברה מציינים כי רוב הדליפות תוקנו, ורק אחד מ-28 מנועי ההכוון שלה אינו תקין, מה שלא פוגע בבטיחות הטיסה. עם זאת, גם בחברה וגם בנאס"א הודיעו כי לא קבעו לפי שעה תאריך להחזרת החללית, והם מנצלים את הזמן כדי לחקור לעומק את התקלות.

כל עוד החללית עוגנת בתחנה, נאס"א יכולה להתעלם מהפיל בחדר, ואינה מתייחסת בינתיים לשאלה אם תאשר לבואינג להפעיל טיסות מאוישות לתחנה, או שתדרוש ממנה טיסת ניסוי נוספת. החברה, המתמודדת עם קשיים גם בתחום התעופה האזרחית, השקיעה מיליארדי דולרים בפיתוח החללית במסגרת ההסכם עם סוכנות החלל, מתוך ציפיה להרוויח מהטסת אסטרונאוטים ואספקה לתחנה. עיכוב במימוש התוכניות האלה עלול להיות מכה כלכלית קשה לחברה.

הדליפות תוקנו, אבל אף אחד לא ממהר לחזור הביתה. חללית סטארליינר של בואינג עוגנת בתחנת החלל הבינלאומית | צילום: NASA

הגרר של ספייס אקס

סוכנות החלל של ארצות הברית בחרה בחברת ספייס אקס לפתח את חללית הגרירה המיועדת להבטיח השמדה בטוחה של תחנת החלל הבינלאומית לאחר סיום תפקידה. התחנה אמורה להמשיך לפעול עד 2030, ובינתיים חברת אקסיום מתוכננת לפתח על בסיס השלד שלה תחנת חלל פרטית. לאחר שהתחנה הפרטית תהיה עצמאית, מתכננת נאס"א שחללית הגרירה תוביל את התחנה הבינלאומית – כיחידה אחת או כמודולים נפרדים – למסלול שיבטיח שריפה מרבית שלה בכניסה לאטמוספרה, ונפילה של השברים במקום מרוחק בים, כך שלא יסכנו בני אדם.

עלות הפיתוח של חללית הגרירה נאמדת ב-843 מיליון דולר. נאס"א הודיעה כי בכוונתה לקנות ולהפעיל את החללית בעצמה, ולא לשכור את השירות. הסוכנות בחנה כמה אפשרויות לגורלה הסופי של התחנה בסיום תפקידה, בהן העברתה בעזרת חללית גרר למסלול גבוה יותר, אך הגיעה למסקנה כי הכוונתה להשמדה בכניסה לאטמוספרה היא האפשרות המעשית והבטוחה ביותר. חללית גרר כזו אולי תוכל לשמש בעתיד למשימות נוספות של "הכוונת תנועה" במסלול סביב כדור הארץ, או פינוי של פסולת חלל גדולה.

מתחילים לתכנן את הסוף. תחנת החלל הבינלאומית | צילום: NASA

והנה התחזית

חברת ספייס אקס שיגרה בהצלחה את לוויין מזג האוויר החדש של סוכנות האוקיינוגרפיה והאטמוספרה האמריקאית (NOAA). הלוויין GOES-U שוגר ממרכז החלל קנדי בפלורידה בטיל פלקון הבי – זה היה השיגור העשירי של טיל השיגור הכבד, ששומר על רקורד מושלם של שיגורים מוצלחים. הלוויין הגדול – מסתו בשיגור חמש טונות, כולל שתי טונות של דלק – הוצב במסלול גיאוסטציונרי בגובה 36 אלף קילומטר. במסלול הזה קצב הקפתו את הארץ זהה לקצב הסיבוב העצמי של כדור הארץ, כך שבפועל הוא נמצא מעל אותו אזור כל הזמן.

זהו הלוויין הרביעי והאחרון בסדרה הנוכחית של GOES – לוויינים במסלול זה למעקב אחר תופעות סביבתיות ולחיזוי מזוג אוויר, הפועלים כבר כמה עשורים. בין השאר הם מנטרים תנאים להתפתחות סופות טרופיות, עוקבים אחר תהליכים אטמוספריים וגם מספקים התרעות בזמן אמת על סערות שמש. הלוויין ששוגר כעת אמור לעבור יותר מחצי שנה של כיול ובדיקות בטרם ייכנס רשמית לתפקידו, ולנטר במכשיריו אזורים גדולים בחצי הכדור המערבי. הסדרה הזו של לווייני GOES אמורה לתפקד עד העשור הבא, אז יחליפו אותם בהדרגה לוויינים מתקדמים יותר, המכונים GeoXO.

שיגור עשירי מוצלח לפלקון הבי, הפעם עם לוויין מזג אוויר גדול. השיגור ממרכז החלל בפלורידה | צילום: SapceX