המדע והטכנולוגיה
של האמירויות

מעבר לפוליטיקה ולשיקולים המדיניים, הולך ומתברר שלישראל יש הרבה מה להרוויח מהשותפות המסתמנת עם איחוד האמירויות, גם בפן המדעי והטכנולוגי. בעשור האחרון עשתה מעצמת הנפט ממזרח חצי האי ערב קפיצת דרך טכנולוגית מרשימה, כשבמסגרת תוכנית ארוכת טווח החלה להשקיע משאבי עתק בפיתוח מיזמים שישחררו את כלכלתה מהתלות שלה בהכנסות מדלקי מחצבים. התוצאה: תוכנית חלל שאפתנית, השקעות במחקר ובהנדסה ועוד. 

לרגל המגעים שנחשפו בשבוע שעבר לשלום בין המדינות, יצאנו לבחון את מצבה של ידידתנו החדשה. תעודת זהות מדעית, טכנולוגית והנדסית.

נפט

המפרץ הפרסי הוא האזור העשיר ביותר בעולם בדלקי מחצבים. נמצאים בו כ-60 אחוז מסך עתודות הנפט ו-40 אחוז  מעתודות הגז הטבעי הזמינים כיום לאנושות. השפע הרב הזה נובע מההיסטוריה הגיאולוגית היציבה של האזור, שאפשרה לשכבות סלעי משקע לשקוע ברציפות לאורך מאות מיליוני שנים על קרקעית הים הקדום, ולשמר בתוכן כמות רבה של חומר אורגני. במקומות מסוימים עוביין של שכבות הסלע מגיע ל-13 קילומטר ואף יותר, והן המפעילות לחץ רב על חלקיהן העמוקים.

הלחץ הגבוה, לצד הטמפרטורות הגבוהות המצויות בעומק קרום כדור הארץ, מביאים לפירוק החומר האורגני הקבור בסלע, שהופך בתהליך הזה לנפט ולגז טבעי. אלה מפעפעים למעלה בתהליך איטי דרך סלעי המשקע הנקבוביים, עד שהם פוגשים בשכבת סלע אטומה האוגרת אותם תחתיה. הודות ליציבות הגיאולוגית של האזור, שמנעה היווצרות של העתקים (שברים) משמעותיים בשכבות הסלע האטומות, הדלקים הללו נותרו כלואים במעמקי האדמה, עד לבואן של מכונות הקידוח.

איחוד האמירויות, השוכנת בחצי האי ערב על חופי מרכז אגן המפרץ הפרסי, היא יצרנית הנפט השלישית בגודלה מבין מדינות המפרץ, והשביעית בגודלה בעולם. כושר הייצור שלה מסתכם בכשלושה מיליון חביות ליום (חבית נפט אחת היא 159 ליטר). היא גם המדינה השביעית בגודלה בעולם בהיקף עתודות הנפט הידועות שנותרו בה, ועל פי הצהרות ממשלת איחוד האמירויות הן מוערכות בכמאה מיליארד חביות. אם איחוד האמירויות תתמיד בקצב ההפקה הנוכחי שלה ולא יימצאו בשטחה מרבצי נפט חדשים, העתודות הקיימות יתרוקנו בתוך פחות ממאה שנה.

בהכנה לאירוע הרחוק הזה הגתה איחוד האמירויות בשנת 2010 את תוכנית "חזון 2021", שאחד מעיקריה הוא גיוון מקורות ההכנסה שלה והפסקת התלות המוחלטת שלה בהכנסה מדלקי מחצבים. עד כה המאמץ נראה מבטיח: אם בשנת 2009 תעשיית הדלקים הייתה כ-85 אחוז מכלכלת האיחוד, חלקה הצטמצם כיום ל-25 אחוז בלבד. עיקרון מנחה נוסף המעצב את התוכנית הוא הקיימוּת הסביבתית, שמתכתב היטב עם צמצום השימוש בדלקים מזהמים.

איחוד האמירויות היא יצרנית הנפט השלישית בגודלה מבין מדינות המפרץ| צילום Shutterstock

איים מלאכותיים

אחד ממקורות ההכנסה החדשים שתופסים נפח הולך וגדל בכלכלת האמירויות הוא התיירות. לצורך כך משקיעה המדינה סכומי עתק במיזמי בנייה גרנדיוזיים למגורים ובהקמת מלונות פאר, בתקווה למשוך אליה את עשירי העולם. גולת הכותרת של הפרויקטים הללו היא יצירת סדרה של איים מלאכותיים לאורך קו החוף.

האיים נבנים באמצעות אִחזוּר קרקע – תהליך שבו שופכים כמויות עצומות של חול לתוך ים רדוד, ויוצרים יבשה חדשה. האיים המלאכותיים מול חופי העיר דובאי, כגון "דקל ג'בל עלי" המפורסם, הם בין הגדולים בעולם. לצורך בנייתם נכרו כמויות בלתי נתפסות של חול, רובו מקרקעית המפרץ הפרסי.

אולם הקמת האיים עלתה במחיר סביבתי כבד. דקל ג'בל עלי, למשל, נבנה על גבי שמורה ימית באותו שם, שהייתה אחת משמורות הטבע בעלות המגוון הביולוגי הגבוה ביותר במפרץ הפרסי. בנוסף, כריית החול מקרקעית הים הרחיפה חלקיקים זעירים שהעכירו את מי הים והפחיתו את כמות האור החודרת לתוכם – שנחוצה לגדילת אצות. כשחלקיקים כאלה שוקעים לבסוף הם קוברים תחתם יצורים השוכנים בקרקעית ומובילים לשינויי דרמטיים בסביבה האקולוגית העדינה של קרקעית המפרץ.

הקמת האיים עלתה במחיר סביבתי כבד, דקל ג'בל עלי, למשל, נבנה על שמורה ימית. צילום Shutterstock

בורג' ח'ליפה

בניית האיים המלאכותיים רוקנה לגמרי את עתודות החול לבנייה של איחוד האמירויות, עד כדי כך שכדי להשלים את בנייתו של מגדל בורג' ח'ליפה – המגדל הגבוה בעולם ופאר גאוותה של דובאי, נאלצה המדינה לייבא חול מאוסטרליה. ואכן לצד בניית האיים בים, גם ביבשה מושקעים משאבים עצומים המשמשים לבניית מבני ציבור וגורדי שחקים. זה נדבך חשוב נוסף בתוכנית לגיוון הכלכלה ומקורות ההכנסה של המדינה. קצב הצמיחה העירוני של דובאי – העיר הגדולה באיחוד האמירויות ובירת האמירות דובאי – הוא בין המהירים בעולם. כל כך מהיר, עד שבשנת 2012 לבדה פעלו בה כ-30 אלף מנופי עגורן, שהם כרבע מכלל המנופים בעולם.
גולת הכותרת של תוכניות הבנייה היא ללא ספק בורג' ח'ליפה, שמתנשא לגובה של 829 מטר. מעבר להון הרב שהוא עלה, הושקעה בתכנונו מחשבה רבה שאפשרה את ההישג ההנדסי חסר התקדים.

אחד מהמכשולים המרכזיים העומדים בפני בנייה לגובה כה רב היא עוצמת הרוח הפוגעת במבנה, שבגובה של מאות מטרים מעל פני הקרקע עשויה להגיע למהירויות ניכרות. כשרוח אחידה נושבת על מגדל, היא דוחפת אוויר על צידו האחד, ומושכת אוויר מצידו הנגדי. כך עלול להיווצר אזור של תת לחץ בצידו של המגדל המנוגד לכיוון הרוח. את החוסר הזה ממלאות מערבולות (כיסי אוויר) המגיעות משני עברי המגדל השואבות אליו אוויר.

כל עוד מהירות הרוח חלשה, המערבולות יישארו יציבות יחסית במקומן, אולם מעל למהירות מסוימת הן עלולות להתחיל להתנודד מצד לצד, באופן שמשבש את הזרימה החלקה של האוויר על פני המבנה. תנודת המערבולות עלולה לנענע את המבנה, למורת רוחם של האנשים הנמצאים בתוכו. במצבים קיצוניים במיוחד אף עלולה להיות סכנה לשלמותו המבנית של המגדל.

אחד הכלים המרכזיים שמשמשים מתכנני מגדלים בבואם להתמודד עם תנודות כאלה הוא התקנת בולם זעזועים כבד דמוי ענבל בחלקו העליון של המגדל, שמסוגל להתנדנד בכיוון המנוגד לטלטול המבנה וכך להקטין את טווח התנועה שלו. במגדל טאיפיי 101 בטייוואן, שנחשב למגדל הגבוה בעולם עד להשלמתו של בורג' חליפה, מותקן בולם שכזה.

בולם הזעזועים בטאיפיי 101 צילום Shutterstock
אולם מהנדסי בורג' ח'ליפה ויתרו לחלוטין על הטכנולוגיה הזאת, ובחרו במקום זאת לייצב את המגדל מפני פגיעת הרוח באמצעות צורתו האווירודינמית בלבד. במקום להתנגד לתנודת המערבולות, המבנה תוכנן בצורה שמשבשת מלכתחילה יצירת מערבולות קבועות סביבו, וכך גם מבטלת את סכנת התנודות הלא רצויות.

התכונה הזאת מתקבלת על ידי שילוב של כמה כלים הנדסיים: חתך הרוחב של המבנה מורכב משלוש רגלי תמך קצרות בצורת האות Y, שנסוגות פנימה במדורג ככל שעולים גבוה יותר. הדבר משווה למגדל צורה מחודדת. מעבר לתרומה הישירה של הצורה הזאת ליציבות המבנה, היא מאפשרת להשתמש בכלי נוסף לעצירת המערבולות: בכל מקטע של המגדל, רק רגל אחת מהשלוש נסוגה פנימה, בשעה שהשתיים האחרות מוסיפות להעפיל לגובה ללא שינוי ברוחבן. השינוי לסירוגין ברוחב המבנה מקנה לו צורה לוליינית (ספירלית), שלא מאפשרת למערבולות האוויר הנוצרות בגובה להתייצב. המחשה בסרטון

החללית תקווה

בשנת 2014 נכנסה המדינה לתחום שאפתני ויקר נוסף, עם הקמת סוכנות החלל של איחוד האמירויות. הסוכנות אמונה על פיתוח תעשיית החלל על ידי שיתופי פעולה בינלאומיים, מימון מסלולים אקדמיים ופיתוח משימות חלל מחקריות. בתוך זמן קצר הגיעה הסוכנות, הכפופה למרכז לחלל על שם מוחמד בן ראשיד בדובאי, להישגים רבים. בין השאר היא שיגרה כמה לוויינים למסלול סביב כדור הארץ ופתחה תוכנית ללימודי תואר שני בתחום החלל במכון מאסדאר. אך גולת הכותרת של פעילותה עד כה היא ללא ספק שיגור החללית הערבית הראשונה למאדים לפני כחודש.

ב-19 ביולי השנה שיגרה הסוכנות למאדים את הלוויין "תקווה", שצפוי להגיע ליעדו בפברואר 2021. זה היה השיגור הראשון שעשתה לעבר גוף פלנטרי אחר. אף שההשקעה הכספית והיוזמה הגיעה מאיחוד האמירויות, החללית עצמה יוצרה בארצות הברית. על הביצוע בפועל אמונים גופים שצברו ידע רב בתכנון משימות למאדים ובייצור החלליות וכלי המחקר, ובהם המעבדה לפיזיקה של החלל והאטמוספרה (LASP) של אוניברסיטת קולורדו בבולדר.

על הלוויין הורכבו כמובן לוחות סולריים, וכן מצלמה ושני ספקטרומטרים שמותאמים למדידת קרינה אלקטרומגנטית בתחום הגלים התת-אדומים והעל-סגולים. הוא אמור לחוג סביב מאדים במסלול אליפטי מאוד וכך לנטר חלק ניכר מהאטמוספירה של כוכב הלכת ולחקור את ההבדלים בין יום ולילה באותו מקום – דבר שלא נעשה בעבר. בנוסף צפוי הלווין לחקור את המחזורים היומיים והעונתיים באטמוספירה של מאדים ואת הדפוסים הגיאוגרפיים שלהם. "תקווה" צפוי לחקור את אירועי מזג אוויר כמו סופות אבק ולתעד אותם ברמת הפרדה (רזולוציה) גבוהה מאוד. על כך יש מי שמכנים אותו "לוויין מזג האוויר הראשון של מאדים".

מטרה מאתגרת נוספת של המשימה היא ללמוד על הקשר בין שכבת האטמוספרה הנמוכה, של מאדים, שבה מתרחשים רוב אירועי מזג האוויר, לשכבות העליונות. את המשימות בחרה הסוכנות יחד עם הפורום למחקר ולניתוח של מאדים, במטרה להשלים פערים בידע שלנו על האקלים של כוכב הלכת האדם ולבנות תמונה שלמה יותר שלו.

סוכנות החלל של איחוד האמירויות אמונה על פיתוח תעשיית החלל על ידי שיתופי פעולה בינלאומיים, מימון מסלולים אקדמיים ופיתוח משימות חלל מחקריות. מקור: אתר סוכנות החלל של איחוד האמירויות

כחלק מהחזון של מרכז החלל על שם מוחמד בין ראשיד להפוך לשחקן מרכזי במחקר, ואולי בעתיד של יישוב, הכוכב האדום הסוכנות בונה עיר ייעודית שתמוקם במדבריות של איחוד האמירויות. העיר אומנם לא תפיק חמצן ותאוצת הכובד לא תהיה כמו במאדים אבל כן תחיה תחת כיפות ותנסה למצוא פתרונות לאתגרים כמו תפעול ושימור של מזון, מים ואנרגיה על מאדים.

הסוכנות בונה עיר ייעודית שתמוקם במדבריות של איחוד האמירויות. מקור: אתר סוכנות החלל של איחוד האמירויות