אינדקס
לוויין זעיר
לוויין זעיר הוא [You must be registered and logged in to see this link.] מעשה ידי [You must be registered and logged in to see this link.] שמשקלו קטן מ-50 [You must be registered and logged in to see this link.]. לוויינים זעירים המקוטלגים על פי גודלם. בשל משקלם הנמוך יחסית נלווים הלוויינים הזעירים ל[You must be registered and logged in to see this link.]שמיועד ללוויין גדול, הנקרא גם “נוסע ראשי” או “מטען ראשי” והוא הקובע את נתוני השיגור. הלוויינים משוגרים מתוך תיבת אחסון עם [You must be registered and logged in to see this link.] כך שכאשר המשגר מגיע ליעדו, נשלחת פקודה שפותחת את [You must be registered and logged in to see this link.] התיבה, והקפיץ דוחף את הלוויינים החוצה, בזה אחר זה. לוויינים זעירים יכולים להיות משוגרים בנפרד, או כחלק מלהק של לוויינים המתקשרים ביניהם ונשלטים על ידי לוויין ראשי המכונה "לוויין האם".
של בעיות תקצוב של נושא ה[You must be registered and logged in to see this link.] בעשור האחרון נוצר צורך גדול בהוזלת תחום החלל. הגופים ה[You must be registered and logged in to see this link.] העוסקים בתחום חשבו על מספר פתרונות. אחד הפתרונות היה ייצור ופיתוח של לוויינים קטנים. הצבא האמריקאי, שמתעסק בתחום של פיתוח [You must be registered and logged in to see this link.] וחלל, החליט על תוכנית שנקראת "יותר קטן יותר טוב"[You must be registered and logged in to see this link.], שמכאן הלך והתפתח ה[You must be registered and logged in to see this link.] של לוויינים קטנים במיוחד. השיקול לעבור לפיתוח של לוויינים זעירים נבע מכמה סיבות: עלות גבוהה – לוויינים גדולים זקוקים למשגרים גדולים[You must be registered and logged in to see this link.], שתהליך בנייתם מצריך עלות גבוהה. לעומת זאת, בנייה של לוויינים קטנים וקלים עלותם זולה משמעותית יחסית לגדולים. את השיגור של הלוויין ניתן לבצע בנוסף לשיגור של לוויין קיים. יש אפשרות לשגר מספר לוויינים בו זמנית. דרישות תקן מחמירות – ככל שהלוויינים והמשגרים גדולים יותר, כך נדרש להחמיר בתקני הבטיחות. תהליכים אלו יקרים ולוקח הרבה זמן לממש אותם. סוגי המשימות – עבודה עם לוויינים קטנים תאפשר ביצוע משימות שונות[You must be registered and logged in to see this link.].
[/rtl][/size]
[size][rtl]
בשנת 1999 החליטו פרופ' רוברט (בוב) טוויגס מ[You must be registered and logged in to see this link.] ופרופ' ג'ורדי פיו סאורי מ[You must be registered and logged in to see this link.], להציע לסטודנטים ל[You must be registered and logged in to see this link.] לבנות לוויין במקום לכתוב עבודת גמר שתסתכם בספר עב כרס של עבודה תאורטית. כארבע שנים פיתחו בוב וג'ורדי עם הסטודנטים סטנדרט ללוויין קטן וקל משקל שעלות ייצורו כולל עלות הבחינה שלו יהיו כמה עשרות אלפי [You must be registered and logged in to see this link.]. לשם הפשטות הם החליטו שהלוויין יהיה בצורת קובייה, וקראו לסטנדרט החדש [You must be registered and logged in to see this link.][You must be registered and logged in to see this link.] "לוויין קובייה".
פרופק טוויגס, שבעבר היה מעורב בבניית לוויינים, חשש שמרוב התלהבות יכניסו הסטודנטים יכולות נוספות ללוויין והוא יגדל, יתייקר ויגרום לעיכוב בלוח הזמנים. הוא החליט שזאת ההזדמנות להכריח את המהנדסים בארצות הברית לעבור לשיטה המטרית, וקבע שהלוויין הבסיסי יהיה קובייה בעלת צלע של עשרה [You must be registered and logged in to see this link.] וב[You must be registered and logged in to see this link.] של [You must be registered and logged in to see this link.]. ליחידה בסיסית זו קוראים CubeSat 1U, כלומר, יחידה אחת של לוויין הקובייה שמכילה כמעט את כל מערכות הלוויין הגדול: מחשב משימה, מערכת תקשורת, מערכת[You must be registered and logged in to see this link.] ושמיכות תרמיות להגנה על הלוויין מסביבת החלל הקיצונית. יחידה כזו שוגרה לראשונה בשנת 2003. מאז נוספו לסטנדרט עוד לוויינים בגדלים שונים - כולם מכפלות של הלוויין הבסיסי.
[/rtl][/size]
[size][rtl]
[/rtl][/size]
[size][rtl]
החל מ-2010, נושא שיגור הלוויינים הזעירים החל לתפוס תאוצה. בין השנים 2004 - 2014 שוגרו לחלל 75 לוויינים זעירים. כמות השיגורים עלתה בצורה משמעותית בסוף שנת 2013, כך שמנובמבר 2013 עד ינואר 2014 שוגרו כ- 94 לוויינים מקבוצת ננו-לוויינים. חברות כמו Planet Labsמתכננות מערך לוויינים גדול, מעלות את כמות השיגורים. נכון ליולי 2015, החברה שיגרה כ-87 לוויינים ממערך לוויני Dove.
[You must be registered and logged in to see this link.], הלוויין הבא של מרכז המדעים, אשר מטרתו הינה מחקר האטמוספירה כחלק מפרויקט QB50 של [You must be registered and logged in to see this link.], נמצא כיום בשלבי פיתוח והוא ישוגר בספטמבר 2016.
[You must be registered and logged in to see this link.], הלוויין יבנה בתיכון שער הנגב בשיתוף ובהנחיית מרכז המדעים בהרצליה, נמצא כיום בשלבי פיתוח והוא ישוגר ביום העצמאות ה-70 של מדינת ישראל בשנת 2018.
[/rtl][/size]
[You must be registered and logged in to see this link.]
[rtl][You must be registered and logged in to see this link.]
שיגור ננו-לוויין מתוך תיבת האחסון שבלוויין האם
שיגור ננו-לוויין מתוך תיבת האחסון שבלוויין האם
לוויין זעיר הוא [You must be registered and logged in to see this link.] מעשה ידי [You must be registered and logged in to see this link.] שמשקלו קטן מ-50 [You must be registered and logged in to see this link.]. לוויינים זעירים המקוטלגים על פי גודלם. בשל משקלם הנמוך יחסית נלווים הלוויינים הזעירים ל[You must be registered and logged in to see this link.]שמיועד ללוויין גדול, הנקרא גם “נוסע ראשי” או “מטען ראשי” והוא הקובע את נתוני השיגור. הלוויינים משוגרים מתוך תיבת אחסון עם [You must be registered and logged in to see this link.] כך שכאשר המשגר מגיע ליעדו, נשלחת פקודה שפותחת את [You must be registered and logged in to see this link.] התיבה, והקפיץ דוחף את הלוויינים החוצה, בזה אחר זה. לוויינים זעירים יכולים להיות משוגרים בנפרד, או כחלק מלהק של לוויינים המתקשרים ביניהם ונשלטים על ידי לוויין ראשי המכונה "לוויין האם".
של בעיות תקצוב של נושא ה[You must be registered and logged in to see this link.] בעשור האחרון נוצר צורך גדול בהוזלת תחום החלל. הגופים ה[You must be registered and logged in to see this link.] העוסקים בתחום חשבו על מספר פתרונות. אחד הפתרונות היה ייצור ופיתוח של לוויינים קטנים. הצבא האמריקאי, שמתעסק בתחום של פיתוח [You must be registered and logged in to see this link.] וחלל, החליט על תוכנית שנקראת "יותר קטן יותר טוב"[You must be registered and logged in to see this link.], שמכאן הלך והתפתח ה[You must be registered and logged in to see this link.] של לוויינים קטנים במיוחד. השיקול לעבור לפיתוח של לוויינים זעירים נבע מכמה סיבות: עלות גבוהה – לוויינים גדולים זקוקים למשגרים גדולים[You must be registered and logged in to see this link.], שתהליך בנייתם מצריך עלות גבוהה. לעומת זאת, בנייה של לוויינים קטנים וקלים עלותם זולה משמעותית יחסית לגדולים. את השיגור של הלוויין ניתן לבצע בנוסף לשיגור של לוויין קיים. יש אפשרות לשגר מספר לוויינים בו זמנית. דרישות תקן מחמירות – ככל שהלוויינים והמשגרים גדולים יותר, כך נדרש להחמיר בתקני הבטיחות. תהליכים אלו יקרים ולוקח הרבה זמן לממש אותם. סוגי המשימות – עבודה עם לוויינים קטנים תאפשר ביצוע משימות שונות[You must be registered and logged in to see this link.].
מחקרים מדעיים
לוויינים זעירים משמשים כמעבדות מעופפות להוכחת טכנולוגיות ובדיקת רכיבים חדשים עבור לוויינים. השילוב של [You must be registered and logged in to see this link.] חזקה, הפרשי [You must be registered and logged in to see this link.]קיצוניים ו[You must be registered and logged in to see this link.] כמעט מוחלט, מקשה על רכיבים אלקטרוניים לעבוד היטב בחלל. יש לזכור שללא תכנון מתאים, רכיבים אלו עלולים להינזק, להתקלקל ואפילו להישרף. בדיקת הרכיבים ב[You must be registered and logged in to see this link.] הקיימות על פני [You must be registered and logged in to see this link.] עולה הון. בנוסף, רק חלק מתנאי החלל משוחזרים בהן, לכן הן אינן מדמות את סביבת החלל באמת. היכולת לבנות ולשגר לוויין קטן וזול, מאפשרת הרכבת חלק מהרכיבים החדשים על לוויין זעיר ולבצע ניסוי בפועל בחלל.שיפורים טכנולוגיים[size=13]]
[You must be registered and logged in to see this link.] לוויינית בין [You must be registered and logged in to see this link.], בין [You must be registered and logged in to see this link.] ב[You must be registered and logged in to see this link.]. אחד החידושים המעניינים ביותר בתחום החלל הוא השימוש [You must be registered and logged in to see this link.] כ[You must be registered and logged in to see this link.] משימה ומטענים ייעודיים בלוויינים זעירים.תצפיות על כדור הארץ[[You must be registered and logged in to see this link.] | [You must be registered and logged in to see this link.]]
לוויינים זעירים כמו ננו-לוויינים קטנים מכדי להכיל [You must be registered and logged in to see this link.] [You must be registered and logged in to see this link.] לצילום צבאי ברזולוציה המאפשרת קירוב קטן מ[You must be registered and logged in to see this link.], אך הם בהחלט יכולים לספק תמונות איכותיות של כדור הארץ ב[You must be registered and logged in to see this link.] וברזולוציה של כמה מטרים. תמונות אלה מצוינות ליישומים הקשורים לניטור כדור הארץ ו[You must be registered and logged in to see this link.] כמו זיהוי זיהומי [You must be registered and logged in to see this link.], כתמי [You must be registered and logged in to see this link.] ו[You must be registered and logged in to see this link.] בים, מקורות [You must be registered and logged in to see this link.] ואפילו [You must be registered and logged in to see this link.] חכמה. דוגמאות של לוויינים:[/rtl][/size]
- לוויין QuakeSat האמריקאי תוכנן למדוד שינויים קלים [You must be registered and logged in to see this link.] של כדור הארץ כדי לעזור למדענים לחזות [You must be registered and logged in to see this link.].
- לוויין SwissCube השווייצרי נועד למדוד תופעה אטמוספירית "זוהר אוויר" (Airglow) המתרחשת בשכבת המגע של ה[You must be registered and logged in to see this link.] עם קרינת[You must be registered and logged in to see this link.].
- לוויין Plume הבריטי שוגר למדידת האבק הקוסמי המקיף את כדור הארץ ונכלא [You must be registered and logged in to see this link.] שלו.
- לוויין Firefly של [You must be registered and logged in to see this link.] נועד למדוד פליטת קרני גאמא המגיעות לכדור הארץ במטרה לזהות את מקור ה[You must be registered and logged in to see this link.].
- לווייני Dove של חברת Planet Labs מיועדים מספקים צילום ברזולוציה של 3-5 מטר באיכות המתאימה לשימושים [You must be registered and logged in to see this link.].
[size][rtl]
מחקר ביולוגי]
בודק את השפעות סביבת החלל על [You must be registered and logged in to see this link.] ויצורים [You must be registered and logged in to see this link.]. אחד מהלוויינים ששוגרו לחלל לטובת נושא זה שוגר על ידי נאס"א. לוויין GeneSat (לוויין בראשית) נועד לבדוק את קצב גידול חיידקי אי-קולי (E.coli) בהשפעת הקרינה אשר בחלל. הלוויין שידר תמונות של [You must be registered and logged in to see this link.] גידול החיידקים דבר שאפשר [You must be registered and logged in to see this link.] לנתח את התוצאות בהשוואה לאוכלוסיית חיידקים זהה על פני כדור הארץ. בנוסף, לוויין PharmaSat, (פיתוח של נאס"א) נועד לבחון יעילות של [You must be registered and logged in to see this link.] [You must be registered and logged in to see this link.] בחיסול [You must be registered and logged in to see this link.] בחלל.[You must be registered and logged in to see this link.]]
[/rtl][/size][You must be registered and logged in to see this link.]
[size][rtl][You must be registered and logged in to see this link.]
לוויין קובייה מסוג EstCube-1
לוויין קובייה מסוג EstCube-1
בשנת 1999 החליטו פרופ' רוברט (בוב) טוויגס מ[You must be registered and logged in to see this link.] ופרופ' ג'ורדי פיו סאורי מ[You must be registered and logged in to see this link.], להציע לסטודנטים ל[You must be registered and logged in to see this link.] לבנות לוויין במקום לכתוב עבודת גמר שתסתכם בספר עב כרס של עבודה תאורטית. כארבע שנים פיתחו בוב וג'ורדי עם הסטודנטים סטנדרט ללוויין קטן וקל משקל שעלות ייצורו כולל עלות הבחינה שלו יהיו כמה עשרות אלפי [You must be registered and logged in to see this link.]. לשם הפשטות הם החליטו שהלוויין יהיה בצורת קובייה, וקראו לסטנדרט החדש [You must be registered and logged in to see this link.][You must be registered and logged in to see this link.] "לוויין קובייה".
פרופק טוויגס, שבעבר היה מעורב בבניית לוויינים, חשש שמרוב התלהבות יכניסו הסטודנטים יכולות נוספות ללוויין והוא יגדל, יתייקר ויגרום לעיכוב בלוח הזמנים. הוא החליט שזאת ההזדמנות להכריח את המהנדסים בארצות הברית לעבור לשיטה המטרית, וקבע שהלוויין הבסיסי יהיה קובייה בעלת צלע של עשרה [You must be registered and logged in to see this link.] וב[You must be registered and logged in to see this link.] של [You must be registered and logged in to see this link.]. ליחידה בסיסית זו קוראים CubeSat 1U, כלומר, יחידה אחת של לוויין הקובייה שמכילה כמעט את כל מערכות הלוויין הגדול: מחשב משימה, מערכת תקשורת, מערכת[You must be registered and logged in to see this link.] ושמיכות תרמיות להגנה על הלוויין מסביבת החלל הקיצונית. יחידה כזו שוגרה לראשונה בשנת 2003. מאז נוספו לסטנדרט עוד לוויינים בגדלים שונים - כולם מכפלות של הלוויין הבסיסי.
אתגרים טכניים]
האתגרים הטכניים[You must be registered and logged in to see this link.] שאיתם מתמודדים מהנדסי הפיתוח הם [You must be registered and logged in to see this link.] רכיבי הלוויין תוך כדי שמירת ה[You must be registered and logged in to see this link.] והאיכות הגבוהה של הרכיבים. ככל שהרכיבים גדולים יותר, רמת האמינות גבוהה יותר, ולכן קל מאד לאשר אותם. ככל שמנסים למזער נדרשים כלים, שעלות שעות הפיתוח שלהם גדולה ביחס לעלות הפיתוח של הלוויין עצמו. ההשלכות והאתגרים הטכנולוגיים הנדרשים בתכנון לוויינים זעירים:[/rtl][/size]
- [You must be registered and logged in to see this link.] של [You must be registered and logged in to see this link.] - אחד האתגרים הטכנולוגיים שהתמודדו אתו בתחילת שנות ה-2000 היה תמיכה במעבדים חזקים בסדרי גודל (פיזי) שמיועדים ללוויינים זעירים. כדי להטיס לוויינים נדרשות פונקציות חיוניות שחשובות למערכת, פונקציות אלו דורשות כוח עיבוד נתונים מהיר ויעיל. היה קשה מאד לפתח מעבדים קטנים שיכולים לתת ביצועים גבוהים ביעילות ואמינות טובים.
- גודל ה[You must be registered and logged in to see this link.] - בשנים האלו היה קושי לייצר רכיבי זיכרון קטנים מאד בעלי נפח שמירה גדול.
- [You must be registered and logged in to see this link.] ושליטה (Guidance Navigation and Control) - מזעור כל היחידות הקשורות להכוונה, ניווט ושליטה.
- [You must be registered and logged in to see this link.] – האתגר בתחום התקשורת הוא שילוב בין גודל ל[You must be registered and logged in to see this link.] עבודה. קשה למצוא את היחס הפרופורציונלי בין כמות ההספק שיחידות התקשורת דורשות לבין גודלה. נדרש למזער הכול כמו כן גם נדרש לספק הספק גבוה, וכאן לטכנולוגיה יש עדיין מגבלה.
- [You must be registered and logged in to see this link.] - [You must be registered and logged in to see this link.] אמינות ביותר דורשות מקום גדול יותר בגלל הנפח שלהן. האתגר הוא למזער את הסוללות ולגרום לכך שיהיו יעילות ואמינות.
- בקרה תרמית – ככל שהיחידה קטנה יותר כמות החום שהיא יכולה לאגור קטן יותר. לכן במידה והלוויין הזעיר ידרוש יותר אנרגיה כתוצאה מפעילויות שונות, כמות החום שייאגר בתוכו יהיה גבוה מאד, כך שפיזור החום הופך להיות גורם משמעותי.
- חיווט – ככל שהלוויין קטן יותר, נדרש חיווט עדין ומיוחד. האתגר הוא לחווט את הרכיבים באזור קטן מאד.
- מערכת ההנעה – האתגר הוא ליצור מערכת הנעה שתתאים לגדלים של ננו–לוויינים ומטה, שתוכל להחזיק את הלוויין במסלול שלו, לתקופה ארוכה (מעל ל-12 חודשים לפחות).
[size][rtl]
תכנונים עתידיים
על פי מחקרים עולמיים הצפי הוא לגידול משמעותי בשימוש בלוויינים זעירים.[/rtl][/size]
- [You must be registered and logged in to see this link.] מבקשת ממפתחים להגיש הצעות ללוויינים המבוססים על טלפונים חכמים[You must be registered and logged in to see this link.]. לדברי נאס"א, לווייניים קטנים שימושיים במיוחד בבדיקת טכנולוגיות מתפתחות שעשויות לשמש למשימות חלל עתידיות[You must be registered and logged in to see this link.]. נאס"א מכוונת לשימוש בלוויינים זעירים עבור משימות חלל שונות שיכללו ניסויים ב[You must be registered and logged in to see this link.] ובדיקת טכנולוגיות הנע ותקשורת מתקדמות.
- תחזיות, המבוססות על תוכניות ממשלתיות עתידיות מצביעות על דרישה עתידית של בין 2,000 ל 2,750 שיגורים של מיקרו / ננו לוויינים בין השנים 2014 עד 2020[You must be registered and logged in to see this link.].
[size][rtl]
החל מ-2010, נושא שיגור הלוויינים הזעירים החל לתפוס תאוצה. בין השנים 2004 - 2014 שוגרו לחלל 75 לוויינים זעירים. כמות השיגורים עלתה בצורה משמעותית בסוף שנת 2013, כך שמנובמבר 2013 עד ינואר 2014 שוגרו כ- 94 לוויינים מקבוצת ננו-לוויינים. חברות כמו Planet Labsמתכננות מערך לוויינים גדול, מעלות את כמות השיגורים. נכון ליולי 2015, החברה שיגרה כ-87 לוויינים ממערך לוויני Dove.
הזווית הישראלית
דוכיפת
[You must be registered and logged in to see this link.][You must be registered and logged in to see this link.]אבי בליזובסקי, [You must be registered and logged in to see this link.], באתר "[You must be registered and logged in to see this link.]", 19 ביוני 2014 הוא ננו-לוויין פרי [You must be registered and logged in to see this link.]של תלמידי [You must be registered and logged in to see this link.] במרכז המדעים הרצליה, כחלק מפרויקט חדשני של [You must be registered and logged in to see this link.] ב[You must be registered and logged in to see this link.] ועיריית [You must be registered and logged in to see this link.]. הננו-לוויין שוגר לחלל בחודש יולי 2014 על משגר רוסי יחד עם עוד 37 לוויינים ממדינות אחרות בהם גם לוויין סעודי. תפקיד הלוויין, שגודלו 10 סמ"ר ומשקלו 853 גרם בלבד, הוא להוות פלטפורמה חינוכית לתלמידים ומטרו המשנית הינה לסייע למטיילים שהולכים לאיבוד במקום שאין בו קליטה סלולרית. המטייל שאבד יוכל לשלוח אותות מצוקה ממכשיר קשר אל הלוויין הזעיר, שישדר את המיקום למרכז הבקרה כדי שהמרכז הבקרה ישלח כוח חילוץ. הלווין פעיל ומתקשר כל יום עם תחנת הקרקע של מרכז המדעים בהרצליה. נכון לחודש [You must be registered and logged in to see this link.] [You must be registered and logged in to see this link.] הלוויין ממשיך לתפקד.[You must be registered and logged in to see this link.], הלוויין הבא של מרכז המדעים, אשר מטרתו הינה מחקר האטמוספירה כחלק מפרויקט QB50 של [You must be registered and logged in to see this link.], נמצא כיום בשלבי פיתוח והוא ישוגר בספטמבר 2016.
[You must be registered and logged in to see this link.], הלוויין יבנה בתיכון שער הנגב בשיתוף ובהנחיית מרכז המדעים בהרצליה, נמצא כיום בשלבי פיתוח והוא ישוגר ביום העצמאות ה-70 של מדינת ישראל בשנת 2018.
Inklajn-1[[You must be registered and logged in to see this link.] | [You must be registered and logged in to see this link.]]
Inklajn-1[You must be registered and logged in to see this link.] הוא שיתוף פעולה בין התעשייה האווירית לבין [You must be registered and logged in to see this link.]. הלוויין הזעיר שתוכנן היה Inklajn-1 אשר נבנה על ידי מתנדבי העמותה ללווינות זעירה, ונמצא בחדר השילובים של [You must be registered and logged in to see this link.]. הלוויין קרוי על שמו של חלוץ החלל הישראלי ד"ר [You must be registered and logged in to see this link.]. גודלו של הלוויין 10X10X32 ס"מ והוא מתוכנן לנוע ב[You must be registered and logged in to see this link.] בגובה של כ-650 ק"מ ולהקיף את כדור הארץ בכל 90 דקות. הלוויין ישרת את קהילת חובבי ה[You must be registered and logged in to see this link.] ויכיל מספר ניסויים מדעיים. נכון ל-2015, לא ידוע מועד השיגור.פרויקט SAMSON
פרויקט [You must be registered and logged in to see this link.] של [You must be registered and logged in to see this link.] בטכניון שהחל בשנת 2012 מפותחים שלושה ננו לוויינים שמשקל כל אחד מהם כ- 10 ק"ג. שם הלוויינים : Jacob Abraham, Issac and. משימות הלוויינים הם: הוכחת יכולת לטיסת מבנה, חילוץ והצלה של שייטים. תאריך שיגור משוער של הלוויינים הוא ב-2017.[/rtl][/size]
