האתגר הטכנולוגי של ונוס מציב את ישראל בחזית תחום הלוויינות בעולם

 

ב-2 באוגוסט ישוגר ונוס – הלוויין הישראלי הראשון שמוקדש למחקר מדעי. ונוס, פרויקט הדגל של סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע וסוכנות החלל הצרפתית, נבנה ויוצר כולו על ידי התעשייה המקומית. סך הכל, ישראל השקיעה בפיתוח הפרוייקט 177 מיליון שקל.

 

במשימתו המדעית יעקוב הלוויין  אחר שדות ושטחים טבעיים מהחלל למטרות מחקרי סביבה, תוך ניטור מצב קרקע, צמחייה, ייעור, חקלאות, איכות מקווי מים ועוד. אבל לוונוס יש תפקיד נוסף: להוכיח שמערכת ההנעה החדשנית שפותחה ברפאל – עובדת.

 

 

 

מערכת ההנעה החדשה של רפאל היא מערכת הנעה חשמלית מבוססת פלזמה. זוהי מערכת הנעה שכולה תוצרת כחול לבן, וברפאל מקווים שתפקוד הלוויין ונוס ידגים שהשימוש במערכת חוסך בדלק לטובת הארכת משך המשימה וחיסכון במשקל הלוויין, כך שניתן יהיה להגדיל את משקל הציוד לצורכי מחקר בלוויינים עתידיים.

 

המנוע של ונוס הוא המנוע החשמלי הראשון שמפותח בישראל. ההנעה החשמלית תופסת חשיבות הולכת וגדלה בסוכנויות החלל המובילות, וההנחה בתעשייה היא שרוב משימות החלל העתידיות ישתמשו בהנעה חשמלית.

מערכת ההנעה של ונוס כוללת שני מנועים חשמליים ומערכת גיבוי, המכילה שמונה מנועים כימיים. המנוע החשמלי מבוסס על שימוש בגז קסנון, שבאמצעות שדה מגנטי גורם לגז להפוך לפלזמה ולהיפלט במהירות מהלוויין – דבר היוצר כוח דחף לתנועה. 

 

מערכת הנעה חשמלית יעילה פי חמישה בהשוואה למנוע כימי רגיל הפועל על דלק. במקרה של ונוס, אם למנוע כימי נדרש קילו דלק מסוג הידרזין (דלק חלל) כדי לבצע תמרון מסוים, הרי שאת אותו התמרון יוכל לייצר המנוע החשמלי באמצעות כ-200 גרם גז קסנון בלבד.

 

 

 

 

 

ככלל, מסלולם של לוויינים סביב כדור הארץ אינו מסלול מדויק בשל הפרעות כגון כוח המשיכה הלא אחיד של כדור הארץ, רוח השמש והגרר שנוצר מהחיכוך עם האטמוספרה, שחלקיקיה מגיעים עד לגובה של מאות קילומטרים מעל הקרקע. כתוצאה מכך, חלות סטיות קלות מהמסלול שצריך לתקן באמצעות הפעלת מנועים – גם בחלל.

 

ונוס עצמו יתחיל את מסעו בגובה 720 ק"מ, ולאחר שנתיים וחצי יחל לרדת לגובה של 410 ק"מ במשך כחצי שנה נוספת. בגובה נמוך כזה, הגרר כתוצאה מהחיכוך עם האטמוספרה משמעותי עד כדי כך, שללא תיקוני מנוע הלוויין ייפול לתוך האטמוספרה ויישרף. 

 

המנוע הוא גם תנאי הכרחי למשימתו המדעית של ונוס. הלוויין עוקב אחר הצמחייה בכדור הארץ באמצעות תמונות שהוא מצלם של אותם אתרים ברחבי העולם, פעמיים ביממה. לשם כך, על ונוס להקיף את כדור הארץ 29 פעמים כל 48 שעות. במילים אחרות, בכל הקפה מספר 30, על הלוויין לעבור בדיוק באותו נתיב של ההקפה הראשונה. כדי שההשוואה בין הצילומים תהיה מדויקת, על הלוויין לשמור גם על זווית צילום קבועה מול כדור הארץ וגם על זווית קבועה של השמש לאזורים המצולמים. מנוע שמסוגל לתקן את הנתיב בצורה מדויקת הוא קריטי על מנת לשמור על הדיוק במיקום ובצילומים. 

 

במסגרת המשימה הטכנולוגית, פותחו אלגוריתמים לתנועה ובקרת מסלול אוטונומיים. כך יוכל ונוס לתקן את מסלולו מתי שנדרש ובאופן עצמאי – וזאת בניגוד לבקרת המסלול המסורתית, שנערכת מהקרקע על ידי צוות אנושי.

 

 

 

הוכחת היתכנות התכנון, הפיתוח והייצור של מנוע כזה בישראל, לרבות בקרת התנועה העצמאית, היא הישג לאומי ששם את המדינה בחזית טכנולוגיית הלוויינים כיום. 

 

המהנדסים של רפאל יעקבו אחר פרי עמלם ממרכז הבקרה הטכנולוגי במפרץ חיפה. במרכז יערך תכנון המסלולים של הלוויין ופענוח הנתונים של המסלול והמנועים שמגיעים מהלוויין. את המידע והוראות התמרון הצוות ישתף עם מרכז הבקרה הראשי של הלוויין בתעשייה אווירית, שתעביר בהתאם לכך פקודות תנועה ללוויין.