חקלאות מדויקת – מהחלל
כבר היום חקלאות היא יותר מאשר חריש, זריעה, קציר ואסיף. צריך לדעת מה לתת לאיזה צמח ומתי. עכשיו נרתמים גם הלוויינים למשימה
דמיינו לעצמכם חקלאי: קם השכם בבוקר, יוצא אל שדותיו רכוב על טרקטור, עמל במשך שעות ארוכות תחת השמש היוקדת בקיץ והגשם השוטף בחורף, ובדי עמל מוציא את פרנסתו מהקרקע. לאחר חריש, זריעה, דישון, הנחת קווי מים, הדברת מזיקים – שעות על גבי שעות במשך השנה כולה.
רגע, הרי אנו חיים במאה ה-21. נשוב ונדמיין את החקלאי שלנו: קם בשעת בוקר מאוחרת, קורא עיתון, שותה קפה ומציץ בצג המחשב שלו. לאחר עיון באתרי החדשות, הוא קורא את העדכונים האחרונים מהשטחים החקלאיים שאותם הוא מעבד: מה מצב הלחות בקרקע, מה מצב הצמחים, האם ישנם אזורים בהם מתגלים סימני מחלה? הוא מקבל גם עדכון על מערכת ההשקיה הממוחשבת, מצב הדשן במכלים ותחזית מזג אוויר מעודכנת ליממה הקרובה. לאחר סיום ארוחת הבוקר נוסע החקלאי אל השדה, ומגיע ישירות לאזורים שבהם נוכחותו נדרשת. ליד שיח אחד הוא מתקן את זווית הטפטפת, ליד אחר הוא נוטל דגימת קרקע לבדיקת מעבדה. בחלקה סמוכה הוא מוסיף דשן למכל וכך הלאה.
נשמע דמיוני? לא ממש. זוהי, בתמצית, משמעותה של מהפכת ה"חקלאות המדויקת" (Precision Farming). חקלאות מדויקת עושה שימוש במגוון חיישנים – קרקעיים, אוויריים וחלליים. בטור זה נפנה את תשומת הלב אל המרכיב החללי בחקלאות המדויקת ואל הפוטנציאל הטמון בו. בחקלאות המסורתית, המוכרת לכולנו, הצמחים במטע או בשדה זוכים לטיפול - השקיה, הדברה או דישון - על פי הערכה של הצורך הממוצע. הרי בהכרח ישנם עצים הזקוקים ליותר מים ואחרים הזקוקים לפחות, צמחים נגועים יותר במזיקים ואחרים שנוגעו פחות.
אך הטיפול ניתן בצורה אחידה למדי לשדה או למטע כולו. החקלאות המדויקת משלבת חיישנים שונים ומערכת מחשוב, המסייעת בקבלת ההחלטות ובביצוען, לשם טיוב מרבי של התוצרת החקלאית, חיסכון במשאבים ושמירה על איכות הסביבה.
חקלאות מדויקת עושה, כאמור, שימוש במגוון אמצעי חישה, מתחת לקרקע ועליה, בכלי טיס ובלוויינים. המרכיב החללי של החקלאות המדויקת כולל היבטים אחדים: מערכת האיכון הגלובלית (GPS), מערכות מידע גיאוגרפי (GIS) ומערכות חישה למרחוק, עליהן נרחיב את הדיבור.
חישה מרחוק
חישה מרחוק היא היכולת ליצור מידע על סמך דימות (Imaging) של האטמוספרה, המים, הקרקע, המסלע, החי, הצומח והסביבה הבנויה. תמונות הדימות מיוצרות לפי קרינה אלקטרומגנטית (בתצלומי לוויין של כדור-הארץ בדרך-כלל בתחום האור הנראה, האינפרה-אדום והרדיו) המגיעה לחיישנים לאחר שהוחזרה מפני השטח או פוזרה מחלקיקים המצויים באטמוספרה. הרגישות של החיישנים לקרינה באורכי גל שונים מאפשרת יצירת תמונות מורכבות ולימוד התנאים השונים באזור הנסקר.
פענוח המידע הדרוש למשתמש נעשה תוך שימוש במודלים פיזיקליים וסטטיסטיים, המקשרים בין מידע מוקדם על פני השטח למידע המתקבל בחיישני הקרינה. כמו כן מובאים בחשבון המאפיינים המרחביים (צורה, דגם) של התופעות והעצמים על פני השטח. החישה מרחוק מיושמת בתחומים רבים, ובהם מעקב אקלימי וסביבתי, ביטחון ומודיעין, מיפוי, מעקב אחר איכות הסביבה, פיתוח תשתיות מלאכותיות ועוד.
מעקב חללי אחר גידולי שדה
המפתח לחישה מרחוק (Remote Sensing) באמצעות לוויינים, שתיושם בחקלאות, הוא אמצעי חישה מולטי-ספקטרלי, כלומר תצפית במגוון אורכי גל (בעתיד נראה לוויינים היפר-ספקטרליים, שיסקרו באלפי אורכי גל שונים). חישה-מרחוק זו תאפשר מגוון גדול של יישומים לחקלאות, עד רמת זיהוי בעיות בעץ בודד או בשורה יחידה בשדה ענקי.
חישה מרחוק באמצעות לוויין תספק לחקלאי מידע על היבטים רבים של הגידולים, כגון תכולת כלורופיל (היכולה להצביע על עקת חנקן), תכולת חומר אורגני בקרקע, רמת זרחן בקרקע ומיפוי יבולים. השימוש הראשון בלווייני חישה מרחוק לצורכי חקלאות הסתמך על סדרת לווייני Landsat, ששיגרה סוכנות החלל האמריקאית, נאס"א. הגישה למידע מלוויינים אלה הייתה פתוחה לכל מי שחפץ בכך. יישום חלקי של יכולות הלוויינים לחקלאות נעשה במדינות רבות, באירופה, בארצות-הברית וגם בישראל; עם זאת, יש להדגיש שהלוויינים מהדור הראשון היו מוגבלים ביכולותיהם, ולא שוגרו במיוחד למטרות חקלאיות.
הנקודה הישראלית: הלוויין ונוס
"ונוס" הוא מיזם משותף לישראל ולצרפת, ומהותו - פיתוח והפעלה של לוויין בעל מצלמה מולטי-ספקטרלית למטרות מחקריות שונות. השותפות הראשיות למיזם הן סוכנות החלל הישראלית וסוכנות החלל הצרפתית (CNES). הלוויין אמור להיות משוגר לחלל במהלך שנת 2010-11. למימון הפרויקט בישראל אחראית ממשלת ישראל באמצעות משרד המדע והטכנולוגיה והמדען הראשי במשרד המסחר והתעשייה. בפרויקט משתתפות תעשיות חלל מובילות בישראל (ובהן התעשייה האווירית, רפאל ואל-אופ, מפתחת המצלמה של הלוויין). צרפת מממנת חלק ניכר של המיזם באמצעות סוכנות החלל השלה.
הלוויין ונוס יהיה מסוגל להתמקד מהחלל בשטח אדמה שגודלו חמישה מ"ר בלבד, ב-12 ערוצים שונים, שיבחנו פרמטרים שונים בגידולים. הוא אמור לחלוף מעל החלקה פעם ביומיים, קצב חליפות שיאפשר מעקב צמוד אחר שינויים בקרקע ותגובה מיידית. הלוויין יותאם במיוחד לענפים כגידולי שדה (כותנה, תבואה, מספוא) וישמש כלי עזר לכיוון טרקטורים בשדה הפתוח,למעקב אחר בעלי-חיים וזיהוים, לגידול פרטני ברפת החלב, ובכלל זה חליבה רובוטית, ולמטעים. את המיזם מרכזת סוכנות החלל הישראלית. הלוויין ונוס יוכל להשתלב ביוזמה האירופית לבניית מערך לווייני חישה מרחוק ליישומי איכות הסביבה וביטחון, המכונה GMES.
הלוויין ונוס נסמך על עבודתם של חוקרים ממגוון מכונים ומרכזי מחקר, ובהם המעבדה לחישה מרחוק של אוניברסיטת בן-גוריון, המרכז למחקר חקלאי בישראל (מכון וולקני) ומכוני מחקר צרפתיים אחדים. כמו כן, במסגרת מיזם ונוס יצא קול קורא למדענים מרחבי תבל להגיש הצעות למחקרים שיעשו שימוש בלוויין. עשרות פניות התקבלו עד כה, ממדינות רבות.
לקריאה נוספת:
אתר נאס"א המוקדש ללוויין Terra, לוויין החישה מרחוק העיקרי של הסוכנות ללימוד ומעקב אחר כדור-הארץ
אתר של סוכנות החלל האירופית המוקדש ליישומי חלל להגנה על הסביבה וניטורה
אתר סוכנות החלל הצרפתית המוקדש ללוויין ונוס
המאמר המלא התפרסם בגיליון יוני של מגזין "גליליאו "
לפנייה לכתב/ת 
