ב-13 ביוני לפנות בוקר שוגר מבסיס חיל החלל האמריקני ונדנברג בקליפורניה לוויין ישראלי חדש בשם "ראנר 1" (RUNNER 1). הלוויין, ששוגר על גבי משגר מבית SpaceX של אילון מאסק, שוקל פחות מ-90 ק"ג. זה היה אות פתיחה לפרויקט יוצא דופן שמובילות צ'ילה וחברת הלוויינים הישראלית ISI (אימג'סאט) מאור-יהודה, שבשליטת קרן פימי.
אם עד תחילת שנות ה-2000 יכולות הצילום הלווייני היו רק בידי מעצמות, היום יכול כל אדם, עקרונית, לרכוש צילומי לוויין. ISI, שתמונות הלוויין שלה מוכרות מתצלומי ה"לפני/אחרי" המופיעים בעקבות אסונות טבע או אחרי תקיפות חיל האוויר הישראלי, הייתה מהראשונות לספק גישה לצילומים כאלה לשימושים מסחריים. כיום היא אחת מארבע החברות האזרחיות היחידות בעולם עם היכולות הנדרשות לריגול לווייני באיכות גבוהה במיוחד. שתיים מהן - "מאקסר" האמריקנית ו"איירבאס" האירופית - הן מתחרות ישירות שלה. השלישית נוספה באחרונה - CGST הסינית.
ה"ראנר 1" ודומיו הם דוגמה מצוינת לשינויים הדרמטיים שחלו בלוויינים המודרניים בעשור האחרון: מלווייני ריגול צבאיים עצומים - לוויין הצילום הגדול ביותר של הצבא האמריקני, למשל, שוקל 16 טונות - המרחפים בחלל בגובה רב ועצם קיומם נשמר לפעמים בסוד, ללוויינים קומפקטיים עם חיישנים בתחומים רבים ובגדלים שונים, המרחפים מעלינו בגובה נמוך יחסית, ומשמשים גם למטרות אזרחיות מגוונות.
"היום", אומר שלמה עינדי (53), סמנכ"ל תוכניות חלל ב-ISI ומנהל קבוצת הפיתוח בחברה, "חקלאי פשוט יכול לסמן את החלקה שלו על צילום לווייני באמצעות הטלפון או הטאבלט, להגדיר שהוא מגדל אבוקדו או דובדבנים, ומערכת ממוחשבת, המבוססת על צילומים ונתונים שאסף הלוויין, תדע לקבוע עבורו בדיוק איפה ובכמה מים להשקות".
החלל כמקפצה חינוכית
צ'ילה, עם 20 מיליון תושביה, נחשבת לאחת המדינות המתפתחות בדרום אמריקה ובעלת אחת מתשתיות התקשורת המתקדמות בעולם: היא הייתה מהראשונות שפרסו רשתות דור 5, וסיבים אופטיים מגיעים בה ליותר מ-90% מהאוכלוסייה. היא גם מתחזקת בחלל לוויין עצמאי מזה שנים. לפי עינדי, הממונה על פרויקט צ'ילה מטעם ISI, "הצ'יליאנים קיבלו החלטה עקרונית: הם רוצים לגדל דור חדש שלא חושש מטכנולוגיה, והם רואים בנושא החלל מקפצה לכך. למרות שפורמלית הלקוח הישיר שלנו שם הוא חיל האוויר, בפועל זו תוכנית אזרחית".
שלמה עינדיצילום: ISIואכן, לפני שלוש שנים הכריז נשיא צ'ילה, סבסטיאן פיניירה, על פרויקט חלל שאפתני בהשקעה ראשונית של 110 מיליון דולר. סביבו בנתה צ'ילה המון פרויקטי-משנה בשלל תחומים, שאת חלקם כבר החלה ליישם: קידום לימודים טכנולוגיים, תקשורת-לוויינית, שכלול שיטות עיבוד חקלאיות, הקמת מערכת התראות מפני פגעי מזג אוויר, טיפול יעיל יותר בשריפות, בהצפות ובאירועים ביטחוניים, וכמובן - זינוק ברמת המודיעין השוטף העומד לרשות הצבא וביטחון הפנים שלה.
את העבודה על הפרויקט הזה מרכזת ISI, שנבחרה כקבלן ראשי של התוכנית מתוך 45 מועמדות מכל העולם. ה"ראנר 1", מיני-לוויין, הוא חיל החלוץ במשימה. זהו לוויין הצילום הראשון בעולם שהמערכת האופטית שלו, כלומר שילוב המצלמה והטלסקופ, תוכננו מראש לצלם גם בווידיאו ובצבע מלא, והוא מוצב בגובה נמוך יחסית של 550 ק"מ, במסלול סביב כדור הארץ.
ISI, שפיתחה אותו (הוא נבנה בחברת Tyvak האמריקנית) אמורה לשגר לחלל בשנתיים הקרובות עוד שני מיני-לוויינים דומים, ושלושתם יתווספו ללוויין הוותיק של צ'ילה בחלל. בהמשך ישוגרו עוד שבעה לווייני מיקרו זעירים, שקוטרם 30 ס"מ בלבד והם שוקלים 13-12 ק"ג. חלקם, אגב, ייבנו בצ'ילה עצמה. את כל עשרת הלוויינים ישגרו הטילים של SpaceX.
ללוויין מתלוות כמובן תחנות קרקע - מערך נרחב, עתיר מחשוב ובינה מלאכותית, שהקימה ממשלת צ'ילה בשיתוף ISI. מרכז חלל לאומי חדש בשם CEN נפתח בשנה שעברה בעיר סרילוס. משם, וממרכזים נוספים בערים סנטיאגו, אלבוסקה ופודאוול, משגרים את ההוראות ללוויינים ומבצעים את ההורדה, האיסוף והניתוח של הצילומים והנתונים שהם מספקים. המרכזים יכללו מעבדות שתקים אימג'סאט להרכבת לוויינים והמטענים שהם נושאים (בעיקר מצלמות וחיישנים למיניהם), מרכז בקרה למשימות חלל, מרכז לניתוח נתונים גיאו-מרחביים, גם כאלה שמתקבלים מרחפנים ומל"טים, וגם מרכז יזמות וחדשנות. פותחו גם אפליקציות מיוחדות עם ממשק ידידותי עבור עובדי הממשלה שאמורים לעשות שימוש במידע שייאסף.
בימים אלה החלו בצ'ילה הדרכות שמועברות על־ידי מהנדסי ISI. המהנדסים הצ'יליאניים לומדים שם על תכנון של מערכות לוויין, עיבוד תמונה ועוד. לקראת סוף השנה יתחילו מומחי החברה, שיתוגברו במומחים ובמדענים מהאקדמיה הישראלית, להעביר שיעורים בבתי ספר תיכוניים וקורסים אקדמיים באוניברסיטת סנטה מריה בסנטיאגו.
הנחיתה המוצלחת ה-200 של משגר של SpaceX, לאחר שיגור הלוויינים, ובהם ראנר-1
(צילום: SpaceX)
במסגרת שיתוף הפעולה הגיעו לארץ בימים האחרונים מהנדסים מחיל האוויר הצ'יליאני, שיוכשרו בישראל בשנה הקרובה בתהליכי הרכבת לוויינים ואינטגרציה בין לוויינים. בסיוע "קרן רמון" הישראלית, שהתמחתה בארץ בכתיבת תוכניות חינוכיות מתקדמות בנושאי תעופה וחלל, השלימה ISI עבור הצ'יליאנים תוכנית לימודים מיוחדת בשם SpaceLab ("מעבדת חלל"), שבשלב ראשון מופעלת ב-23 בתי ספר ברחבי המדינה; בדיוק כמו פרויקט החללית "בראשית" בישראל, שהיווה מנוף לפעילות חינוכית נרחבת לעידוד העניין בחקר החלל.
בהנחה שהבדיקות האחרונות יסתיימו כצפוי, כבר החודש תספק החברה לצ'ילה פתרון שיאפשר הפעלת תקשורת לוויינית ברוחב פס מרשים. תקשורת לוויינית היא אמנם יקרה, אך היא אופציה טובה עבור אנשים שגרים באזורים מרוחקים או שאינם מחוברים לתשתית תקשורת רגילה, וכמובן למערכות חירום רפואיות, צבאיות וביטחוניות.
לוויינים לפי קילו
לפי מנכ"ל ISI, נעם סגל (55), מיני־לוויינים דוגמת "ראנר" ולווייני המיקרו החדשים הם חלק ממגמת ה"ניו-ספייס" ("חלל חדש"), שהחלה לפני כ-14 שנים כפרויקט גמר לסטודנטים. שני פרופסורים, מסטנפורד ומהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, הגו את רעיון ה"קיובסאט" - מעין מחסנית הטעונה בלוויינים קטנים, שאפשר לחבר אותה לטיל שיגור גדול ו"לתפוס עליו טרמפ". כשהטיל מגיע לגובה המתאים - הוא "יורה" אותם לחלל, מה שמוזיל מאוד את השיגור.
מנכ"ל ISI, נעם סגלצילום: יונתן בלוםהרעיון נקלט וחברות השיגור החלו לקבל לוויינים לשיגור "לפי קילו" – 20 אלף דולר לק"ג. עלות השיגור אכן אקוטית: מחיר שיגור לוויין מסוג "ארוס", לדוגמה, מגיע לכ-60 מיליון דולר, כשעלות הלוויין עצמו היא כ-130 מיליון דולר.
6 צפייה בגלריה
הלוויינים ששוגרו לחלל ביוני במשגר של spaceX, הלוויין הישראלי מוקף בעיגול אדום
(צילום: SpaceX)
נכון, יכולות הצילום של הלוויינים הללו צנועות יותר מאלה של לווייני הענק הקלאסיים, ויכולת ההישרדות שלהם מוגבלת בזמן בגלל תנאי הקרינה הקשים בחלל - 5-3 שנים בלבד לעומת 20 שנה שמחזיקים הלוויינים הוותיקים - אבל הם מהווים פתרון משלים מצוין. להערכת דורון שטרמן (37), מנהל הטכנולוגיה של ISI, אם לפני ה"ניו-ספייס" היו רק כאלף לוויינים בחלל, היום מרחפים בו כעשרת אלפים, ועד שנת 2030 המספר יגיע לעשרות אלפים.
לפי שטרמן, הצילום בצבע פותח לשירותי הלוויין גישה לתחומים חדשים כמו מיפוי, חקלאות ושמירה על אקלים כדור הארץ. צילום לוויין צבעוני יכול לגלות במבט אחד מחלה שתוקפת שדות תבואה, או זיהום במי הים. מצד שני, הוא מגיע ברזולוציה פחות טובה מזו של צילומי השחור-לבן, וגם דורש התקנת מכשור מתקדם יותר בלוויין. ISI מתגאה בכך ש"ראנר 1", למשל, מספק בצבע רזולוציה קרובה לזו שהוא מספק בשחור־לבן (70 ס"מ לפיקסל).
ISI, שהוקמה במקור על ידי התעשייה האווירית, התחילה לפתח לוויינים בעצמה רק לפני חמש שנים, ושוויה מגיע כיום ל-704 מיליון שקל. 30 מתוך 90 עובדיה עוסקים בעיקר בתכנון הלוויינים הקטנים והרזים האלה. אבל את תהילתה רכשה החברה בזכות שלושה לווייני ה"ארוס" (EROS) הגדולים שבבעלותה, שיוצרו עבורה בתעשייה האווירית. שני הראשונים פותחו במקור כתאומים האזרחיים של לווייני הצילום הצבאיים מסדרת "אופק", במטרה למכור את היכולות הלווייניות בשוק הבינלאומי מבלי לחשוף אותן. בפועל, בעקבות כישלונות השיגור של "אופק 4" ו"אופק 6", שימשו "ארוס A" ו"ארוס B" לבסוף גם את מערכת הביטחון כלוויינים צבאיים.
הנציג העדכני של יכולות ה"ארוס", הטופ שבטופ העולמי כיום, הוא "ארוס C3", שנבנה גם הוא בתעשייה האווירית, שוגר לפני כ-8 חודשים בלבד והשבוע כבר נקלטו ממנו תמונות עוצרות נשימה ראשונות, צבעוניות, ברזולוציה מקסימלית. זהו אחד מלווייני התצפית האזרחיים המתקדמים בעולם, המאפשר צילום ברזולוציה גבוהה מאוד של 30 ס"מ לפיקסל (כל פיקסל משקף 30 ס"מ על הקרקע), גם בתנאי תאורה קשים, ובמספר ערוצי צילום במקביל. ה-C3 מסוגל לסרוק בסריקה אחת עד 600 ק"מ ולספק עשרות תמונות בכ-10 דקות. הוא גם מהלוויינים הבודדים בעולם שמאפשר צילום והורדת תמונות מיידיים, בזמן אמת - תכונה חשובה במיוחד באירועים ביטחוניים ובאסונות טבע. ומבחינה מסחרית הוא משתלם במיוחד, כי הוא יכול לשרת בו-זמנית משתמשים אזרחיים וביטחוניים יחד. ואם בדרך כלל צילום לוויין צבעוני נופל באיכותו פי 4 מצילום שחור-לבן, ב"ארוס C3" תמונות הצבע נופלות באיכותן רק פי 2.
דורון שטרמןצילום: ISIתמונה אחת שמספק לוויין כזה מכסה אזור ענק של 10 ק"מ על 10 ק"מ. ממנה "חותכים" את השטח הרצוי להגדלה. בדרך הזו, בזכות צילומים חוזרים אפשר למשל לשחזר אפילו תוכניות של מבנים מבפנים על פי צילומים עוקבים של שלבי הבנייה שלהם.
הלוויינים שבדרך
שטרמן עוסק בלוויינות כבר מהשירות הצבאי שלו. ב־ISI הוא כבר 7 שנים, ובמקביל מסיים דוקטורט בהנדסת חשמל בטכניון.
מה מייחד את הלוויינים הישראליים?
"ראשית, הם מאוד קטנים יחסית למתחרים. 'ארוס C3' שוקל 400 ק"ג בלבד, כשהלוויין האמריקני/אירופי המקביל לו שוקל 2 טון. הסיבה פשוטה: אילוץ. המשגר שלנו פשוט לא יודע 'להרים' לוויינים יותר כבדים. אבל היתרונות ברורים - זריזות ויכולת לצלם וידיאו - כלומר המון תמונות ברצף, עד 30 פריימים לשנייה. אנחנו לא רק יודעים להוציא תוצר מודיעיני מתמונה, אלא גם לתכנן את אקט הצילום בדרך אופטימלית, שתאפשר להפיק ממנו את המידע המדויק הנדרש.
"לוויין במסלול נמוך מסתובב יחסית מהר ומקיף את כדור הארץ כל 90 דקות, כך שהשהייה שלו מול אזור הצילום אורכת דקות ספורות בלבד. בנוסף, גם כדור הארץ מסתובב, כך שנדרשים כאן המון חישובים, מיומנות והכוונה מדויקת".
אתם חברה פרטית. כל גוף או מדינה שרוכשים שירותים מכם - או מהמתחרים - צריכים לקחת בחשבון שהמידע שנאסף יהיה גלוי לכם.
"נכון, אבל כחברה פרטית ISI היא גם בעלים מלאים של הלוויינים שלה, וככזאת - היא יכולה למכור ללקוחות שלה גישה ישירה אל הלוויינים בלי 'לעבור דרכה'. המערכת שאנחנו מוכרים כוללת גם מרכיב קרקעי, שבו נקבע מה יאסוף הלוויין ודרכו הלוויין נשלט. הלקוח יכול לשלוט בעצמו על מצלמת הלוויין כשהוא נמצא מעל שטח ספציפי. כך פועלת גם 'מאקסר' האמריקנית מול הממשל בארה"ב".
שטרמן ואנשיו כבר עסוקים בימים אלה בפיתוח סדרת לוויינים חדשה, KNIGHT ("אביר") – לווייני חישה מתקדמים בעלי יכולות משופרות עוד יותר, כולל יכולת צילום ברזולוציה של 50 ס"מ לפיקסל, וידיאו צבעוני וגם יכולת אינפרה-אדום באורך גל קצר, שמשפרת דרמטית את איכות התמונה בתנאי תאורה נמוכים, ערפל ועשן, וחושפת רשתות הסוואה. אבל המנכ"ל סגל כבר רואה רחוק יותר: "פרויקט צ'ילה הוא דוגמה טובה לכיוון שכולנו הולכים אליו. סף הכניסה לעולם החלל הולך ויורד. אנחנו בעונת המעבר בין מחשבים יעודיים ללוויינים, שעולים 5 מיליון דולר כל אחד, לבין מחשבי סמארטפון מרובי ליבות, שעולים עשרות דולרים ויוכלו להחליף אותם וגם לבצע משימות על פי דרישה".
