מהן האסוציאציות הנפוצות למילה "לוויין"? יש שיחשבו על תקשורת, מודיעין, מורכבות טכנולוגית, פרויקטים מרשימים וגם עלויות אסטרונומיות. יש שחושבים על ארה"ב, נאס"א, הרוסים, הסינים, הישראלים או האיראנים. על אף שכל האסוציואציות נכונות והגיונות, הם מייצגות תפיסה שבשנים האחרונות הולכת ונעשית פחות מייצגת. השינויים שעברו על כל שוק הטכנולוגיה בשנים האחרונות (נגיד, טלפון חוגה שהפך לסמארטפון) הגיעו סוף סוף למשפחת הכלים המסובכים ביותר - הלוויינים.
ב-1999 חשב פרופסור בוב טוויגס מאוניברסיטת סטנפורד שהוא יוכל לבנות לוויין עם התלמידים שלו. הוא חלם לשחזר את הלוויין "ספוטניק" - הלוויין הראשון שנשלח לחלל על ידי הרוסים. הלוויין הזה לא היה צריך לעשות יותר מידי: להחזיק מעמד תקופה קצרה ולשלוח אות חיים לכדוה"א. לשם כך הגה טוויגס סטנדרט אלגנטי לו הוא קרא ה-"cubesat", לוויין קובייה בגודל 10x10x10 ס"מ. להחליט לבנות לוויין קטן כזה לא רק הקל על תהליך התכנון והבנייה, אלא גם הוריד משמעותית מהעלות המרכזית של שליחת לוויין: השיגור. שיגור של לוויין "רגיל", ששוקל כמה מאות או אלפי ק"ג, הוא יקר מאוד. כל לוויין דורש שימוש בטיל מיוחד, והעלות המשוערת היא בין 20-50 אלף דולר לכל ק"ג (תלוי בגובה הסופי הרצוי). מדובר על עלויות של 10-50 מיליון דולר לשיגור בלבד. המחיר היקר הרחיק עד כה מהתחום את כל הגורמים מלבד מעצמות וחברות ביטחוניות ענקיות, שהיו היחידות שיכלו להרשות זאת לעצמן. אבל לפרופ' טוויגס היה עוד רעיון מצויין, והוא לתת ללויין הקטן שלו לתפוס טרמפ עם שיגור שכבר מתקיים. עדיין מדובר בשידוך לא טריוויאלי - איך בכלל מחברים ביניהם, ואיך משכנעים את החברה הגדולים לסחוב - אבל זה היה רעיון טוב מאוד ואפילו מצויין.
לקח עוד שנתיים כדי להגיע לסטנדרטיזציה גם של משגר לקוביות הקטנות האלה.
המשגר הזה מתחבר לטיל הרגיל ומאפשר שילוח של כמה לוויני קובייה בבת אחת. מהשנייה שהיה משגר סטנדרטי, התחילה מעין נכונות של השיגורים המתוכננים לסחוב כזה אחד
(קצת תקציב נוסף מהסחיבה לא הזיק אף פעם). פתאום הייתה כבר הוכחת ההיתכנות (של טוויגס
ותלמידיו), יותר ויותר שיגורים רגילים סחבו איתם משגר שחיכה
למשימות לוייני קוביה שיצאו עליו, ולבנות פרויקט שיצא לחלל עלה פחות מ-100 אלף דולר. הסיבות הללו גרמו לכך שמ-2006 התחום הזה
מתפוצץ - בקטע טוב.
אם מדברים במספרים, ב-2013 לבדה כבר שוגרו 93 לוויינים כאלה (לפעמים לוויין הוא בצורת שתיים, שלוש או שש קוביות כאלה), גידול של 269% מהכמות ששוגרה ב-2012. בשנת 2020 כבר מצפים לבערך 500 לוויינים בשנה. זה המון. בעסק בינתיים בעיקר אוניברסיטאות, שמהוות יותר מחצי מבחינת מספר הפרויקטים, ומשתמשות בכלי הזה ככלי לימודי. קצת אחריהם צועדת נאס"א - בעיקר במרכזים החדשניים בקליפורניה - איימס ו-JPL. אחריהן ישנן חברות מסחריות, שתסמכו עליהם ימצאו כבר דרך לעשות כסף מהנושא הזה (על חלק מהן דיברתי בפוסט האחרון), ולבסוף גם מדינות: כאלה שיש להם כבר תוכנית חלל או כאלה שמנסות לקבל בו דריסת רגל (צ'כיה, פרו, פורטוגל ואפילו סודן). ואם רציתם דוגמא לכמה התהליך נעשה יותר פשוט - חלק מהלוויינים אפילו מורכבים בבתי ספר תיכון (גם בישראל!).
לפני כמה שנים עוד אפשר היה להגיד שלא ממש יש מה לעשות עם הצעצועים האלה, ושהם בחיים לא יחליפו שימושים של הלוויינים הקיימים היום. אבל אז קרו שני דברים. הראשון הוא שהם התחילו להתחרות בשווקים הקלאסיים של הלווינים הגדולים - כבר יש חברות שמתעסקות בצילום ובתקשורת, אבל בינתיים לא מהוות תחרות. השני הוא שהלוויינים הננסים האלה התחילו למצוא משימות שבהן הם עדיפים בהרבה על משימות גדולות ויקרות. הדוגמא המובהקת לכך היא בתחום הביולוגיה החללית: אם רוצים לדעת איך קרינה או חוסר כבידה משפיעות על תאים בודדים, אין צורך (או מימון) למשימה גדולה. בגדול, אורזים קצת שמרים במארז 30X20 ס"מ, וזורקים לחלל.
אז נכון, עדיין מתבדחים ש"משימות ארוכות טווח" ב-cubesats הן באורך של שבוע וחצי; יש מומחים old-school שמתייחסים לנושא כאילו זו דת לא פופולרית (כנראה יותר קרוב לכת לא פופולרית); ואמונה טפלה מביאה מצגות בנושא לבוא לפעמים עם הברכה העלומה "God bless all the cubesats out there". אבל הרכיבים קטנים ומשתפרים, כוח האדם הזול (לא ילדים סינים, אלא סטודנטים לתואר שני) הולך ומתרבה ומתמקצע, והלוויינים האלה נהיים יותר ויותר דומים לאחיהם הגדולים - כבר עכשיו מדברים על תקשורת בקצבים גבוהים, לוויינים שעוברים את הירח, על תקשורת אופטית ועוד הרבה דוגמאות שפעם היו שייכות ללויינים שעולים עשרות מיליונים.
ואם תהיתם איך כל זה קשור אליכם, אז מסתבר שעולם הנאנו-לוויינים מגיע כבר עכשיו לאזרח הקטן (עדיין צריך לשלם, אבל יחסית ממש מעט!). כבר היו מספר לוויינים כאלה שנשלחו לחלל בעזרתם הנדיבה של תורמים מאתר גיוס הממון הפופולרי - kickstarter. תמיכה בבנייה מאפשרת לתורמים לשלוט בלוויין שהם שלחו ולצלם איתו תמונות, לבצע ניסויים עם ארדואינו בחלל, לשלוח לעצמם הודעות מהחלל, לצלם את התמונה שישלחו על רקע החלל, או אפילו רק לעזור במימון. נותר רק לדמיין במה נוכל להשתתף בעוד עשר שנים, אולי זה אפילו יתחיל להיות שימושי.
"God bless all the cubesats out there"
ב-1999 חשב פרופסור בוב טוויגס מאוניברסיטת סטנפורד שהוא יוכל לבנות לוויין עם התלמידים שלו. הוא חלם לשחזר את הלוויין "ספוטניק" - הלוויין הראשון שנשלח לחלל על ידי הרוסים. הלוויין הזה לא היה צריך לעשות יותר מידי: להחזיק מעמד תקופה קצרה ולשלוח אות חיים לכדוה"א. לשם כך הגה טוויגס סטנדרט אלגנטי לו הוא קרא ה-"cubesat", לוויין קובייה בגודל 10x10x10 ס"מ. להחליט לבנות לוויין קטן כזה לא רק הקל על תהליך התכנון והבנייה, אלא גם הוריד משמעותית מהעלות המרכזית של שליחת לוויין: השיגור. שיגור של לוויין "רגיל", ששוקל כמה מאות או אלפי ק"ג, הוא יקר מאוד. כל לוויין דורש שימוש בטיל מיוחד, והעלות המשוערת היא בין 20-50 אלף דולר לכל ק"ג (תלוי בגובה הסופי הרצוי). מדובר על עלויות של 10-50 מיליון דולר לשיגור בלבד. המחיר היקר הרחיק עד כה מהתחום את כל הגורמים מלבד מעצמות וחברות ביטחוניות ענקיות, שהיו היחידות שיכלו להרשות זאת לעצמן. אבל לפרופ' טוויגס היה עוד רעיון מצויין, והוא לתת ללויין הקטן שלו לתפוס טרמפ עם שיגור שכבר מתקיים. עדיין מדובר בשידוך לא טריוויאלי - איך בכלל מחברים ביניהם, ואיך משכנעים את החברה הגדולים לסחוב - אבל זה היה רעיון טוב מאוד ואפילו מצויין.
 |
| שני לווייני cubesats לדוגמה, שמתשמשים בחלק מסרט מדידה כאנטנת תקשורת |
 |
| משגר שיכול לשאת 3 קוביות, בערך 1 ק"ג כל אחת. החלון בקידמת המשגר נפתח והקפיץ הגדול זורק החוצה את הנאנו-לוויינים. |
אם מדברים במספרים, ב-2013 לבדה כבר שוגרו 93 לוויינים כאלה (לפעמים לוויין הוא בצורת שתיים, שלוש או שש קוביות כאלה), גידול של 269% מהכמות ששוגרה ב-2012. בשנת 2020 כבר מצפים לבערך 500 לוויינים בשנה. זה המון. בעסק בינתיים בעיקר אוניברסיטאות, שמהוות יותר מחצי מבחינת מספר הפרויקטים, ומשתמשות בכלי הזה ככלי לימודי. קצת אחריהם צועדת נאס"א - בעיקר במרכזים החדשניים בקליפורניה - איימס ו-JPL. אחריהן ישנן חברות מסחריות, שתסמכו עליהם ימצאו כבר דרך לעשות כסף מהנושא הזה (על חלק מהן דיברתי בפוסט האחרון), ולבסוף גם מדינות: כאלה שיש להם כבר תוכנית חלל או כאלה שמנסות לקבל בו דריסת רגל (צ'כיה, פרו, פורטוגל ואפילו סודן). ואם רציתם דוגמא לכמה התהליך נעשה יותר פשוט - חלק מהלוויינים אפילו מורכבים בבתי ספר תיכון (גם בישראל!).
לפני כמה שנים עוד אפשר היה להגיד שלא ממש יש מה לעשות עם הצעצועים האלה, ושהם בחיים לא יחליפו שימושים של הלוויינים הקיימים היום. אבל אז קרו שני דברים. הראשון הוא שהם התחילו להתחרות בשווקים הקלאסיים של הלווינים הגדולים - כבר יש חברות שמתעסקות בצילום ובתקשורת, אבל בינתיים לא מהוות תחרות. השני הוא שהלוויינים הננסים האלה התחילו למצוא משימות שבהן הם עדיפים בהרבה על משימות גדולות ויקרות. הדוגמא המובהקת לכך היא בתחום הביולוגיה החללית: אם רוצים לדעת איך קרינה או חוסר כבידה משפיעות על תאים בודדים, אין צורך (או מימון) למשימה גדולה. בגדול, אורזים קצת שמרים במארז 30X20 ס"מ, וזורקים לחלל.
אז נכון, עדיין מתבדחים ש"משימות ארוכות טווח" ב-cubesats הן באורך של שבוע וחצי; יש מומחים old-school שמתייחסים לנושא כאילו זו דת לא פופולרית (כנראה יותר קרוב לכת לא פופולרית); ואמונה טפלה מביאה מצגות בנושא לבוא לפעמים עם הברכה העלומה "God bless all the cubesats out there". אבל הרכיבים קטנים ומשתפרים, כוח האדם הזול (לא ילדים סינים, אלא סטודנטים לתואר שני) הולך ומתרבה ומתמקצע, והלוויינים האלה נהיים יותר ויותר דומים לאחיהם הגדולים - כבר עכשיו מדברים על תקשורת בקצבים גבוהים, לוויינים שעוברים את הירח, על תקשורת אופטית ועוד הרבה דוגמאות שפעם היו שייכות ללויינים שעולים עשרות מיליונים.
ואם תהיתם איך כל זה קשור אליכם, אז מסתבר שעולם הנאנו-לוויינים מגיע כבר עכשיו לאזרח הקטן (עדיין צריך לשלם, אבל יחסית ממש מעט!). כבר היו מספר לוויינים כאלה שנשלחו לחלל בעזרתם הנדיבה של תורמים מאתר גיוס הממון הפופולרי - kickstarter. תמיכה בבנייה מאפשרת לתורמים לשלוט בלוויין שהם שלחו ולצלם איתו תמונות, לבצע ניסויים עם ארדואינו בחלל, לשלוח לעצמם הודעות מהחלל, לצלם את התמונה שישלחו על רקע החלל, או אפילו רק לעזור במימון. נותר רק לדמיין במה נוכל להשתתף בעוד עשר שנים, אולי זה אפילו יתחיל להיות שימושי.
"God bless all the cubesats out there"
אחלה סקירה, נתונים וקישורים מעניינים. אחרי הרבה שנים שמדברים על cubesat כמהפכה מעבר לפינה נראה שזה מתרחש.
השבמחקתודה על הסקירה, ובכלל על הפוסטים החלליים. :)
השבמחק