New-Tech Military Magazine | Q1 2021

" מייצרת מערכי Spire Global חברת " לוויינים זעירים שהיא מפעילה וזאת במטרה לבצע תצפיות מזג אוויר ומעקב אחר ספינות. 80 החברה מפעילה כיום צי של יותר מ- , זוהי חברת הלוויינים הזעירים Cube Sat ’ s המסחרית השנייה בגודלה לפי מספר לוויינים, והגדולה ביותר לפי מספר חיישנים. הלוויינים שלה מעוצבים ונבנים באופן אינטגרלי. החברה שלחה יותר ממאה לוויינים למסלול מאז הקמתה. משימתה של החברה הינה לעורר השראה, הובלה ויצירה של תחום תצפית כדה"א. האתגרים המרובים איתם מתמודדים המהנדסים הם הקטנת רכיבי הלוויין תוך שמירת אמינותם ואיכותם. לרוב, ככול שהרכיב הוא גדול יותר, קל יותר לבצע עליו בדיקות ואנליזות ושינויים לפי הצורך. כאשר מקטינים את הרכיבים יש קושי בביצוע אנליזות ובדיקות, וכל זה מקשה על שינויים ברמת הרכיב. כשמנסים למזער את הרכיבים, נדרשים כלים מיוחדים. שעות הפיתוח של רכיבים אלה גדולות מאוד ביחס לעלות הפיתוח של הלוויין עצמו. אחד האתגרים המורכבים הוא לשלב מעבד בסדר גודל ממש קטן שיוכל למנות את כל הפונקציות החיוניות בעת שיגור הלוויין. כל הפונקציות הללו דורשות כוח ויכולת עיבוד גדולה מאוד ומהירה, לכן היה קשה לפתח מעבד קטן שיכול לתת מענה לכל הצרכים האלו. בתחום התקשורת האתגר הכי גדול הוא בין גודל הלוויין להספק החשמלי שאותו הוא מעביר. בלוויינים זעירים מוגבלים בהספק המשודר ומפני שהפסדי הפיזור גדלים ביחס ישר לרבוע התדר יש להשתמש בתדרים נמוכים יותר כדי לקבל אות מספיק גדול במקלטים על כדור הארץ. לכן הלוויינים הזעירים משתמשים בעיקר , הנמוכים מן המקובלים VHF בתחום תדרי ה בלוויינים גדולים יותר מה שמגביל את רוחב הסרט ואת קצב העברת המידע המשודרים מן הלוויינים. בגלל משקלם הקטן של הלוויינים אין מצברים (יש אולי סוללה Spire Global לוגו חברת :9 תמונה אתגרים טכניים בפיתוח לוויין זעיר

«

. זולים ונוחים אך יש צורך להיות זהירים איתם Cube Sat לווייני :10 תמונה « בתחום אבטחת מידע.

סוללות אמינות ביותר ספקי כוח - ■ דורשות מקום גדול יותר בגלל הנפח שלהן. האתגר הוא למזער את הסוללות ולגרום לכך שתהיינה יעילות ואמינות. ככל שהיחידה קטנה בקרה תרמית – ■ 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. ככל שהלוויין קטן יותר, נדרש חיווט – ■ חיווט עדין ומיוחד. האתגר הוא לחווט את הרכיבים בנפח קטן מאד. האתגר הוא ליצור מערכת ההנעה – ■ מערכת הנעה שתתאים לגדלים של ננו– לוויינים ומטה, שתוכל להחזיק את הלוויין 12 במסלול שלו, לתקופה ארוכה (מעל ל- חודשים לפחות). *הישגים עדכניים של חברה ישראלית: עפ"י האתר לסוכנות החלל הישראלית מקור ההשראה לשילוב לוויין זעיר לשידור אינטרנטי הינו בעצם "סטרטאפ" ישראלי ומקור לגאווה עבורנו. מדובר בלוויין בעל האנטנה המתקפלת כחלק מתוכנית לשגר מאות 9.7.2019 ששוגר ב לוויינים שיספקו אינטרנט ברחבי העולם עד . הישראלית. NSL Comm , ע"י חברת 2023

קטנה או קבל שאוגר אנרגיה ) לכן ההספק יהיה בוואטים בודדים, לכן ככל שממזערים את הלוויין, כך ההספק שהוא יכול לקבל ולהעביר, יורדים. זאת אחת המגבלות הגדולות עד היום. בנוסף לכך קיימים עוד כמה אתגריים טכניים וטכנולוגיים הנדרשים בתכנון הלוויינים הזעירים: אחד האתגרים חומרה של מעבדים - ■ הטכנולוגיים שהתמודדו אתו בתחילת שנות היה תמיכה במעבדים חזקים בסדרי 2000 ה- 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. יש קושי לייצר רכיבי גודל הזיכרון – ■ זיכרון קטנים מאד בעלי נפח שמירה גדול. Guidance Navigation ניווט ושליטה- ( ■ ) - מזעור כל היחידות הקשורות and Control להכוונה, ניווט ושליטה. האתגר בתחום התקשורת תקשורת – ■ הוא שילוב בין גודל להספק עבודה. קשה למצוא את היחס הפרופורציונלי בין כמות ההספק שיחידות התקשורת דורשות לבין גודלה. נדרש למזער כול הלוויין כמו כן גם נדרש לספק הספק גבוה, וכאן לטכנולוגיה זו יש עדיין מגבלה.

59 l New-Tech Military Magazine