חומר רקע

מבוא מסמך זה נכתב לקראת ישיבה של ועדת המדע והטכנולוגיה ב-18 ביולי 2006, בנושא חקר החלל בישראל. במסמך נסקרים הנושאים הבאים: • רקע היסטורי לחקר החלל בישראל; • יעדיה של סוכנות החלל הישראלית (סל"ה); • הפעילות של סל"ה ושל התעשייה והאקדמיה הישראליות בתחום חקר החלל – בישראל ובחו"ל; • תקציבי סל"ה. 1. רקע1 הפעילות הישראלית בתחום החלל החלה בשנות ה-60 והתמקדה במחקר באוניברסיטאות. בשנת 1963 הקימה האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים את הוועדה הלאומית לחקר החלל, ובשנים שלאחר מכן ערכו ופרסמו חוקרים ישראלים מחקרים בתחום החלל, יחד עם עמיתים מחו"ל. לצד הפעילות המחקרית נעשו מאמצים להקים תעשיית חלל, על-מנת לנצל את היתרונות הישראליים בתחום הטכנולוגיה. בשנת 1983 הוקמה סוכנות החלל הישראלית, כגוף שפועל ליד משרד המדע. במהלך השנים השתלבה ישראל בפרויקטים מחקריים וטכנולוגיים בינלאומיים בתחום החלל, וקיבלה הכרה ומוניטין בינלאומיים על הישגיה ויכולותיה. ב-19 בספטמבר 1988, שיגרה מדינת ישראל לחלל את הלוויין הישראלי הראשון "אופק-1" – לוויין טכנולוגי שפותח ונבנה בישראל. הלוויין שוגר באמצעות משגר הלוויינים הישראלי "שביט". בכך הצטרפה ישראל כחברה שמינית במועדון היוקרתי של מדינות ששיגרו בכוחות עצמן לוויין מתוצרתן.2 לוויינים נוספים ששוגרו בהצלחה היו: הלוויין הטכנולוגי "אופק 2" (1990); לוויין הצילום "אופק 3" (1995), ששהה בחלל למעלה מ-5 שנים; לוויין התקשרות "עמוס 1" (1996, באמצעות משגר אירופי); לוויין הסטודנטים "טכסאט 2", שהוא פרויקט הלוויין של המכון לחקר החלל בטכניון (1998, באמצעות משגר רוסי); לוויין תצפית מסחרי "ארוס A1" (2000); לוויין הצילום הצבאי "אופק 5" (2002); לוויין התקשורת "עמוס 2" (2003); ולוויין הצילום האזרחי "ארוס B" (2006). ניסיונות השיגור של "אופק 4" (1998) ו"אופק 6" (2004) נכשלו. בעתיד ישוגרו הלוויין הצבאי "אופק 7" ולוויין התקשורת "עמוס 3". להישגים יש להוסיף את שיגורו לחלל של האסטרונאוט הישראלי הראשון, אילן רמון ז"ל. ב-16 בינואר 2003, הוא המריא לחלל על סיפון המעבורת האמריקאית "קולומביה" בטיסה STS-107. ב-16 הימים ששהה צוות האסטרונאוטים במעבורת, הם ביצעו יותר מ-80 משימות. הניסוי שביצע אילן רמון היה בתחום סופות אבק והשפעותיהם על האטמוספרה. ב-1 בפברואר 2003, עם כניסתה חזרה לאטמוספרה, התרסקה המעבורת "קולומביה". שבעת חברי הצוות נספו. לדברי יו"ר סוכנות החלל הישראלית, אלוף (במיל') פרופ' יצחק בן-ישראל, יש לעיסוק בחקר החלל חשיבות ממדרגה עליונה לכלכלת המדינה. לדעתו עדיף שישראל תעסוק בחלל ולא בתעשיות המסורתיות, שכן הערך המוסף של תעשיית החלל כפול אף מזה של תעשיית ההייטק: בעוד שחברות התעשייה הטכנולוגית מוכרות בעולם סדרי גודל של 250-200 אלף דולר בשנה לעובד, בתעשיות החלל הממוצע הוא 500 אלף דולר בשנה לעובד. בנוסף, העיסוק בחקר החלל יאפשר להחזיק בארץ כוחות מדעיים-טכנולוגיים חשובים, וימנע בריחת מוחות.3 2. סוכנות החלל הישראלית (סל"ה)4 סוכנות החלל הישראלית (להלן: סל"ה) הוקמה בהחלטת ממשלה מיום 23 בינואר 1983, כגוף ממלכתי הפועל ליד משרד המדע.5 הייעוד של סל"ה הוא לגבש תכניות ודרכי פעולה לקידום המטרות הלאומיות האזרחיות של הפעילות הישראלית בתחום החלל, ולהוציאן לפועל במסגרת המשאבים שיוקצו לכך. המטרות והיעדים העיקריים של סל"ה הם כדלקמן: • לגבש מדיניות מחקר ופיתוח בתחום החלל האזרחי, ולעצב במסגרתה תוכניות שנתיות ורב-שנתיות בתחום תשתיות בחלל. על בסיס זה ימומנו המחקרים והפרויקטים השונים; • לעודד את מימוש הפוטנציאל הלאומי הטמון בשוק החלל האזרחי מבחינה מחקרית-טכנולוגית ועסקית-כלכלית, להשגת יעדים מדיניים ולאומיים בתחומי הכלכלה והחברה; • לקדם ולעדכן את התשתית הטכנולוגית והמדעית בתחום חקר החלל, להבטחת המעמד של ישראל, ושל האקדמיה והתעשייה שלה בתחום החלל בעולם; • ליזום ולטפח קשרים ושיתופי פעולה בינלאומיים עם גופים ומוסדות חלל בחו"ל; • לעצב תוכניות חינוך ולהפיץ ידע לחיזוק הקשר בין חקר החלל לבין הציבור בישראל, ובפרט בני-הנוער. תוכניות החינוך חשובות להכנת העתודות המדעיות והטכנולוגיות. להשגת המטרות הללו פועלת סל"ה בתוכניות משותפות עם התעשייה והאקדמיה בישראל, בשלל סוגי מחקר, פיתוח וייצור של משגרים, לוויינים ותתי-מערכות. פעילות זו מלווה בשיתוף פעולה עם סוכנויות חלל של מדינות אחרות. חזונו של יו"ר סל"ה, אלוף (במיל') פרופ' יצחק בן-ישראל, הוא להרחיב את היתרון היחסי של ישראל ולהציב אותה בקבוצת חמשת המדינות המובילות בעולם בחקר החלל וניצולו. למימוש החזון הוא מציע לעסוק בתחום בניית מערכות של לוויינים לחקר החלל ולמחקר כדור הארץ מהחלל (כמו לווייני תצפית, לווייני תקשורת, לווייני ניווט, לוויינים זעירים, ומערכות לוויינים במסלולים מתואמים). כמו-כן, ישראל חייבת לשמר לעצמה יכולת שיגור והנעה. לטווח הארוך יותר סבור פרופ' בן-ישראל כי יש לפעול להצבת אדם בחלל (בשיתוף עם סוכנויות חלל אחרות, ככל הנראה במסגרת תחנת החלל הבינלאומית); וכן לפעול לשימור המורשת וטיפוח תערוכות ומוזיאונים.6 3. שיתוף פעולה בין סל"ה לבין האקדמיה7 במסגרת פעילות משרד המדע והטכנולוגיה לקידום המחקר המדעי בישראל, פועלת סל"ה לקידום חקר החלל ולפיתוח טכנולוגיות חלל. בנוסף, פועלת סל"ה במסגרות בינלאומיות לחיזוק קשרי המחקר והפיתוח בתחום החלל בין חוקרים ישראליים לבין חוקרים בחו"ל. משרד המדע והטכנולוגיה הקים באמצעות סל"ה מוקדי ידע מדעיים וטכנולוגיים, ומסייע בתפעולם השוטף. מוקדי ידע אלה משרתים את מערכת המחקר והפיתוח הישראלית והעולמית, כולל המגזר התעשייתי. הם גם מספקים ייעוץ לסל"ה לצורך גיבוש מדיניותה ותוכניותיה. שלושת מוקדי הידע הפועלים כיום בחסות סל"ה הם: • צומת נאס"א (EOSDIS): פועל בראשותו של פרופ' פנחס אלפרט מהמחלקה לגיאופיסיקה ומדעים פלנטאריים באוניברסיטת תל-אביב. צומת נאס"א פועל במסגרת פרויקט "Mission to Planet Earth" ("משימה לכדור הארץ") של סוכנות החלל האמריקאית נאס"א – לחקר כדור הארץ, שינויי סביבה ושינויי אקלים.8 בצומת נאס"א אוגרים, בין השאר, נתונים מהשירות המטאורולוגי, מהמשרד לאיכות הסביבה, ומתחנות מטאורולוגיות פרטיות ואוניברסיטאיות (האוניברסיטה העברית, תחנת קליטת הלוויינים של אוניברסיטת בן-גוריון בשדה בוקר, מכללת תל חי ואוניברסיטת תל-אביב). הצומת הוא הגורם היחיד בארץ המתרכז באיסוף ושימור מידע סביבתי ישראלי, ומאפשר גישה חופשית לנתוני נאס"א מהארץ וגישה מכל העולם לנתונים שנאספו בארץ. המוקד הוקם מכספי אוניברסיטת תל-אביב, בסיוע הוועדה לתקצוב ולתכנון, וממומן על-ידי משרד המדע במסגרת התוכנית לפיתוח תשתיות מדעיות וטכנולוגיות בתחום החלל. היוזמה להקמתו באה מסוכנות החלל האמריקאית נאס"א, בהמשך להסכם שיתוף פעולה שנחתם בינה לבין סל"ה באוקטובר 1996. • מוקד ידע לקרינה קוסמית: פועל בראשות ד"ר גדעון בלע ופרופ' לב דורמן מאוניברסיטת תל-אביב. המוקד חוקר, מנטר וחוזה תופעות מסוכנות במזג האוויר בחלל.9 מצפה הקרינה שמשמש את המוקד ממוקם בהר החרמון. הוא נתרם על-ידי סוכנות החלל האיטלקית וממומן באמצעות רשות המחקר של אוניברסיטת תל-אביב. המעבדה לעיבוד הנתונים נמצאת בקצרין. • מוקד ידע טכני בנושא עצמים קרובי-ארץ (NEO – Near Earth Objects):10 פועל בראשות ד"ר נח ברוש מאוניברסיטת תל-אביב. מחקר גופי NEO נעשה בכמה מדינות בעולם, על-מנת למפות את הגופים המאיימים ולמצוא פתרונות למיגור הסכנה. לשם כך, הוקם טלסקופ מיוחד במצפה הכוכבים באוניברסיטת תל-אביב, והוא פועל במצפה רמון. התגלו באמצעותו כמה אסטרואידים חדשים. באוניברסיטאות ישראליות פותחו ונבנו גם לוויינים וטלסקופ חללי: • פרויקט "טכסאט" (Gurwin-TechSAT): לוויין זעיר שפותח ונבנה באמצע שנות ה-90 על-ידי סטודנטים בטכניון, במסגרת המכון לחקר החלל ובשיתוף עם המחלקה לפיסיקה והפקולטה להנדסה אווירונאוטית וחלל. הלוויין שקל 50 ק"ג, ושולבו בו טכנולוגיות חלל חדישות. מרבית החומרה נתרמה על ידי חברות ישראליות, שרצו לבחון רעיונות חדשים ופיתוחים מקוריים בסביבת חלל על גבי לוויין. עלות הפיתוח של הלוויין עמדה על כ-3.5 מיליון דולר, שמומנה בין השאר על-ידי סל"ה ומשרד המדע, המשרד לקליטת עלייה, ואיש העסקים יוסף גורווין (Gurwin) מניו-יורק. הלוויין שוגר על גבי טיל רוסי במרס 1995, אך השיגור נכשל והלוויין לא הצליח להגיע למסלול. בעקבות זאת, נבנה הלוויין מחדש ונקרא "טכסאט 2". כאמור, הוא שוגר בהצלחה ביולי 1998 ונמצא במסלול סביב כדור הארץ. הלוויין מספק שירותי תקשורת. • פרויקט TAUVEX:11 טלסקופ חללי בתחום האולטרה-סגול, פרי הצעתם של ד"ר נח ברוש, פרופ' חגי נצר ופרופ' אליה ליבוביץ' מהמחלקה לפיסיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת תל-אביב. זהו פרויקט משותף לסל"ה ולסוכנות החלל של הודו, והוא חלק מפרויקט בינלאומי רב היקף לחקר גרמי השמיים בתחומים ספקטראליים שונים. הטלסקופ ישוגר על גבי לוויין הודי. היכולת של ה-TAUVEX לסרוק שטחי שמים גדולים, תסייע למקד את טלסקופ החלל האמריקני HUBBLE אל תופעות חשובות בחקר החלל. 4. שיתוף פעולה בין סל"ה לבין תעשיות החלל בישראל התעשייה האווירית לישראל12 התעשייה האווירית מפתחת ומייצרת מערכות בתחום החלל, בעיקר למטרות צבאיות. בסיוע סל"ה חדרה התעשייה אווירית גם לשוק החלל האזרחי. חטיבת מערכות טילים וחלל של התעשייה האווירית היא כיום הקבלן הראשי של סל"ה לתוכניות החלל הישראליות. בחטיבה זו, מפעל החלל מרכז בתוכו את כל המיומנויות ההנדסיות הדרושות לפיתוח לוויינים, בנייתם, בדיקתם ושילובם במערכות לוויינים. המפעל מספק גם את הרכיבים הדרושים להפעלת לוויינים, לרבות תחנות הקליטה, השליטה והבקרה הקרקעיות. התעשייה האווירית פיתחה את לווייני "אופק",13 "עמוס"14 ו"ארוס"15 ואת תחנות הקליטה, השליטה והבקרה שלהם. כמו-כן, התעשייה האווירית פיתחה את משגר ה"שביט", שמאפשר שיגור של לוויינים קטנים ובינוניים למסלול הקפה נמוך סביב כדור הארץ, בעלות נמוכה וברמת אמינות גבוהה. ה"שביט" הוא טיל תלת-שלבי; מנועי השלב הראשון והשני מיוצרים על-ידי התעשייה הצבאית לישראל (תע"ש), והמנוע לשלב השלישי מיוצר על-ידי רפא"ל. ה"שביט" משמש לשיגור לווייני "אופק". רפא"ל – רשות פיתוח אמצעי לחימה16 כאמור, מחלקת ההנעה של רפא"ל מפתחת ומייצרת את המנוע לשלב האחרון של משגרי "שביט", להכנסת לווייני "אופק" למסלולם. המחלקה מספקת גם את המנועים הקטנים המשמשים להכוונה מדויקת של השלב השלישי של משגר ה"שביט", ובכלל לבקרת כוונון לוויינים ולתיקוני מסלול. רפא"ל, בסיוע ישיר ועקיף של סל"ה, השתלבה בשוק העולמי במספר פרויקטים, כמו SLOSHSAT ו-VENUS (ראה בהמשך). בנוסף, ביוני 2005 חתמו רפא"ל והתעשייה האווירית על הקמת חברה משותפת לייצור לוויינים קטנים. אלאופ תעשיות אלקטרו-אופטיות (מקבוצת אלביט מערכות)17 אלאופ פיתחה בין השאר את אחת מצלמות החלל הטובות בעולם ששולבה בלוויינים הישראליים. בנוסף, אלאופ פיתחה יחד עם המדענים מאוניברסיטת תל-אביב וסל"ה את טלסקופ החלל TAUVEX. מעבר לכך מפתחת אלאופ מצלמות אופק זעירות ללוויינים קטנים וזעירים. לוויין הטכניון "טכסאט 2" מצויד במצלמה נמוכת רזולוציה כזו. כמו-כן, החברה פיתחה בסיוע ישיר ועקיף של סל"ה מצלמה מולטי-ספקטראלית למטרות מסחריות. מצלמה זו מצלמת כ-12 צבעים ברזולוציה של 5 מטר. אלישרא מערכות אלקטרוניקה18 אלישרא פועלת בתחומי טכנולוגיות מתקדמות של תקשורת בלוויין ותקשורת סלולארית, עיבוד תמונה, ניטור למטרות ביטחון ועוד. החברה מעורבת בתוכניות הלוויינים של ישראל בנושא תקשורת. 5. פעילות סל"ה ברמה הבינלאומית19 בשל עלויות גבוהות של המחקר והפיתוח של פרויקטים בתחום החלל, יש צורך בשיתוף פעולה בינלאומי. הסכמי שיתוף הפעולה עוסקים בדרך כלל בשיתוף פעולה מחקרי המתבטא בכנסים, סמינרים וסדנאות משותפים, וכן בחילופי מדענים. במקרים מסוימים שיתוף הפעולה אף מתבטא בתכנון ובנייה משותפים של מערכות לחלל. לסל"ה יש הסכמי שיתוף פעולה רשמיים ובלתי רשמיים עם גופים לחקר החלל וסוכנויות חלל של כמה מדינות. בין השאר אפשר לציין את: ארה"ב (NASA), האיחוד האירופי (ESA), אוקראינה (NSAU), גרמניה (DLR), הודו (ISRO), הולנד (NLR), צרפת (CNES), קנדה (CSA) ורוסיה (RKA). כמו-כן, יש מגעים עם סוכנויות החלל של ברזיל, צ'ילה, קוריאה וקזחסטן. להלן כמה פרויקטים בינלאומיים עיקריים שישראל שותפה להם: • פרויקט TAUVEX: פרויקט ישראלי-הודי לבניית טלסקופ חללי בתחום האולטרה-סגול ושיגורו (כמפורט לעיל). • צומת נאס"א: פועל כאמור במסגרת פרויקט של סוכנות החלל האמריקאית, ואוסף נתונים לצורכי חקר כדור הארץ, שינויי סביבה ושינויי אקלים. • פרויקט MEIDEX:20 "ניסוי האבק הישראלי בים התיכון", שתוכנן על-ידי צוות חוקרים מהחוג לגיאופיסיקה ומדעים פלנטאריים באוניברסיטת תל-אביב, ונערך בשיתוף פעולה ישראלי-אמריקאי כחלק מהתוכנית לשגר אסטרונאוט ישראלי במעבורת חלל של נאס"א. הניסוי נועד לבדוק את תופעת האבק המדברי כגורם בעל השפעה מכרעת על תופעת התחממות כדור הארץ. בנוסף נקבע כניסוי גיבוי ניסוי שיבצע איסוף נתונים על תופעות של ברקים מסוג בלתי ידוע בגובה 100-80 ק"מ. כאמור, הניסוי בוצע על-ידי אילן רמון ז"ל ממעבורת החלל "קולומביה". • פרויקט "ונוס" (VENUS): פרויקט ישראלי-צרפתי לבניית לוויין מדעי קטן. הלוויין ייבנה בהובלה ישראלית, במימון משותף של שתי המדינות, ויהיה לוויין דמונסטרציה לפרויקט האירופאי GMES.21 הלוויין יתבסס על מבנה לוויין ישראלי ויכלול מצלמת חלל שפותחה בישראל, מנוע חשמלי ישראלי להנעת הלוויין בחלל, וכן אלגוריתמים מיוחדים שפותחו בישראל. מלבד סל"ה שותפים לפרויקט גם המדען הראשי במשרד התעשייה, המסחר והתעסוקה, רפא"ל, התעשייה האווירית ואלאופ. הלוויין אמור להיות משוגר בשנת 2008. • פרויקט "סלושסאט" (SLOSHSAT): פרויקט ישראלי-הולנדי לבניית לוויין זעיר בצורת קובייה, אשר מיועד למחקר תופעת השכשוך של נוזלים בחלל המשפיעה על מידת היציבות והתמרון של לוויינים במסלולם סביב כדור הארץ. סל"ה יזמה את הפרויקט ומימנה חלקית את השתתפות ישראל באספקת מערכת הנעה בפיתוח רפא"ל. • פרויקט "דוד" MSRS: שיתוף פעולה בין סל"ה לבין סוכנות החלל הגרמנית DLR, לבניית לוויין קטן לחישה מרחוק ולצילום רב-צבעי ברזולוציה גבוהה. עיקרי המטרות של הפרויקט הם ניטור שינויים אקולוגיים, מחקר ופיתוח חקלאי, חיזוי אסונות טבע וניתוחם, תכנון אורבאני, ניתוח יערות ונזקי גשם חומצי, ניתוח מקורות מים בהיבטים שונים ועוד. החברות אלאופ הישראלית ו-OHB הגרמית הקימו את המערכת. בפרויקט שותפים גם אנשי אקדמיה ומוסדות נוספים מאירופה, בתמיכה מהמסגרת הרביעית של המו"פ האירופאי. • פרויקט GALILEO: ביולי 2004 נחתם הסכם בין ישראל לבין האיחוד האירופי להשתתפותה של ישראל בתוכנית האירופית לניווט מבוסס לוויינים באמצעות גלי רדיו. ההסכם מפרט פעילויות של שיתוף פעולה בנושאי ניווט לווייני ולוח זמנים במגוון רחב של מגזרים, בעיקר מדע וטכנולוגיה, ייצור תעשייתי, פיתוח שוק ושירותים, כמו גם תקנים, תדרים ואישורים. ישראל מוזמנת גם ליטול חלק כספי באמצעות החזקת השקעות בגוף המנהל של התוכנית.22 6. פעילות סל"ה בתחום החינוך23 במכתב ששלח אילן רמון ז"ל לפני מספר שנים ממרכז החלל ביוסטון שם התאמן, הוא כתב: "העיסוק בחלל וחינוך הילדים והנוער יונקים האחד מהשני וחיים תחת קורה אחת. מן הצד האחד – הילדים והנוער נמשכים אל החלל בהיותו רחוק, לא ברור, אחר ושונה לגמרי מהחיים על פני כדור הארץ, קשה לתפישה ולהשגה, מגרה הדמיון, לא נודע. מי מאיתנו אינו נמשך אל הלא נודע? ויחד עם זה, ישנה קבוצה קטנה יחסית (כ-400 איש עד היום) של אסטרונאוטים שהיו שם וחוו את החוויה – והם מקור לחיקוי ולהערצה. ומן הצד השני – הילדים והנוער הם עתיד הפיתוח וההתקדמות בחקר החלל, בעיקר מכיוון שהם פתוחים לרעיונות חדשים, יצירתיים ולא שבויים בדעות קדומות ולכן כה חשובים לעתידנו בחלל." סל"ה פועלת לקירוב הקהילה הבוגרת והנוער אל תחום המדע בכלל ואל החלל בפרט. משרד המדע והטכנולוגיה פועל לשם כך בשיתוף עם המחלקה למדע וטכנולוגיה במשרד החינוך. סל"ה מסייעת לבתי-ספר בהקמת תערוכות חלל, חדרי חלל, מצפה כוכבים וטלסקופים. לרגל שיגורו של אילן רמון ז"ל לחלל בינואר 2003, הכינו סל"ה ומשרד החינוך תוכנית משותפת שנקראה "המסע המתוקשב של מערכת החינוך בחלל". התוכנית כללה בין השאר חבילת חומרים לבית-הספר (כרזות וערכות לימוד), חידון ארצי בנושא חלל, ביקורים של מרצים אורחים מהאוניברסיטאות, סרטונים, תערוכות במוזיאונים, הרצאות וימי עיון, והופעות של מנהל סל"ה בערוץ הילדים וערוץ לוגי. 7. תקציבי סל"ה להלן תקציבי סל"ה בשנים 2006-1995 (באלפי דולרים):24 לדברי יו"ר סל"ה, אלוף (במיל') פרופ' יצחק בן-ישראל, ההשקעות בחלל מחזירות את עצמן מבחינה כלכלית ולכן הרבה מאוד מדינות בעולם נכנסות אליהן. הוא מציין לדוגמה כי יפן ודרום-קוריאה משקיעות מדי שנה 0.1%-0.05% מהתוצר במיזמי חלל אזרחיים. אם גם ישראל תשקיע עשירית מהתוצר בתחום החלל האזרחי, יעמוד המספר על 120 מיליון דולר בשנה. אולם לדעתו, כדאי שישראל תשקיע בשיעורים גבוהים יותר – כ-200 מיליון דולר בשנה – וזאת משום שהיא מבודדת. 25