הישראלי החלל שבוע2014ינואר

זול יותר מאופניים ומהיר יותר ממטוס....

Image credit: Weber State University

להקרנת סרטון כאןלחצו 1מספר

אילו מחשבות ורגשות עלו •בכם בזמן הקרנת הסרטון?

כדור הארץ מתחנת החללכדור הארץ מתחנת החלל

ד אה ב ג

ביום1 בשבוע1 בחודש1 בשנה1

ד

0 10 100 1000 10000

א ב ג ה

חידון לוויינים

•? היום עד לחלל שוגרו מלאכותיים גופים כמה

.7500כ – מלאכותיים גופים

בשנת • לחלל שיגור התבצע בממוצע זמן כמה ?2013בכל

כ – בכל מעל ) – 4.5שיגור מהמקרים בחלק ( 20ימים יחדיו שוגרו לוויינים

ד

ד

ממשיכים...

אילו מהיישומים הבאים אינו נעזר בלוויינים?•האוויר מזג טלוויזיה Wazeתחזית "שידורי ל לחו שיחות

בלוויינים נעזרים כולם

לוויין מלאכותי הינו גוף מעשה :Image creditידי אדם שנשלח למסלול סביב כוכב לכת

J. S. Vela, M. Frey

EROS A -2000

OFEQ5 - 2002

AMOS1-1996

AMOS2-2003

OFEQ1 - 1988

OFEQ2- 1990

OFEQ3- 1995

TECHSAT2-1998

EROS B -2006

OFEQ 7-2006

TECSAR - 2008

AMOS3 - 2008 OFEQ 9-

2010

ה: – המדינה בחלל 8ישראל

SHAVIT

מהי מסתו של לוויין זעיר?

המשימה: תכנון לוויין זעיר

לוויין גדול

לוויין בינוני

לוויינים זעיריםמיני לוויין

מיקרו לוויין

ננו לוויין

פיקו לוויין

פמטו לוויין

1000 ק"ג

500 ק"ג

100 ק"ג

10 ק"ג

1 ק"ג

100 גרם

לוויינים זעירים יחדיו 50 ישוגרו 2015 בשנת •. QB50בפרויקט שנקרא

ברגע האחרון הוחלט להוסיף לפרויקט לוויין נוסף •בעל משימה שונה – לוויין תצפית חדשני.

אתם נבחרתם להציע תכנית ראשונית ללוויין זה.• בשעתיים הקרובות יהיה עליכם להציע תכנית ללוויין •

ק"ג.10שמסתו עד צאו לדרך, בהצלחה!

רגע לפני המשימהעלינו ללמוד את הנושאים הבאים:

המשימהמשימCredit: Aalborg Universityהה

באיזה גובה הלוויינים משייטים

מעל פני כדור הארץ?

מסלול לווייני נמוךLow Earth Orbit

(LEO)

מסלול לווייני בינוניMedium Earth Orbit (MEO)

מסלול גיאוסטציונריGeostationary Orbit (GEO)

ק"מ2,000: עד גובה 2:07: עד כ- זמן הקפה

שעות(משתנה בהתאם

לגובה)

35,786: גובהק"מ

: בדיוק זמן הקפהיממה

הדגמה באמצעות כדור וחבל

דוגמה: לווייני תקשורת

דוגמה: לווייני ניווט

דוגמה: לווייני תצפית•תחנת החלל•

המשימה

Credit: Mark Mercer

לוויינים בשירות האדם

לפני כמה עשרות שנים לא ניתן היה לחזות מתי והיכן תפגע סופת טייפון.כיצד הצילום שמשודר מהלוויין מסייע להציל חיי אדם?•

המשימה

Credit: EUMETSAT

בשירות לווייניםהאדם

כיצדון אותות מצוקה, פרויקט סמסון, 2 לסרטון מספר כאןלחצו

הטכניון חיפה שניות ראשונות(45)יש לדלג על

הלוויינים בסרטון צריכים 3מדוע לשמור על מרחק קבוע אחד מהשני?

המשימה

Figure Credit:NOAA

Image Credit:U.S. Coast Guard

סוגי לוויינים המקיפים את כדור הארץ

מרחוק \ חישה לווייניצילום

תקשורת ניווט לווייני לווייני4דוגמה: הלוויין הישראלי עמוס

אילוסטרציה, להמחשה בלבד

המיקום קביעתמתבצעת

חישוב באמצעותהמרחק

.4אל ניווט לווייני

מזג אוויר • מיפוי• ניטור אסונות•

כיצדות •ההסביבה

חקלאות• גיאולוגיה•

האדם בשירות לווייניםהמשימ

ה

Credit: NASA

לוויינים בשירות האדםתצלומי לוויין - תמונות של שינוי

) מיל ) אל באהר עיראק של המלח ים התייבשות

1995 2003 2013

המשימה

Credit: USGS, NASA

לוויינים בשירות האדםתצלומי לוויין - תמונות של

שינוי

שלנו המלח ים התייבשות

המשימה

Credit:NASA

תרגול: שינוי אקלים – פתחו את הקישור• החלונות שבתחתית, והזיזו את לשונית הזמן בכל 4לחצו על כל אחד מ- •

טווח השנים האפשרי:

)Sea Iceקרח בים ( 2012 ל – 1979מהי מגמת השינוי בכמות הקרח בים הארקטי בין השנים?

)Sea Levelגובה פני הים ( ?מה תהיה התוצאה של עליית מפלס המים במטר אחד – בניו אורלינס

באמסטרדם?

לוויינים בשירות האדםהמשימ

ה

)Carbon Emissionפליטת פחמן ( 2002מהי מגמת השינוי בריכוז הפחמן הדו-חמצני בין השנים –

? )צבע כחול – ריכוז נמוך, צבע אדום – ריכוז גבוה(.2009

Average Globalטמפרטורה עולמית ממוצעת (Temperature(

1884מהי מגמת השינוי בטמפרטורת פני כדור הארץ בין השנים – 2012 ?

o התופעות שבדקנו?4מהו הקשר בין o?באיזה אופן לוויינים עוזרים לנו לחזות שינויי אקליםo אופנים בהם לוויינים משרתים את האדם.5מנו

לוויינים בשירות האדםהמשימ

ה

לוויינים בשירות האדםלווייני חישה מרחוק \ צילום

בית עם עצים ירוקיםבניין אפורגג אדום

אגם כחול

כביששחור

דוגמאות לשימושים של חישה מרחוק \ :צילום

תחזית מזג אוויר)איסוף נתונים למחקר )למשל שינויי אקלים)מדידת טמפרטורה )למשל לזיהוי שריפותריגולאזהרה וזיהוי אסונות טבע ונזקים אקולוגים)מיפוי )גובה, צמחייה, יישובים זיהוי כימי של חומרים

המשימה

לוויינים בשירות האדם- סיכום

בהמשך השיעור משימתכם היא לתכנן לוויין זעיר.• תלמידים.6 עד 4בשלב זה יש להתחלק לקבוצות של •

? מה תהיה משימת הלוויין של הקבוצה דיון קבוצתי: הלוויין שלכם הינו לוויין תצפית המצלם את כדור הארץ. מה תהיה

משימתו? .גודלו של הלוויין מוגבל, ולכן יש לבחור משימה אחת בלבד דקות לדיון קבוצתי, ובסיום הציגו את החלטתכם 5הקדישו

למורה.

המשימה

לוויינים זעירים המשימ

ה

לוויינים זעירים

כתתי :דיון

לוויין של היתרונות מהםזעיר ?

זעיר לוויין של החסרונות מהם?

המשימה

Figure Credit:Universities Space Research Association

לווייני קיובסאט (CubeSat)

( קיובסאטCubeSatהינה פלטפורמה לוויינית זעירה ) אשר פותחה באוניברסיטת סטנפורד.

מאפשרת לגורמים לא מקצועיים לפתח יכולות בתחום החלל במחיר נמוך וזמן קצר יחסית.

( 1גודל יחידה אחת-U הינו )10x10x103 ס"מ ק"ג.1 ומשקלה כ-

שוגר הלוויין הראשון 19/11/2013ב- בעולם שתוכנן על ידי תלמידי תיכון.

והוא תוכנן TJ3SAT –שמו של הלוויין בבית הספר תומאס – ג'פרסון שבארה"ב

המשימה

Credit:Thomas Jefferson High School

Credit: Pumpkin Inc. CubeSat Set

לווייני קיובסאט (CubeSat)

בשנת שוגר הראשון הקיובסאט שוגרו 2003לוויין ומאזמ – .100למעלה זה מסוג לוויינים

: מטרות למגוון משמשים קיובסאט לווייני , , החלל סביבת חקר הארץ כדור חקר חלל טכנולוגיות בדיקת

ועוד.

לוויין התלמידים מתוכנן השיגור של 2014בשנת •. הראשון בישראל

הלוויין תוכנן ונבנה במרכז למדעים בהרצליה.•.2015 - מתוכנן לשיגור במהלך שנת 2לוויין נוסף - דוכיפת •

המשימה

Credit:Herzliya Science Center

PhoneSat

PhoneSat הינו פרויקט חדשני של נאס"א של בניית לוויין המבוסס על מכשיר סמארטפון רגיל

מחשב הלוויין

חיישנים

?PhoneSatמהם היתרונות של לוויין

למשימה – ועכשיו

(PhoneSat )4 לסרטון מספר כאןלחצו

אילו חיישנים יש במכשירסמארטפון?

המשימה

Image Credit: NASA

המשימה: PhoneSatתכנון לוויין

.עליכם לתכנן לוויין זעיר שיבצע את משימת התצפית שבחרתם :הציוד העומד לרשותכם

(U-2 כפולה )CubeSatפלטפורמת 1.

. אנטנה מתנפחתiphone 54. מכשיר 2

. טלסקופ נפרש3

ס"מ20

ס"מ30

ס"מ20

המשימה

Credit: A. Babuscia, MIT

Credit: Pumpkin Inc. CubeSat Set

Credit: Apple Inc.

המשימה: PhoneSatתכנון לוויין

בנוסף: אפשר להוסיף ללוויין כל רכיב שתרצו, כל עוד יש לו מקוםבתוך הלוויין.

– רצוי להשתמש בחיישנים השונים שבמכשיר ה iPhone בדף העזר .שבידיכם מפורטת רשימת החיישנים ותפקידיהם.

.ניתן להיעזר באינטרנט

-מצורף דף עם שרטוט של פלטפורמת ה cubesat של הלוויין. עליכם להחליט היכן ימוקם כל רכיב, ולשרטט את הלוויין שתכננתם.

המשימה

תקשורת

חשמל

הנעההלוויין גוף

טמפרטורה בקרת

וניווט כיוון בקרת

בנתונים טיפול

יעודי מטען

המשימה:כיצד פועל לוויין? אלו הן תת מערכות הלוויין.

לא בכל לוויין יש צורך בכל תת המערכות.

AMOS 4

המשימה

המשימה:דוגמא – לוויין לחיפוש פלנטות

)MITמחוץ למערכת השמש (המשימ

ה

עדשהתושבת לעדשה

מישור המוקד

רכיב פיאזואלקטרוני*למיקוד העדשה

מודםתת מערכת

החשמל

מחשב הלוויין

גלגלי תגובה וסליל מגנטי

מגנטומטר

U-2פלטפורמת

אנטנה שטוחה

* רכיב המגיב מכנית למתח חשמלי

בנוסף )לא בתמונה(: פאנלים סולאריים-סוללות-

Credit:Matthew W. Smith et. al.

המשימה:המשימ

ה

ESTCube: דוגמהלוויין לבדיקת הנעה

באמצעות מפרש שמש חשמלי.

בשרטוט מפרש השמש מקופל בתוך הלוויין

חיישני שמש

תותח אלקטרונים

מערכת החשמל

מערכת תקשורת

אנטנת שידור

אנטנת קליטה

מערכת בקרת כיוון

לוחות סולאריים

מגנט

מצלמה

מנוע לפריסת המפרש

פלטפורמת הלוויין

לוח צדדי

יצירת ובקרת מתח גבוה מחשב הלוויין

)לביצוע פקודות וניהול מפרש שמשנתונים(

מנוע לפריסת המפרש

Credit:Silver LättESTCube team

סיכום המשימה

את בקצרה תציג קבוצה כלהלוויין .שרטוט

מתאים • שתכננתם הלוויין האם? משימתו לביצוע

יבצע • שהלוויין כדי לשפר ניתן מה? תפקידו את יותר טוב

המשימה

סיכום השיעור

לוויינים בשירות האדם: .התראה, הצלה, ניווט, תקשורת, מזג אוויר, שינויי אקלים ועוד

?מה מודדים לווייני חישה מרחוק \ צילום

,יתרונות של לוויינים זעירים CubeSat, PhoneSat.

?כיצד פועל לוויין

המשימה

משימת העשרה לבית – תצפית על תחנת החלל

הבינלאומית

¤£² ´� § £� ¦¡´ ´¬³� � § £«´¬³�

4/2/2014 � 18:37 18:41

5/2/2014 � 17:48 17:54

6/2/2014 � 18:34 18:40

7/2/2014 � 17:45 17:52

9/2/2014 ³ 17:42 17:49

הבינלאומית החלל תחנת את לראות יהיה ניתן בטבלה מהזמנים אחד בכל. . בשמיים מאוד בוהק ככוכב אלו בזמנים תראה החלל תחנת דקות מספר למשך

. בטבלה מהתאריכים בשניים לפחות החלל בתחנת לצפות נסו

המשימה

: נוספת העשרה

תרגול – לוויינים מסלוליקצר

לחץ כאן לפתיחת תרגול במסלולי לוויינים