שבוע החלל הישראלי ינואר 2014

שבוע החלל הישראלי ינואר 2014 זול יותר מאופניים ומהיר יותר ממטוס.... Image credit: Weber State University משנים את העולם עם ננו לוויינים

כדור הארץ מתחנת החלל לחצו כאן להקרנת סרטון מספר 1 • אילו מחשבות ורגשות עלו בכם בזמן הקרנת הסרטון?

חידון לוויינים • כמה גופים מלאכותיים שוגרו לחלל עד היום? כ – 7500 גופים מלאכותיים. • בכל כמה זמן בממוצע התבצע שיגור לחלל בשנת 2013? שיגור בכל כ – 4.5 ימים (בחלק מהמקרים – מעל 20 לוויינים שוגרו יחדיו) ד ב ג א ד ה 1000 100 10 10000 0 א ד ה ב ג ד 1 בשנה 1 בשבוע 1 ביום 1 בחודש

ממשיכים... • אילו מהיישומים הבאים אינו נעזר בלוויינים? Waze שיחות לחו"ל שידורי טלוויזיה תחזית מזג האוויר כולם נעזרים בלוויינים לוויין מלאכותי הינו גוף מעשה ידי אדם שנשלח למסלול סביב כוכב לכת Image credit: J. S. Vela, M. Frey

OFEQ5 - 2002 AMOS2-2003 TECHSAT2-1998 EROS A -2000 OFEQ1 - 1988 OFEQ2- 1990 OFEQ3- 1995 AMOS1-1996 ישראל: המדינה ה – 8 בחלל OFEQ 7- 2006 AMOS3 - 2008 TECSAR - 2008 EROS B- 2006 OFEQ 9- 2010 SHAVIT

המשימה: תכנון לוויין זעיר לוויינים זעירים מיקרו לוויין ננו לוויין פמטו לוויין מיני לוויין פיקו לוויין לוויין גדול לוויין בינוני מהי מסתו של לוויין זעיר? 1 ק"ג 10 ק"ג 100 גרם 100 ק"ג 500 ק"ג 1000 ק"ג • בשנת 2015 ישוגרו 50 לוויינים זעירים יחדיו בפרויקט שנקראQB50 . • 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 שמסתו עד 10 ק"ג. • צאו לדרך, בהצלחה!

רגע לפני המשימהעלינו ללמוד את הנושאים הבאים: לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה Credit: Aalborg University

באיזה גובה הלוויינים משייטים מעל פני כדור הארץ? הדגמה באמצעות כדור וחבל • דוגמה: • לווייני תצפית • תחנת החלל דוגמה: לווייני תקשורת דוגמה: לווייני ניווט לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה Credit: Mark Mercer מסלול לווייני נמוך Low Earth Orbit (LEO) מסלול לווייני בינוני Medium Earth Orbit (MEO) מסלול גיאוסטציונרי Geostationary Orbit (GEO) גובה: עד 2,000 ק"מ זמן הקפה: עד כ- 2:07 שעות (משתנה בהתאם לגובה) גובה: 35,786 ק"מ זמן הקפה: בדיוק יממה

לוויינים בשירות האדם לפני כמה עשרות שנים לא ניתן היה לחזות מתי והיכן תפגע סופת טייפון. • כיצד הצילום שמשודר מהלוויין מסייע להציל חיי אדם? לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה Credit: EUMETSAT

לוויינים בשירות האדם לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat Figure Credit: NOAA המשימה כיצדון אותות מצוקה לחצו כאן לסרטון מספר 2, פרויקט סמסון, הטכניון חיפה (יש לדלג על 45 שניות ראשונות) Image Credit: U.S. Coast Guard מדוע 3 הלוויינים בסרטון צריכים לשמור על מרחק קבוע אחד מהשני?

סוגי לוויינים המקיפים את כדור הארץ לוויינים בשירות האדם לווייני ניווט לווייני חישה מרחוק \ צילום לווייני תקשורת דוגמה: הלוויין הישראלי עמוס 4 • כיצדות הסביבהה • חקלאות • גיאולוגיה • מזג אוויר • מיפוי • ניטור אסונות לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה קביעת המיקום מתבצעת באמצעות חישוב המרחק אל 4 לווייני ניווט. Credit: NASA אילוסטרציה, להמחשה בלבד

לוויינים בשירות האדםתצלומי לוויין - תמונות של שינוי התייבשות ים המלח של עיראק (באהר אל מיל) לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה Credit: USGS, NASA 1995 2003 2013

לוויינים בשירות האדםתצלומי לוויין - תמונות של שינוי התייבשות ים המלח שלנו Credit: NASA לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה

לוויינים בשירות האדם • פתחו את הקישור: שינוי אקלים – תרגול • לחצו על כל אחד מ- 4 החלונות שבתחתית, והזיזו את לשונית הזמן בכל טווח השנים האפשרי: קרח בים (Sea Ice) • מהי מגמת השינוי בכמות הקרח בים הארקטי בין השנים 1979 ל – 2012? גובה פני הים (Sea Level) • מה תהיה התוצאה של עליית מפלס המים במטר אחד – בניו אורלינס? באמסטרדם? לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה

לוויינים בשירות האדם פליטת פחמן (Carbon Emission) • מהי מגמת השינוי בריכוז הפחמן הדו-חמצני בין השנים 2002 – 2009? (צבע כחול – ריכוז נמוך, צבע אדום – ריכוז גבוה). טמפרטורה עולמית ממוצעת (Average Global Temperature) • מהי מגמת השינוי בטמפרטורת פני כדור הארץ בין השנים 1884 – 2012? • מהו הקשר בין 4 התופעות שבדקנו? • באיזה אופן לוויינים עוזרים לנו לחזות שינויי אקלים? • מנו 5 אופנים בהם לוויינים משרתים את האדם. לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה

לוויינים בשירות האדםלווייני חישה מרחוק \ צילום • דוגמאות לשימושים של חישה מרחוק \ צילום: • תחזית מזג אוויר • איסוף נתונים למחקר (למשל שינויי אקלים) • מדידת טמפרטורה (למשל לזיהוי שריפות) • ריגול • אזהרה וזיהוי אסונות טבע ונזקים אקולוגים • מיפוי (גובה, צמחייה, יישובים) • זיהוי כימי של חומרים לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat אגם כחול המשימה בית עם גג אדום עצים ירוקים כביש שחור בניין אפור

לוויינים בשירות האדם- סיכום • בהמשך השיעור משימתכם היא לתכנן לוויין זעיר. • בשלב זה יש להתחלק לקבוצות של 4 עד 6 תלמידים. דיון קבוצתי: מה תהיה משימת הלוויין של הקבוצה? • הלוויין שלכם הינו לוויין תצפית המצלם את כדור הארץ. מה תהיה משימתו? • גודלו של הלוויין מוגבל, ולכן יש לבחור משימה אחת בלבד. • הקדישו 5 דקות לדיון קבוצתי, ובסיום הציגו את החלטתכם למורה. לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה

לוויינים זעירים לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה

לוויינים זעירים • דיון כתתי: • מהם היתרונות של לוויין זעיר ? • מהם החסרונות של לוויין זעיר ? לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה Figure Credit: Universities Space Research Association

לווייני קיובסאט (CubeSat) • קיובסאט (CubeSat) הינה פלטפורמה לוויינית זעירה • אשר פותחה באוניברסיטת סטנפורד. • מאפשרת לגורמים לא מקצועיים לפתח יכולות בתחום החלל במחיר נמוך וזמן קצר יחסית. • גודל יחידה אחת (1-U) הינו 10x10x10 ס"מ3 • ומשקלה כ- 1 ק"ג. לוויינים בשירות האדם Credit: Pumpkin Inc. CubeSat Set לוויינים זעירים PhoneSat ב- 19/11/2013 שוגר הלוויין הראשון בעולם שתוכנן על ידי תלמידי תיכון. שמו של הלוויין –TJ3SAT והוא תוכנן בבית הספר תומאס – ג'פרסון שבארה"ב המשימה Credit: Thomas Jefferson High School

לווייני קיובסאט (CubeSat) • לוויין הקיובסאט הראשון שוגר בשנת 2003 ומאז שוגרו למעלה מ – 100 לוויינים מסוג זה. • לווייני קיובסאט משמשים למגוון מטרות: • בדיקת טכנולוגיות חלל, חקר כדור הארץ, חקר סביבת החלל ועוד. לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat • בשנת 2014 מתוכנן השיגור של לוויין התלמידים • הראשון בישראל. • הלוויין תוכנן ונבנה במרכז למדעים בהרצליה. • לוויין נוסף - דוכיפת 2 - מתוכנן לשיגור במהלך שנת 2015. המשימה Credit: Herzliya Science Center

PhoneSat PhoneSat הינו פרויקט חדשני של נאס"א של בניית לוויין המבוסס על מכשיר סמארטפון רגיל לחצו כאן לסרטון מספר 4 (PhoneSat) מחשב הלוויין אילו חיישנים יש במכשיר סמארטפון? לוויינים בשירות האדם חיישנים לוויינים זעירים PhoneSat המשימה מהם היתרונות של לוויין PhoneSat ? Image Credit: NASA ועכשיו – למשימה

המשימה: תכנון לוויין PhoneSat • עליכם לתכנן לוויין זעיר שיבצע את משימת התצפית שבחרתם. • הציוד העומד לרשותכם: 3. טלסקופ נפרש • פלטפורמת CubeSat כפולה (2-U) 20 ס"מ 20 ס"מ לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים 2. מכשיר iphone 5 4. אנטנה מתנפחת PhoneSat המשימה 30 ס"מ Credit: A. Babuscia, MIT Credit: Pumpkin Inc. CubeSat Set Credit: Apple Inc.

המשימה: תכנון לוויין PhoneSat • בנוסף: אפשר להוסיף ללוויין כל רכיב שתרצו, כל עוד יש לו מקום בתוך 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. לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה

המשימה: כיצד פועל לוויין? אלו הן תת מערכות הלוויין. לא בכל לוויין יש צורך בכל תת המערכות. תקשורת מטען יעודי טיפול בנתונים חשמל לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים בקרת כיוון וניווט PhoneSat גוף הלוויין המשימה AMOS 4 בקרת טמפרטורה הנעה

המשימה: דוגמא – לוויין לחיפוש פלנטות מחוץ למערכת השמש (MIT) גלגלי תגובה וסליל מגנטי מגנטומטר פלטפורמת 2-U אנטנה שטוחה לוויינים בשירות האדם • בנוסף (לא בתמונה): • פאנלים סולאריים • סוללות לוויינים זעירים PhoneSat מחשב הלוויין המשימה תת מערכת החשמל Credit: Matthew W. Smith et. al. מודם רכיב פיאזואלקטרוני* למיקוד העדשה מישור המוקד עדשה תושבת לעדשה * רכיב המגיב מכנית למתח חשמלי

המשימה: חיישני שמש לוחות סולאריים תותח אלקטרונים מערכת בקרת כיוון דוגמה: ESTCube לוויין לבדיקת הנעה באמצעות מפרש שמש חשמלי. בשרטוט מפרש השמש מקופל בתוך הלוויין מגנט יצירת ובקרת מתח גבוה מחשב הלוויין (לביצוע פקודות וניהול נתונים) אנטנת קליטה מפרש שמש מצלמה לוויינים בשירות האדם מנוע לפריסת המפרש לוויינים זעירים מערכת החשמל מנוע לפריסת המפרש PhoneSat מערכת תקשורת המשימה פלטפורמת הלוויין Credit: Silver Lätt ESTCube team אנטנת שידור לוח צדדי

סיכום המשימה • כל קבוצה תציג בקצרה את שרטוט הלוויין. • האם הלוויין שתכננתם מתאים לביצוע משימתו? • מה ניתן לשפר כדי שהלוויין יבצע טוב יותר את תפקידו? לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat 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? לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה

משימת העשרה לבית – תצפית על תחנת החלל הבינלאומית • בכל אחד מהזמנים בטבלה ניתן יהיה לראות את תחנת החלל הבינלאומית • למשך מספר דקות. תחנת החלל תראה בזמנים אלו ככוכב בוהק מאוד בשמיים. • נסו לצפות בתחנת החלל לפחות בשניים מהתאריכים בטבלה. לוויינים בשירות האדם לוויינים זעירים PhoneSat המשימה

העשרה נוספת:מסלולי לוויינים – תרגול קצר לחץ כאן לפתיחת תרגול במסלולי לוויינים

שבוע החלל הישראלי ינואר 2014