מומחי K-O-L בתחום -   כיצד חגים הלויינים במסלוליהם? החלליות והלויינים נעים מכוח האינרציה שהוקנתה להם על ידי אמצעי השיגור לחלל. המשך תנועתם מוכתב על ידי שדה הכבידה (או שקול שדות הכבידה השונים) בכל נקודה במסלולם. כך משגר לויינים מקנה ללויין את המהירות המכניסה את הלויין למסלול. במסלולים סביב כדור הארץ כוח הכבידה בכל נקודה במסלול (ערך "g" לוקלי) שווה לכוח הצנטרופגלי השווה לריבוע המהירות המשיקה של הלויין למסלול מחולק ברדיוס המסלול הלוקלי. במסלולים נמוכים (בסביבות 200 ק"מ מעל פני כדור הארץ) המהירות המוקנית ללויין היא בסביבות 7.6 ק"מ לשניה. במסלולים קבועים יחסית לכדה"א (מסלולים גיאוסטציונאריים בגובה 36,000 ק"מ מעל פני כדה"א) המהירות המשיקה היא בערך 3.05 ק"מ לשניה. על מנת להימלט מכוח הכבידה של כדה"א נדרשת מהירות המלטות התחלית בשיעור של 11.2 ק"מ לשניה (על פני כדה"א). המשך התנועה במסלול המלטות מותנה במצב היחסי בין מיקום הלויין ושדות הכבידה של הכוכבים המשפיעים. לענייננו מדובר בכדה"א, הירח והשמש. לצורך תנועה בין הכוכבים מנוצלים שדות הכבידה של הכוכבים ומצבם היחסי בתלות בזמן לצורך עיצוב המסלול של הלויין. כלומר שימוש מושכל במצב היחסי ההדדי של הלויין ומערכות הכוכבים מאפשר ניצול כוחות המשיכה ע"מ לחסוך במשאבי אנרגיה. מעבר לניצול האינרציה המוקנית ע"י המשגר ושדות הכבידה, הלויין נושא גם אמצעי הנעה המיועדים לשינוי המיקום ווקטור המהירות לצרכים שונים. אמצעי הנעה אלו הם רקטיים ומבוססים על האצת מסה (דלק) למהירויות גבוהות באמצעים חימיים, אלקטרומגנטיים או אחרים אל מחוץ ללויין. עפ"י חוקי הפיזיקה הבסיסיים התנע המוקנה ללויין שווה בערכו לתנע המוקנה למסה הנפלטת בכיוון ההפוך. על ידי אמצעי הנעה אלו ניתן לשלוט על מיקום הלויין ומהירותו למטרות שונות (כמו שמירת המסלול, הנוטה לעבור תהליך של דגרדציה עקב כוחות שונים כמו רוח השמש, חלקיקים אלקטרומגנטיים, וכן לשינויי מסלול למטרות שונות בחלל כמו למסעות לכוכבים דוגמת הירח והמאדים או מסעות בין כוכביים). אמצעי הנעה אלו אינם מחייבים קיומו של תווך פיזיקלי והם פועלים גם בתנאי ריק בהתאם לחוק שמירת התנע שהוזכר לעיל   ישראל דויטש   עקב הסכנה הגדולה הנשקפת למטוסים בארץ, הנגרמת כתוצאה מהרדיו הפירטי שמשבש את הקשר עם מגדל הפיקוח, מדוע לא מתקינים במטוסים מערכות קשר לוויני, סלולרי או אחר? מדוע משתמשים עדיין במערכת ה-"ווקי-טוקי" המיושנת ? 1. מערכות התקשורת של המטוסים הן תקניות, על מנת לאפשר לכל מטוס להמריא, לטוס בשמי כל מדינה ולנחות בה ללא צורך במערכות ייחודיות לארץ או לאזור הספציפי. המערכות התקניות הן בתחומי תדר שונים, כך שכאשר יש הפרעה בתדר מסויים ניתן לעבור לתדרים אחרים, בהתאם להנחיות פקחי הטיסה. בנוסף יש תדר חרום למטוסים במצוקה. 2. בהתייחס למערכות סלולריות, הסיבות הרלוונטיות העיקריות לאי שימוש בהן כמערכות תקניות בתא הטייס קשורות שוב לנושא התקינה. המערכות הסלולריות עובדות בשיטות שונות (כמו FDMA - חלוקת תחום התדרים לפי תדרים או CDMA- חלוקת תחום העבודה על פי קידוד ועוד). בנוסף צריך לקחת בחשבון את בעיית המפעיל ומערכת ההפעלה הייחודית שלו. לא נראה לי שניתן לפחות כרגע להשתמש בטלפון סלולרי אחד שיוכל לתקשר עם הבליל הגדול של שיטות ומערכות הפעלה. מרכיב נוסף שמן הראוי לשים לב אליו הוא נושא המרחק והמהירות. מטוסים מגביהי טוס (10ק"מ) ומהירים (1100 קמ"ש) נמצאים מעל תאי שטח (המרכיבים את המערכת הסלולרית) רבים וקיימות בעיות של עוצמת אות בטווחים אלו ובעיות של העברת שליטה בין תאי השטח השונים. למרות האמור לעיל בוודאי זכורים לך סרטי טלויזיה המתארים קשר סלולרי בין נוסעים במטוס לקרקע. לכן השורה התחתונה היא שכנראה הדבר אפשרי, אבל מתאים לתאי שטח ברורים (למשל סמוך לאזור הנחיתה), בגבהים יחסית נמוכים, ובתחום של המפעיל שלו שייך הטלפון הסלולרי. לא אופתע אם יתברר שיש בפיתוח או בתהליכי תקינה מערכת כלל עולמית המבוססת על שיטה, פרוטוקול אחיד, המבוססת על המערכת הסלולרית העולמית. 3. הקשר הלווייני קיים היום במטוסי נוסעים רבים. הבעיה היא שחייב להיות קשר קו ראיה עם הלוויין. לווייני התקשורת הנמוכים מקיפים את כדה"א במהירויות גבוהות ואין היום מערכת רציפה היכולה לתת קשר רציף וקבוע לכל מטוס ע"פ כל נקודה על הכדור. גם כאן קיימת בעיה של תקינה. מערכת האירידיום שנפרשה בחלל יכלה לתת מענה הולם לבעיה המוצגת. למרבה הצער מסיבות עסקיות המערכת הושבתה בגלל אי כדאיות עסקית. נכון להיום אין מערכת לווינית כלל עולמית בעלת סטנדרד אחיד שהייתה נותנת מענה לבעיה. כיום בפיתוח מספר מערכות עולמיות שבעתיד תיתנה מענה (כמו גלובסטאר ואחרות). אני יודע שקיימות מערכות רבות המאפשרות קשר לווייני וחלקן אף מותקן במטוסים, וכן נמצאות בפיתוח מערכות רבות נוספות. הבעיה כאמור היא סטנדרטיזציה של ציוד ותקינה מחייבת ברמת המימשקים של תדרים, פרוטוקולים ועוד.   ישראל דויטש   אם ניקח מסוק אשר ירחף באוויר, מיקומו יהיה בקו המשווה, והוא ירחף במשך 12 שעות, האם המסוק "יגיע" לחצי השני של כדור הארץ כתוצאה מסיבובו? המסוק ישאר במקומו יחסית לכדה"א. אין צורך להמתין 12 שעות או להיות בקו המשווה ע"מ להיווכח שיישאר במקומו. צריך להבחין בין שתי מהירויות: מהירות הקרקע של המסוק ומהירות הרוח. כאשר מהירות הרוח שווה לאפס מטר לשניה, מהירות האוויר (או הרוח) של מסוק המרחף בנקודה קבועה ביחס לקרקע, היא אפס מטר לשניה. אם יש רוח הנושבת במהירות V , למסוק המרחף מעל נקודה קבועה ביחס לקרקע תהיה מהירות יחסית לאוויר (או לרוח) בשיעור של V ובכיוון הפוך לכיוון מהירות הרוח ביחס לקרקע. עקב הכבידה, כל גוף העוזב את פני כדה"א מקבל את רכיב המהירות הטנגנציאלי של פני כדה"א בנקודת הניתוק. אי לכך אם הגוף אינו מפתח מהירות טנגנציאלית ביחס לכדה"א מרגע הניתוק ואילך הוא ישוב ויפול באותה נקודה (למעט אפקטים משניים דוגמת השפעת החיכוך האטמוספירי). כלומר על מנת ליצור פער בין נקודת הניתוק מהקרקע לבין המסוק עליו לפתח באמצעות מדחפיו רכיב מהירות טנגנציאלי לפני הקרקע. על מנת להגיע לפער בשיעור חצי היקף כדה"א בקו המשווה תוך 12 שעות עליו לטוס בכיוון הפוך לסיבוב כדה"א או בכיוון סיבוב במהירות יחסית לקרקע בשיעור של כ-400 מטר לשניה (היקף כדה"א בקו המשווה מחולק ב-24 שעות). בהתחשב בעובדה שמהירות זו בתווך האטמוספירי היא מעל מהירות הקול, ועדיין אין מסוקים הנעים במהירויות שמעל מאך 1, זו משימה בלתי אפשרית.   ישראל דויטש   מהו כח עילוי אוירודינאמי? וכיצד הוא נוצר? כוח העלוי נוצר כתוצאה מהפרשי כוחות הפועלים על המשטחים התחתון והעליון של כנף הנמצאת בזרימת אוויר. התצורה האווירודינמית של הכנף בשילוב עם זווית הטייתה ביחס לזרימת האוויר הם הגורם להבדלי במשטרי הלחצים על פני המשטחים. כאשר סכום מכפלת הלחצים בשטח התחתון (קרי הכוח הפועל על המשטח התחתון של הכנף) גדול מסכום מכפלת הלחצים בשטח העליון (קרי הכוח הפועל על המשטח העליון של הכנף) נוצר כוח העילוי. להלן קישור בנושא: דף עם הסברים בנושא אוירודינאמיקה בסיסית.http://www.geocities.com/shechters_il/aerodynamics.htm  ישראל דויטש   כמה לווינים מרחפים מעל ראשינו והאם יש אפשרות להחזיר לווין שהפסיק לתפקד? נבחין בין לווינים גיאוסטציונאריים הנמצאים בנקודה קבועה מעל לראשנו, ללווינים הנעים סביב כדה"א וחולפים לעיתים קבועות מעלינו. הלווינים הנמצאים בנקודה קבועה הם לווינים גיאוסטציונריים, הנמצאים במישור קו המשווה, בגובה של 36000 ק"מ מעל פני כדה"א. מהירות סיבובם סביב כדה"א זהה למהירות הסיבוב של כדה"א סביב צירו, כך שבכל רגע נתון, הם נראים כקבועים לצופה בנקודה נתונה על פני כדוה"א. מספר הלווינים האלו נאמד במאות. והם משמשים בעיקר למטרות תקשורת. בודדים מביניהם משמשים למטרות תצפיתיות מדעיות ואקלימיות של כלל כדה"א. לווינים אלו נותרים במסלול לאחר השלמת משימתם. בגלל הגובה בו הם נמצאים, אין כוחות משמעותיים הפועלים עליהם והם ישארו במסלולים אלו באופן מעשי לנצח. מספר הלווינים הנעים במסלולים נמוכים יותר, רב יותר ונאמד באלפים. לווינים אלו נעים במסלולים בין גבהים של כמה מאות ק"מ מעל פני כדה"א ועד כמה אלפי ק"מ. לווינים אלו משמשים למטרות תצפית, תקשורת, חיזוי מזג אויר ולמטרות מדעיות. בניגוד ללווינים הגיאוסטציונאריים, על הלווינים האלו פועלים כוחות גרר ממקורות שונים, הגורמים לדעיכת מסלוליהם, כך שלאחר זמן הם חודרים לאטמוספירת כדה"א ונשרפים עקב החיכוך הרב. חלק מהלווינים המשוגרים, בעיקר אלו המסכנים אזורים מאוכלסים, ושיש סיכוי שישרדו את תהליך החזרה, מושמדים או מועתקים עם סיום משימתם לאזורים גבוהים יותר, המשמשים בית קברות ללווינים אלו. עד היום לא בוצעה משימה של החזרת לווינים מהמסלולים הגיאוסטציונריים, כיוון שהעלויות הכרוכות במשימה שכזו הן בסדר גודל גבוה מהעלות של שיגור לווין חלופי. החזרת לווין הנע במסלול נמוך לעומת זאת, היא ברת ביצוע וגם בוצעה בעבר. לצורך זה נדרש כלי טיס דוגמת מעבורת החלל, הכולל אמצעים לניווט, להתחברות, לאחסון הלווין ולהחזרתו לכדה"א. אלא שעלות טיסה של מעבורת החלל נאמדת בחצי מיליארד דולר ולכן, רק במקרים חריגים בהם מדובר בלווינים יקרים מאוד משימה שכזו משתלמת. בדרך כלל עם סיום חיי לווין הנע במסלול נמוך הוא מושמד באופן יזום, או מועתק למסלול גבוה יותר, או לחלופין נשרף בתהליך החזרה הטבעי לכדה"א. הדוגמא הבולטת היא השמדת מערכת לוויני אירידיום שתוכננו לתת כיסוי תקשורת לווינית לכלל כדה"א. עקב הכשלון המסחרי של המערכת, תבוצע השמדה יזומה של הלווינים על ידי העתקתם למסלולי חדירה שיגרמו לשריפתם באטמוספירת כדה"א באופן מבוקר . ישראל דויטש 1