לראשונה בישראל: לוויין זעיר בחלל יתקשר עם תחנת הקרקע האופטית

בניסוי פורץ הדרך הלוויין TAU-SAT3 ידגים תקשורת קוונטית אמינה
שתף: 
  • teamtau.jpg

    נגד כיוון השעון: פרופ' מאיר אריאל, פרופ' עפר עמרני, אורלי בלומברג, עידן פינקלשטיין וד"ר דולב בשי. קרדיט: אוניברסיטת תל אביב

הישג טכנולוגי לאוניברסיטת תל אביב: תוך פחות משנתיים, האוניברסיטה שיגרה שלושה לוויינים לחלל. הלוויין השלישי TAU-SAT3 שוגר לחלל אתמול באמצעות משגר מסוג פאלקון 9 של חברת ספייס אקס, מנמל החלל קייפ קנוורל שבפלורידה. לטענת החוקרים הלוויין TAU-SAT3, שפותח במרכז לננו-לוויינים בפקולטה להנדסה של אוניברסיטת תל אביב, מהווה פריצת דרך מדעית והוא נועד לסלול את הדרך לקראת הדגמת תקשורת אופטית וקוונטית מהחלל באמצעות לוויינים זעירים. 

 

TAU-SAT3, לוויין בגודל 20 ס"מ בלבד, שוגר לגובה של 550 ק"מ והוא צפוי להקיף את כדור הארץ במשך כחמש שנים. הוא נושא על סיפונו לראשונה סוללות תוצרת כחול-לבן של חברת אפסילור שעתידות לספק לו אנרגיה במשך כל חייו במסלול. הלוויין נועד לבצע מספר משימות מדעיות, כאשר המרכזית שבהן היא לתקשר עם תחנת הקרקע האופטית החדשה והמתקדמת שנבנתה על גג בניין שנקר לפיזיקה. זו הפעם הראשונה בישראל, ומהפעמים הבודדות בעולם שבהן תחנת קרקע אופטית תצליח להינעל, לעקוב ולאסוף נתונים מלוויין זעיר שגודלו, כפי שנצפה מכדור הארץ, קטן אף מגודלו של פיקסל בודד! החוקרים מציינים כי המשמעות של כך מבחינה טכנולוגית היא שניתן יהיה בעתיד לבנות מערכות ממוזערות לתקשורת אופטית שעלות בנייתן ושיגורן לחלל נמוכה בהרבה מזו של לוויינים גדולים. כמו כן, הלוויין יבצע ניסויים בתקשורת לוויינים בקצבים מהירים מאוד ובתרחישים בהם ערוץ התקשורת הלווייני משובש. 

 

 

הצפנה קוונטית ושחזור מידע אבוד

TAU-SAT3 הוא הלוויין השלישי שאוניברסיטת תל אביב שיגרה בתוך פחות משנתיים, והוא פרי מחקר ופיתוח של המרכז לננו-לוויינים שבפקולטה להנדסה בשיתוף עם המרכז למדע וטכנולוגיה קוונטית באוניברסיטה. הלוויין נושא התקן אופטי שיסייע לבצע ניסוי תקשורת ייחודי. פרופ' מאיר אריאל, ראש המרכז לננו-לוויינים באוניברסיטת תל אביב, מסביר: "כשהלוויין יעבור מעל ישראל, ההתקן יאיר באורכי גל שונים כך שהטלסקופ בתחנת הקרקע האופטית יזהה את ההבזק הזעיר ויצליח להינעל עליו ולעקוב אחריו. הלוויין יתקשר חזרה עם כדור הארץ בו-זמנית בתקשורת אופטית ובתקשורת בגלי רדיו. אך כאשר ההתקן האופטי יכוון לתחנת הקרקע האופטית, האנטנה תפנה לכיוון אחר. על כן חלק משמעותי מן המידע עשוי ללכת לאיבוד. החידוש בפרויקט זה הוא ביכולת של מערכות התקשורת המותקנות על גבי הלוויין ובתחנת הקרקע לשחזר בזמן אמת את המידע האבוד באמצעות אלגוריתמים מתוחכמים לעיבוד אותות מפיתוח אוניברסיטת תל אביב". 

 

לניסוי שיערך יש חשיבות באבטחת המידע באמצעות הצפנה קוונטית, כפי שמסביר פרופ' ירון עוז, ראש המרכז למדע וטכנולוגיה קוונטית באוניברסיטת ת"א ולשעבר רקטור האוניברסיטה: "עקרונות המכניקה הקוונטית מאפשרים שיטת הצפנה בטוחה לחלוטין. ברגע שגורם עוין מנסה לצותת למסר המשודר, המסר מתפוגג וניתן לדעת על ניסיון הציתות. זאת בניגוד להצפנה בשיטות מקובלות אשר חשופה לציתות וללא ידיעה על קיומו של מצותת. ואכן הנושא של תקשורת קוונטית חסינה נמצא היום בחזית המחקר. ממשלות וגופי ענק ברחבי העולם נמצאים היום במרוץ להשגת יכולות הצפנה קוונטית, בעיקר לנוכח היכולות של מחשבים קוונטיים לפצח את אלגוריתמי ההצפנה הנמצאים בשימוש כיום. מדובר במאמץ אדיר, הן מדעית וטכנולוגית והן תקציבית". 

 

פרופ' עוז מדגיש כי תקשורת קוונטית היא רגישה מאוד לתווך שבתוכו היא מועברת, למשל באמצעות סיבים אופטיים או בשידור דרך האטמוספירה. לכן החוקרים מקווים שבאמצעות TAU-SAT3 הם יצליחו לראשונה לבצע תקשורת בין תחנת הקרקע האופטית לבין הלווין. "הדבר יקדם אותנו מאוד בדרך ליעד המדעי של הדגמה של תקשורת קוונטית אמינה", מוסיף פרופ' עוז. 

 

צפו בשיגור:

לפרויקט הלוויין ולתחנת הקרקע שותפים רבים בסגל אוניברסיטת תל אביב, ובהם פרופ' עפר עמרני ששימש כחוקר ראשי בפרויקט, ראש מעבדת המחקר פמטו-נאנו פרופ' חיים סוכובסקי, וכן הדוקטורנטים והסטודנטים שעסקו במחקר ובפיתוח מערכות הלוויין: ד"ר דולב בשי, עידן פינקלשטיין, מיכאל צוקראן, אופיר כהן, דוד גרינברג, ברק לוי, אלון הרמתי, און רנגינגד, אופיר יפה, שחר מורג, אורי דגן, אלעד שגיא ואורלי בלומברג.

אולי תאהבו גם

{{new.img.alt}}
{{new.start}}
{{new.body}}