ספידומטר ללוויינים עשוי לחולל מהפכה בניווט הלווייני ובמניעת התנגשות

This post is also available in: English (אנגלית)

בתגובה לעומס הגובר במסלול כדור הארץ, החוקרים פיתחו חיישן מהירות קומפקטי לחלליות שיכול לשפר באופן משמעותי את הניווט הלווייני ואת ניהול תעבורת החלל בזמן אמת. המכשיר החדש, המכונה באופן לא רשמי "ספידומטר חלליות", מאפשר ללוויינים למדוד את מהירותם באופן עצמאי מבלי להסתמך על תחנות קרקע או GPS.

המכשיר פותח על ידי מדענים מהמעבדה הלאומית לוס אלמוס והאקדמיה של חיל האוויר של ארצות הברית, והוא עונה על צורך קריטי בפעילות מסלולית מודרנית. נכון לשנת 2024, יותר מ-10,000 לוויינים פעילים במסלול – עלייה אדירה למול קצת יותר מ-2,000 לוויינים שהיו בשנת 2019 – המונעת מעלייתן של מגה-קונסטלציות ושיגורי חלל מסחריים. כאשר מסלול כדור הארץ הנמוך (LEO) הופך להיות צפוף יותר ויותר, ניווט מדויק ואוטונומי חשוב יותר מאי פעם.

כיום, רוב הלוויינים מסתמכים על אותות מכ"ם קרקעיים או GPS כדי לקבוע את מיקומם ומהירותם. עם זאת, מערכות אלה מוגבלות בזמינות ופגיעות לשיבושים – במיוחד במהלך סופות שמש, כאשר אותות GPS יכולים להיחלש. מד המהירות החדש מציע אלטרנטיבה בזמן אמת, לשיפור יכולתו של הלוויין להגיב לאיומים כגון פסולת מסלול או לוויינים אחרים, על פי Interesting Engineering.

המערכת פועלת באמצעות שני חיישני פלזמה קטנים, אחד ממוקם בחזית החללית והשני בחלק האחורי. חיישנים אלה מזהים את זרימת החלקיקים הטעונים – יונים ואלקטרונים – שנמצאים באופן טבעי בשכבות העליונות של אטמוספירת כדור הארץ. על ידי השוואת צפיפות החלקיקים והאנרגיה בחיישנים, המכשיר מחשב את מהירות החללית ביחס לסביבת הפלזמה הסובבת אותו.

בנוסף למדידת מהירות, המכשיר יכול להעריך את תנאי החלל המקומיים, כולל רמות הטעינה של החללית, ובכך לסייע במניעת אנומליות חשמליות. חשוב לציין כי המערכת מתוכננת לפעול באופן עצמאי מ-GPS, מה שהופך אותה למתאימה לשימוש סביב כוכבי לכת אחרים או במהלך הפרעות מזג אוויר בחלל.

למרות שעדיין לא נפרס מסחרית, החיישן החדשני הזה מייצג כלי משנה משחק פוטנציאלי עבור הדור הבא של פעולות הלוויין, ומציע מודעות מצבית משופרת ואוטונומיה בסביבה מסלולית מורכבת יותר ויותר.