בלתי מאוישים. גם מתחת למים

רובוטים אמפיביים שזוחלים אל החוף וחוזרים לים בתום המשימה, לוויינים שמקיפים את העולם על פני הים, וצוללות זעירות, הם רק חלק מהפיתוחים עליהם עובדים בבריכת הניסוי של רפאל. הצצה נדירה

בריכת הניסויים של רפאל (באדיבות רפאל)

אם יש קשר בין מהנדסים ברפאל לסופרי מדע בדיוני, אין ספק שהוא עובר בבריכת הניסויים החדשה, שבנו בחברה, באחד ממתקניה בצפון הארץ. בריכה שצפויה לשמש בעתיד לפיתוח כלים תת ימיים בלתי מאוישים כגון צוללות זעירות, לוויינים שמקיפים את העולם על פני המים, רובוטים אמפיביים שידעו לצאת בזחילה לחוף ולחזור לים, וגם כאלה שידעו לתקן קווי נפט תת ימיים.

הבריכה שהוקמה ב-2009 לאחר שנים של תכנון וביקורים בבריכות ניסויים בארה"ב ובאירופה, נחשבת ליחידה מסוגה במזרח התיכון ובין הבודדות מסוגה בעולם.

"הבריכה מאפשרת לנו לבדוק ולפתח מגוון טכנולוגיות ימיות כמו סונארים, טורפדו וחומרים חדשים" מסביר יוסי ר', מהנדס פלטפורמות ימיות ברפאל, והאיש שהגה, תכנן ומפעיל את הבריכה מדובר על בריכת מים מתוקים שנבנתה בעלות של עשרות מיליוני שקלים וניתן להכניס אליה מגוון כלי מדידה ובדיקה, כולל מצלמות מיוחדות וסנסורים למדידת רעשים אקוסטיים, כשהכל מחובר לחדר פיקוד ושליטה מרכזי. כדי לשמור על צלילות המים עבור הניסויים, הם מטופלים בטכנולוגיית UV מתקדמת".

כאשר נכנסים למבנה הבריכה בפעם הראשונה, קשה להבחין בגודלה העצום ורק לאחר טיפוס של כמה עשרות מדרגות אל משטח התפעול של הבריכה מבינים כי מדובר על פרויקט הנדסי מאתגר, אפילו לרפאל. "הבריכה 'יושבת' על מצע של חומר מבודד העשוי מצמיגים ממוחזרים ומשמש כבולם זעזועים. כל רעש בחוץ, מייצר רעש בתוך הבריכה, לכן רוצים לייצר הפרדה מוחלטת בין הבריכה לבין הסביבה החיצונית הכוללת את האנשים, חדר הבקרה, ומשטחי העבודה השונים. הקירות של הבריכה נבנו בשיפוע של שלוש מעלות כדי לקבל החזר מדויק של הגלים האקוסטיים, ויש גם אפשרות לצפות את הבריכה בחומר מיוחד שבולע גלים אקוסטיים במים אם רוצים שלא יהיה החזר מהקירות" ממשיך יוסי ר'.

גם קירות המבנה הפנימיים מכוסים באריחי בטון מיוחדים בצורת מלבנים, לבליעה של גלי הקול ומערכת המיזוג הותאמה לדרישות הרעש של בריכת הניסויים, ולמרות שמדובר על מערכת מיזוג כגודלה של זו המותקנת בטרמינל 3 בנתב"ג יש בה רפסודה המאפשרת להשיט דברים לאורכה של הבריכה ואפילו מנוע של סירה המדמה תנועת כלים במים.

"הבריכה מאפשרת מדידות של התפשטות הגלים האקוסטיים במים, כולל כיוון ועוצמה, בצורה מדויקת ובכך מסייעת לפיתוח סונאר, טורפדו או סנסורים אחרים. מגוון העזרים בבריכה מאפשר בדיקה של תרחישים שונים, כמו למשל תרחיש של טורפדו שיוצא מבטן צוללת ורוצים לבדוק את ההתנהגות שלו במים בכל שלבי התנועה. מתקן מיוחד עושה סימולציית ירי עם אפשרות למדידה באמצעות סנסורים אקוסטיים ומצלמות מהירות תת מימיות, ככה ניתן לבדוק את הטורפדו וגם את אמצעי היירוט שלו.

לאחר סבב בדיקות ראשון בבריכה יוצאים ברפאל לניסויים בשטח החי בים, שם צריך לקחת בחשבון אלמנטים נוספים כמו בעלי חיים ימיים או ציפורים שעושים רעש בסביבת הפעולה של הכלי.

בלתי מאוישים מעל המים

על אף בניית הבריכה, רפאל עדיין לא נכנסה לתחום של פיתוח כלים תת ימיים והפלטפורמה הכי מוכרת שלה היא ה"פרוטקטור" שפיתוחו החל לפני כעשר שנים כפרויקט מו"פ ברפאל. "הרעיון היה שהכמויות הגדולות בעתיד, יהיו בכיוון הזה של כלים בלתי מאוישים בים" מספר ד"ר נעם ב', האיש שהיה אמון על פיתוח הפרוטקטור. "היו לנו ברפאל כבר יכולות של פיתוח עמדות נשק נשלטות מרחוק בצורה חוטית והאתגר היה להתבסס על טכנולוגיה קיימת ולשדרג אותה לאלחוטית שתפעל על פלטפורמה בים".

"אחד מהאתגרים בזירה הימית הוא התקשורת, בייחוד כאשר מדובר על כלי שנשלט אלחוטית. כאשר באזור הנמל יש הרבה החזרים של אותות מגופים מתכתיים בסביבה וזה יוצר הפרעות. אחד הפתרונות שפיתחנו ברפאל הוא יכולת ייחודיות המבוססת על ניצול החזרים אלו כדי להגביר את האות, דבר שמאפשר עבודה ללא קו ראיה עם הפרוטקטור. נכון להיום רוב ההפעלה של הפרוטקטור נעשית מרחוק, כאשר המפעיל מקבל מידע מהסנסורים כאילו הוא נמצא על הכלי עצמו. אפשר לתקשר אתו גם כאשר הוא נמצא מאחורי אנייה אחרת".

ניתן להעביר תקשורת לשידור וידאו או אישור של הכלי בשלבי הפעולה. באמצעות גלים אקוסטיים או באמצעות עליה לפני המים והרמת אנטנה, מכוון שבשני המקרים האויב יכול להקשיב לשידור יש צורך בתקשורת מוצפנת.

לגלי הלחץ יש מגבלה בכל הקשור לווידאו - ככל שהתדר נמוך יותר, כך המרחק שלהם גדול יותר, ולהפך. אם רוצים לעלות בתדר בגלל רזולוציית תמונה או שידור בזמן אמת, הטווח מתקצר. אם רוצים לשדר וידאו על תדרים של קול, יש מנגנוני דחיסה וכל מיני טריקים, אבל כרגע מדובר על עשרות מטרים. גם זה לא בזמן אמת ולא וידאו רציף. גם בהיבט האלקטרוניקה צריך יישום שונה, היא צריכה להיות אטומה והקירור הוא רק עם מים. זה דורש מומחיות לפיתוח מערכות עבור העולם התת ימי, כזו שנמצאת אצל מי שמתעסק בטורפדו וסונארים.

"אתגר נוסף קשור לכך שהעולם התת ימי הוא תלת ממדי. למשל, מאוד קשה ליישם את נושא מצלמה של 360 מעלות ולתת ממד של עומק לאובייקט מסוים. לא פשוט לבנות תמונה כאשר חסר אור ונעלמים צבעים. בטכניון יש מוקד ידע ומחקר ארצי בנושא צילום תת ימי".

לדברי ד"ר נעם ב', ברפאל עובדים על פתרונות שיאפשרו יותר אוטונומיה, שכיום קיימת תחת הרבה מגבלות. "אחת הבעיות זה נושא החישה האוטומטית, איך אתה מגלה בול עץ ומתחמק ממנו ללא מפעיל במעגל. בים צריך להתחשב בכיוון הרוח, הגלים ותנאי הים. אם רוצים לחשב מסלול, אפשר ללכת ישר בלי להתחשב בתנאים אלו או לחשב מסלול חכם שמתחשב בהם. מדובר על אלגוריתמיקה מורכבת.

בלתי מאוישים מתחת למים

לדברי יוסי ר', לאור ההתעוררות בעולם והדרישה למוצרים בתחום התת ימי ברפאל מקווים לקיים שיתוף פעולה פורה בבריכת הניסויים שלה, עם אוניברסיטת באר שבע שקיבלה תקציב של מחקר ופיתוח ממשרד הביטחון בנושא כלים תת ימיים לא מאוישים.

"אחד הממציאים הידועים בתחום הזה בעולם הוא פרופסור ישראלי מהטכניון בשם דניאל ויס, שהגה את הרעיון של גוף תת ימי עם כנפיים שפועל כמו רחפן במים ומנצל את הגלים כדי להתקדם. בגלל היעילות האנרגטית שלו עלו רעיונות לבסס עליו למשל לוויין ימי שיקיף את כדור הארץ. כאשר הוא עולה למעלה הוא מקבל נתוני מיקום, מתקן את המסלול ומשדר את הנתונים שאסף. יש כבר פיתוחים כאלו בעולם לצרכים מדעיים ויש שמועות גם על פיתוחים צבאיים. בכלי כזה השקעת האנרגיה זניחה והוא יכול לפעול תקופה ארוכה מאד בים".

כיוונים עתידיים

העולם התת ימי עדיין בחיתוליו, אולם ישנה אפילו מחשבה על כלי בלתי מאויש שמממנו יוצאים כלים בלתי מאוישים נוספים. מדובר על טכנולוגיות שדורשות השקעה גדולה ולחיל הים הישראלי קשה לממן מחקרים כאלו.

לדברי יוסי ר', אם פעם המטרה של מתכנני הכלים האלו הייתה להכניס אותם לנמל שיתפקדו כמו טורפדו חכם לפגיעה במטרת איכות, היום המטרות עברו לתחומי המודיעין. "רוצים להרים אנטנה להאזין מעל או מתחת למים ולצלם וידאו. האפשרויות בלתי מוגבלות. יש מחשבה גם על כלים שיודעים לצאת ליבשה לזחול ולחזור חזרה למים. פיתוח כלים כאלו זו בעיקר שאלה של תקציב, חלק גדול מהיכולת הטכנולוגית קיים ואת שאר האתגרים אפשר לפתור".

לפי ד"ר נעם ב' "לשלב את הפלטפורמה, מערכות הנשק והתקשרות למערכת אחת מבצעית שעובדת זה הקושי האמתי. אני לא רואה בעתיד הקרוב מערכות עם אפשרות לירי אוטומטי בלי בן אדם במעגל. מדובר על כלי אוטונומי שבוחר מטרה, מחליט שהיא עוינת ויורה עליה. זה לא יקרה בעשור הקרוב".