לוויין

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Disambig RTL.svgהמונח "לווין" מפנה לכאן. לערך העוסק בשם המשפחה לוין הנכתב לעתים לווין, ראו לוין.
לוויין במוזיאון
הירח הוא הלוויין הטבעי היחיד שנמצא במסלול סביב כדור הארץ
איור של לוויין בחלל
התנועה של הלוויין

לוויין הוא גוף שמיימי המקיף גוף שמימי אחר, לרוב כוכב או כוכב לכת, המונח לוויין בעברית בא מהשורש ל-ו-ה, שכן הלוויין "מלווה" את כוכב הלכת.

קיימים שני סוגי לוויינים:

  1. לוויין טבעי - ירח נחשב כלוויין טבעי של כוכב הלכת אותו הוא מקיף.
  2. לוויין מלאכותי - כל גוף מעשי ידי אדם שנשלח למסלול סביב כוכב לכת.

עם תחילת שיגורם לחלל של לוויינים מלאכותיים על ידי האדם בסוף שנות ה-50 של המאה ה-20, הלכה ותפסה משמעות הלוויין המלאכותי את מקומה של המשמעות הכללית, וכיום במושג "לוויין" הכוונה היא בדרך כלל ללוויין מלאכותי, ואילו ללוויין טבעי יוחד השם "ירח".

הלוויין המלאכותי הראשון היה "ספוטניק 1" ששוגר על ידי ברית המועצות למסלול סביב כדור הארץ ב-4 באוקטובר 1957.

במהלך השנים שוגרו לוויינים גם אל כוכבי לכת אחרים. לוויינים אלה הקיפו את כוכבי הלכת, צילמו אותם ואספו מידע נוסף, ושידרו את המידע בחזרה אל החוקרים על כדור הארץ בעזרת משדרי רדיו.

רקע פיזיקלי[עריכת קוד מקור | עריכה]

לוויינים מקיפים גופים בעלי מסות גדולות (כמו כוכבים) בהתאם לחוק הכבידה שאותו גילה וניסח אייזק ניוטון: כל שני גופים מפעילים אחד על השני כוח כבידתי המקיים את הביטוי הבא:

F=G\frac{Mm}{R^2}

F הוא הכוח המופעל, G הוא קבוע הכבידה, M היא מסת הגוף הראשון, m היא מסת הגוף השני ו-R הוא המרחק ביניהם.

במקרה הפרטי של לוויינים m היא מסת הלוויין, M הוא מסת הכוכב שאותו מקיף הלוויין וR מייצג את המרחק בין מרכז הכוכב לבין הלוויין. במצב עבודה רגיל של הלוויין הוא מקיף את הכוכב באותו רדיוס ולכן גודל הכוח הפועל עליו הוא זהה וכיווני כלפי מרחק הכוכב.

על לוויין המקיף גוף שמיימי מופעל כוח גדול אשר מצד אחד לא מאפשר לו להתרחק מגוף, ומצד שני קטן מכדי לגרום להתנגשות בין הגופים (ללא השפעת גורם נוסף כגון התנגדות אוויר). לוויין מלאכותי (להלן לוויין) הוא התקן המשוגר מפני כדור הארץ אל מסלול הקפה, בדרך-כלל סביב כדור הארץ. הצבתו של הלוויין בחלל נעשית בדרך-כלל באמצעות טיל בליסטי, שהלוויין נמצא בחרטומו ומופרד ממנו בהגיעו ליעדו. דרך נוספת היא הובלת הלוויין ליעדו באמצעות מעבורת חלל.

על מנת לשגר לוויין לחלל יש להתגבר על הכבידה של כדור הארץ.

שימושים בלוויינים מלאכותיים[עריכת קוד מקור | עריכה]

סוגי מסלולי לוויינים[עריכת קוד מקור | עריכה]

LEO[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – מסלול לווייני נמוך

לוויינים הנמצאים במסלול לווייני נמוך (LEO - Low Earth Orbit) הם למעשה מרבית הלוויינים המקיפים את כדור הארץ, מגובה של 300 קילומטר ועד לגובה של אלף ק"מ. לוויינים הנמצאים במסלול LEO מקיפים את כדור הארץ כל 120-90 דקות. למעשה רוב השימושים האפשריים של לוויינים נעשים באמצעות לוויינים הנמצאים במסלול LEO, פרט לתפקיד אחד - לווייני תקשורת. לווייני תקשורת מול לווייני LEO דורשת שימוש באנטנות שמשנות את כיוונן באופן שוטף כך שהן תמיד יהיו מכוונות אל הלוויין. (חלופה אחרת היא קיום תקשורת רק בפרקי זמן מצומצמים, כאשר הלוויין נמצא בדיוק מול אנטנה קבועה).

MEO[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – מסלול לווייני בינוני

Medium Earth Orbit ולפעמים Intermediate Circular Orbit ‏(‏ICO) הוא התחום שבין ה-LEO ל-GEO, והוא בגובה 2000 ק"מ ועד 36,000 ק"מ מכדור הארץ. זמן ההקפה השל לוויינים בתחום זה הוא בין שעתיים ל-24 שעות. בתחום ה-MEO נמצאות מערכות הניווט הלווייניות כגון ה-GPS.

GEO[עריכת קוד מקור | עריכה]

שני לוויינים גאוסטציונאריים. בצהוב - לווין גאוסטציונרי מעל אפריקה. באדום - לוויין גאוסטציונרי מעל סינגפור
Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – מסלול גאוסטציונרי

לוויינים במסלול גאוסטציונרי. סופר המדע הבדיוני ארתור צ'ארלס קלארק, ששירת כקצין בחיל האוויר הבריטי במלחמת העולם השנייה העלה רעיון להציב לוויינים בגובה כ-36 אלף ק"מ מעל קו המשווה. בנקודה זו, משך זמן ההקפה שלהם שווה למשך זמן ההקפה של כדור הארץ סביב צירו, ולכן הם ייראו למתבונן מכדור הארץ כעומדים בנקודה קבועה. תכונה זו מהווה יתרון כאשר נדרש לספק שירות קבוע ורציף: האנטנות הקרקעיות שמתקשרות עם לוויינים מכוונות באופן קבוע אל לווייני ה-GEO הנמצאים בנקודה קבועה ביחס לקרקע. רוב לווייני התקשורת הם GEO, ונותנים שירות קבוע כתחנת ממסר לקליטה ושידור של אותות ונתונים, כגון שיחות טלפון בינלאומיות או שידורי טלוויזיה. לדוגמה, שידורי yes הטלוויזיה בלוויין, מועברים בלווייני התקשורת עמוס 2 ועמוס 3 מתוצרת התעשייה האוירית לישראל.

HEO[עריכת קוד מקור | עריכה]

High Earth Orbit הוא התחום שמעבר ל-GEO (כלומר יותר מ-36,000 ק"מ מכדור הארץ). מסלול זה מאפשר כיסוי מלא באזור הקטבים בזכות אופיו האליפטי.

מסלול קוטבי[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – מסלול קוטבי

במסלול זה הלוויין מקיף את גרם השמיים מעל או בקרוב לקטביו. באופן זה, סיבוב גרם השמיים סביב צירו מאפשר ללוויין לעבור מעל לאזור אחר בכל הקפה. מסלול זה הוא שימושי מאוד כאשר ממפים כוכב.

לוויינים ישראלים[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – לוויינים ישראלים

כיום נבנים לוויינים במדינות רבות (למעלה מ60 מדינות מחזיקות בבעלות על לוויינים או שותפות בבניית לוויינים), וכמעט כל מדינה בעולם משתמשת בשירותי הלוויינים, אם כי עד כה רק ל11 מדינות, ובהן ישראל, יש יכולת לשגר בעצמן לוויינים לחלל (אמנם יכולת השיגור של ישראל מוגבלת ללוויינים קלי משקל ולמסלולים נמוכים בלבד).

ישראל החלה את פעילותה בחלל בראשית שנות ה-80, ושיגרה מאז לחלל לוויינים אחדים. הלוויינים הצבאיים (מסדרת אופק) שוגרו מישראל, (למעט הלוויין הצבאי טכסאר-פולאריס ששוגר עבור ישראל מהודו), באמצעות משגר "שביט" שפותח ויוצר בישראל (על בסיס תכנון של משגר טילים צבאי ישראלי מדגם יריחו 2), והאזרחיים שוגרו מבסיסי שיגור זרים (ברוסיה, בקזחסטן ובגיאנה הצרפתית).

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]