אופק (משפחת לוויינים)

תוכנית החלל הישראלית החלה עם שיגור הרקטה שביט 2 לחלל ב־5 ביולי 1961, לצורכי מחקר^[2]. לאחר שיגור שביט 2 פורסם שיבצעו שיגורים של רקטות נוספות, לצורך מחקר על הסטרטוספירה והיונוספירה לצורכי מדע^[3]. אולם אחר כך, במשך שנים רבות, עיקר המחקר הישראלי בתחום התמקד בפיתוח טילים לצורכי ביטחון (דוגמת "גבריאל" ו"יריחו").

תוכנית הלוויינים הישראלית החלה בשנת 1981, כאשר ראש אגף המודיעין, האלוף יהושע שגיא, הקציב חמישה מיליון דולר לבדיקת היתכנות פרויקט לבניית משגר לוויינים, לוויינים ומצלמות טלסקופיות^[4]. בנוסף אושרה הקמתה של מנהלת תוכנית החלל. במקביל, כתגובה לפרויקט "לוויין התקשורת הערבי" - Arabsat, יוזמה של הליגה הערבית שהושקה ב-1976^[5], קבוצה בראשות מאיר עמית (לשעבר ראש המוסד ושר התקשורת) עם יזמים נוספים ביקשה לשגר לוויין תקשורת ישראלי^[6]. בספרו האוטוביוגרפי כתב עמית שתחילה ביקשו לעניין את חברת פרצ'יילד האמריקאית בפרויקט (החברה בנתה בשנות ה-70 את לוויין התקשורת ATS-6). בשיחות עם הנהלת החברה התברר כי יש לשריין תחילה את המקום בשמיים (slot בשפה המקצועית), באמצעות איגוד הטלקומוניקציה הבינלאומי, אך באותן שנים רק ממשלות ולא חברות פרטיות, יכולו לשריין מקום בחלל. לכן עמית וכרמל פנו לשר התקשורת, מרדכי ציפורי, וקיבלו אישור של ממשלת ישראל לפעול בשמה^[7]. חברת פרצ'יילד לבסוף לא הייתה מעוניינת להשתתף בפרויקט והם שכרו את שירותיה של התעשייה האווירית לתכנון וייצור של לווייני התקשורת^[8]. ב-1983 חתמו על הסכם עם מדינת ישראל על פיו הלוויינים יהיו בבעלות משרד התקשורת, והחברה הכללית לשירותי לוויין תספק את שירותי התקשורת באמצעות חברת "בזק" בישראל וללקוחות זרים. הפרויקט הושק רשמית בנובמבר 1984, בשם AMS - Affordable Modular Satellite^[9][10].

בשנת 1983 הוקמה סוכנות החלל הישראלית חטיבה שאותה הקים בתעשייה האווירית, משה בר-לב במסגרת משרד המדע והפיתוח שהוקם שנה קודם^[11], במטרה, בין השאר שישמש כמסווה לפעילות הסודית לפיתוח פרויקט לוויין הריגול הישראלי^[4]. באוגוסט 1985 הודיע דרור שדה, ראש סוכנות החלל הישראלית, כי ישראל מתכננת לשגר לוויין^[12].

בשנת 1984 שר הביטחון, משה ארנס, יוזם החלטת ממשלה לקידום פיתוח פרויקט לוויין הריגול, בנוסף התעשייה האווירית גברה על רפא"ל בתחרות על פיתוח וייצור הלוויין ומשגר הטילים "שביט"^[4]. בשנה זה התעשייה האווירית החלה להיות מעורבת בפרויקט לוויין התקשורת "עמוס". החל משנת 1985 הוקצו כ-45 מיליון דולר מדי שנה לפרויקט^[13].

הלוויין הראשון בסדרה, "אופק 1" היה הלוויין הישראלי הראשון בחלל^[14]. על־פי ההודעות הרשמיות, נועד אופק 1 לבדוק את יכולתה של ישראל להכניס לוויין למסלול סביב כדור הארץ ולבחון את מערכותיו בתנאי חלל. גם הלוויין השני בסדרה, "אופק 2", היה לוויין ניסוי ששוגר באפריל 1990. לאחר שיגורו הכריז שר הביטחון משה ארנס כי בקרוב ישראל תשגר לוויין בעל יכולת מודיעינית^[15]. אולם רק לאחר חמש שנים ושני שיגורים כושלים שוגר "אופק 3" באפריל 1995^[16].

במחצית השנייה של שנות ה-90 של המאה ה-20 יזמה התעשייה האווירית את פרויקט לווייני "ארוס", במטרה למסחר את הטכנולוגיה של לווייני הצילום הצבאיים מסדרת "אופק" לשיווק בשוק האזרחי. לשם כך הוקם בשנת 1997 מיזם משותף בשם "ווסט אינדיס ספייס", בו היו שותפים: התעשייה האווירית (44%) החברה האמריקאית "קור סופטוור טכנולוג'י" (Core Software Technology) (44%) וחברת אל-אופ יצרנית המצלמה של לווייני "אופק" (12%)^[17]. התוכנית כללה בתחילה שיגור של 6–8 לוויינים שיבצעו צילום לשימושים אזרחיים, מסחריים ומדעיים עבור מדינות וחברות מסחריות, למטרות שונות בהם: מיפוי של שטחים קרקעיים וימיים לצרכים שונים, ובהם איכות הסביבה, ניצול קרקעות ותכנון תשתיות. הרקע לפיתוח התוכנית היה הערכות שלשוק לווייני הצילום האזרחיים פוטנציאל מסחרי גדול. התוכנית התכוונה במקור לשגר לוויין ראשון באמצע שנת 1998, לאחר שיוצאו מהלוויין הצבאי "אופק" כל המרכיבים שפותחו לתוכנית הצבאית^[18]. הלוויין הראשון "EROS A" פותח במקביל ל"אופק 4" והיה מבוסס עליו^[19].

בעקבות כישלון שיגורו של הלוויין "אופק-4", לאחר שיגורו של "EROS A" שילם משרד הביטחון כ-15 מיליון דולר בשנה עבור הזכויות הבלעדיות לקבלת כל הצילומים של שטח ישראל שבצע. זכויות הקליטה הבלעדיות כוללו לא רק את שטח ישראל, אלא גם אזור ברדיוס של כ-2,000 ק"מ, הכולל: במערב - לוב; בדרום - סודאן; במזרח - מפרץ עומאן; ובצפון - חבר המדינות. טווח הכיסוי כלל את כל שטחן של עיראק, איראן וסוריה, כמעט את כל שטח לוב ונתח עיקרי מסודאן ומרפובליקות מוסלמיות במדינות ברית המועצות לשעבר^[20]. בנוסף המנהל למחקר ולפיתוח אמצעי לחימה ותשתית טכנולוגית יזם תוכנית, בהיקף של כשלושה מיליארדי שקלים, שהחלה בעקבות כישלון שיגור "אופק 4" לשיגור קונסטלציית לוויינים שיספקו תמונות ומידע בזמן אמת. התוכנית נועדה להגביר את יכולת ההתראה מול איום הטילים להשמדה המונית שמפתחות איראן, עיראק וסוריה. על פי התוכנית, ישראל תפעיל בחלל כמה לווייני ביון במקביל, שיספקו תמונות ומידע בזמן אמת במטרה לסגור פערי זמן בין גילוי האיום לבין המענה ולהבטיח מידע זמין^[21].

באוגוסט 2003, נתן לראשונה ראש מנהלת תוכנית החלל, חיים אשד, ריאיון לעיתונות, בו חשף שעד 2008 תשלים ישראל בהדרגה את פיתוחם של שלושה לווייני צילום לצורכי מודיעין - "אופק 6", "אופק 7" ולוויין מכ"ם ("טקסאר"), בנוסף אמר שתוך כחמש שנים תהיה בידי ישראל יכולת לשגר לוויינים במשקל כ-100 ק"ג ממטוסי אף-15^[22], אולם תחזית זו לא התגשמה.

בפברואר 2005, בעקבות כישלון שיגורו של הלוויין "אופק-6", מערכת הביטחון פנתה למשרד האוצר בבקשה להקצבה מיוחדת של 400–600 מיליון שקל לצורך בניית שני לווייני ריגול. במקביל. אולם משרד האוצר לא נענה לבקשה, ולוחות הזמנים של תוכנית החלל השתנו. הבקשה לתקציב מיוחד הוגשה במסגרת הפקת הלקחים מכישלון השיגור של אופק 6, שאחד מהם היה החלטת מערכת הביטחון לבנות במקביל שני משגרי לוויינים, שני לוויינים, שתי מצלמות טלסקופיות ושתי מערכות מכ"ם כגיבוי במקרה של תקלה עתידית^[23].

לווייני אופק חגים מסביב לכדור הארץ בגובה נמוך ומשלימים סיבוב כל 90 דקות לערך. הלוויינים משמשים בעיקר כדי לאסוף מודיעין, כגון תוכניות הגרעין של איראן והמתקנים הצבאיים במדבר הסורי.

הלוויינים משוגרים משדה שיגור הטילים בבסיס חיל האוויר בפלמחים על גבי משגר הלוויינים שביט. הלוויינים והמשגרים שלהם מפותחים בתעשייה האווירית לישראל. המצלמה ומערכות האופטיקה מיוצרות על ידי חברת אל-אופ. התעשייה האווירית נבחרה כקבלן ראשי לתוכנית "אופק", לבדיקות ולאינטגרציה, לבנית מרכז שליטה ובקרה ותחנת קליטה קרקעית והפעלתם וכל אלה נבנו באתר מפעל מב"ת ביהוד^[24].

לווייני אופק הם מהבודדים בעולם שמשוגרים לכיוון מערב, בניגוד לכיוון הסיבוב של כדור הארץ, באופן המקטין את יכולת הנשיאה של המשגר באחוזים ניכרים. שיטת שיגור זו מנוגדת להיגיון ההנדסי והכלכלי ולכן איננה נהוגה בעולם, אך בישראל היא כורח המציאות עקב מיקומה הגאוגרפי. הדבר נעשה כדי שבמקרה של כישלון, הלוויינים לא ייפלו על אזורים מיושבים או לידיהן של מדינות ערב השכנות. גם בשיגור מערבה אין לישראל יד חופשית, זאת עקב רוחבו הצר יחסית של הים התיכון והאיים הפזורים בו. למעשה, ישראל יכולה לשגר לתוך מסדרון צר המסתכם במספר מעלות, אם ברצונה למנוע אפשרות של נפילת הלוויין על שטחים מיושבים בשלבי השיגור הראשונים. לוויינים ישראליים אחרים משוגרים מאתרים במדינות אחרות.

המנועים הרקטיים שמאיצים את לווייני האופק לחלל פותחו במפעל של חברת תעש מערכות. לאחר הפרטת החברה, עבר המפעל לחברת תומר, חברה ממשלתית שהוקמה לצורך החזקת הפעילות המסווגת של תעש^[25].

המצלמות בלווייני אופק הן מתוצרת אל-אופ ושימשו גם כבסיס לתכנון מערכות לצילומי ריגול ממטוסי קרב. הן אף משולבות בלווייני צילום ישראליים אזרחיים כדוגמת ארוס ואופטסאט, אך ברזולוציות נמוכות יותר^[24].

אופק 1

אופק 1 היה הלוויין הישראלי הראשון, והראשון בסדרת הלוויינים "אופק". הלוויין פותח ונבנה בישראל, ושוגר ב־19 בספטמבר 1988 בשעה 11:31 מבסיס פלמחים באמצעות משגר ה"שביט"^[26]. בשיגורו הצהירה מדינת ישראל על רצינות כוונותיה להיכנס לעידן החלל, ובכך הצטרפה כחברה השמינית למועדון היוקרתי של מדינות ששיגרו בכוחות עצמן לוויין מתוצרתן. הלוויין עצמו שימש כניסוי לטכנולוגית הלוויינים. מסת הלוויין הייתה 156 קילוגרם. הוא שהה כלוויין פעיל בחלל 118 יום במסלול אליפטי עם אפוגיאה של 1,150 קילומטר, פריגיאה של 248 ק"מ והקיף את כדור הארץ מדי 98 דקות. הוא תוכנן לפעול כחודש אחד בלבד^[27]. אך שרד לבסוף ארבעה חודשים בחלל^[28].

המפרט הטכני שלו היה^[27]:

• קוטר בסיס תחתון: 1.2 מטר
• קוטר בסיס עליון: 0.7 מטר
• משקל המבנה: 33 ק"ג
• משקל מערכת אספקת החשמל: 58 ק"ג
• משקל המחשב: 1 ק"ג
• משקל מערכת התקשורת: 12 ק"ג
• משקל מערכת בקרה טרמית: 5 ק"ג
• משקל החיוט (חוטים): 9 ק"ג
• משקל מערך מדידים ומשקלות: 32 ק"ג
• משקל כללי: 156 ק"ג
• נתוני אספקת חשמל:
• הספק חשמלי (על־ידי משטחי השמש): 246 ואט
• צריכת הספק חשמלי ממוצעת: 53 ואט
• קיבולת המצבר: 7 אמפר־שעה
• פס צבירה לא מיוצב 25–42 וולט
• נתוני תקשורת:
• תקשורת בתחום 5
• קצב שידור ערוץ טלמטריה: 2.5 קילובייט לשנייה
• גודל זיכרון הטלמטריה: 128 קילובייט

לרגל השיגור המוצלח, הנפיקה "החברה הישראלית למדליות ומטבעות" מדליה מיוחדת.

אופק 2

אופק 2 שוגר ב-3 באפריל 1990. ללוויין זה היה בידוד תרמי והגנה מקרינה קוסמית משופרים, מחשב, גירוסקופים ומגנטומטרים משופרים וכן תקשורת דו-כיוונית אשר אפשרו בדיקת השליטה בלוויין. הלוויין תפקד בצורה מושלמת במסלול אליפטי עם אפוגיאה של 1,580 ק"מ ופריגיאה של 210 ק"מ^[29].

אופק 3

אופק 3 שוגר ב-5 באפריל 1995^[30]. היה זה הלוויין הישראלי הראשון שהיה בעל יכולות צילום. שימש את מערכת הביטחון עד שנת 2000. השיגור בוצע על ידי משגר השביט למסלול של 370x750 ק"מ. זה היה לוויין מיוצב בשלושה צירים לחישה מרחוק. ללוויין מערכות מחשוב ותקשורת משופרים, כנפיים סולריות (לעומת פנלים צמודים לגוף בשני הניסויים הראשונים).

אופק 4

אופק 4 שוגר ב-22 בינואר 1998, ונועד להיות מחליפו המבצעי של אופק 3, אולם שיגורו נכשל והלוויין צלל לים התיכון^[31].

אופק 5

אופק 5 שוגר ב-28 במאי 2002^[32]. זהו לוויין הצילום המבצעי הפעיל הוותיק של ישראל עד כה. מיד עם שיגורו החל פיתוח "אופק 6"^[33].

אופק 6

אופק 6 שוגר ב-6 בספטמבר 2004 מבסיס חיל האוויר ליד קיבוץ פלמחים, באמצעות משגר ה"שביט". עקב תקלה בקופסת מכשירים המחוברת לשלב השלישי בביצוע פעולה מסוימת לא ניצת השלב השלישי כראוי והמשגר כשל מלהביא את הלוויין לגובה המתאים והמהירות הנכונה בחלל. המשגר המשיך לשייט מעט ברום האטמוספירה עד שנפל והתרסק לתוך הים^[34]. הנזק כתוצאה מכישלון השיגור הוערך בכ-100 מיליון דולר^[35]. בעקבות כישלון השיגור הוקם צוות בדיקה בתעשייה האווירית^[36].

אופק 7

אופק 7 שוגר ב-11 ביוני 2007, מבסיס חיל האוויר פלמחים^[37] למסלול אליפטי עם אפוגיאה של 566.5 ק"מ ופריגאה של 466.9 ק"מ. ללוויין נטייה של 141.7 מעלות לקו המשווה. משקלו של אופק 7 הוא כ-300 ק"ג והוא משלים הקפה של כדור הארץ ב-90 דקות. שלושה ימים לאחר ששוגר החל אופק 7 להעביר תמונות באיכות גבוהה לתחנת הבקרה שלו. ביצועי הלוויין מסווגים אולם באמצעי התקשורת פורסם כי יכולת ההפרדה של מצלמותיו היא 70 ס"מ לפיקסל^[38][39].

אופק 8 / טכסאר

ערך מורחב – טכסאר

אופק 8 או טכסאר שוגר ב-21 בינואר 2008, משדה שיגורים בדרום מזרח הודו. באופן רשמי הלוויין אינו נמנה עם סדרת לווייני אופק שכן טכנולוגיית הריגול שלו כלוויין מכ"ם ולא צילום שונה משאר לווייני אופק^[40]. עם זאת חלקים ממרכיבי גופו מבוססים על פיתוחים מלווייני אופק. שלושה חודשים אחר כך שיגרה הודו את הלוויין RISAT-2, המבוסס על טכסאר^[41].

אופק 9

אופק 9 שוגר ב-22 ביוני 2010 מבסיס חיל האוויר בפלמחים^[42] למסלול בגובה 311–600 קילומטרים וכעבור שלושה ימים החל לשדר תמונות באיכות גבוהה^[43][44]. משקלו כ-300 קילוגרם, אורכו 2.3 מטר, קוטרו 1.2 מטר והותקנה בו מצלמה משוכללת מתוצרת אל-אופ. אף הוא שוגר במשגר מסוג "שביט". מערכות הלוויין מבוססות על אלה שפותחו עבור הלוויין "אופק 7". לדברי מפתחיו, הלוויין מאפשר צילום תמונות בקצב מהיר יותר, בסריקה רבה יותר של השטח וברזולוציה טובה יותר. רזולוציית הצילום שלו היא בין חצי מטר ל-70 ס"מ לפיקסל. אופק 9 היה אמור לתפוס את מקומו של אופק 5, בשנת 2011 אך נכון לשנת 2019 אופק 5 עדיין פעיל‏^[45].

אופק 10

ערך מורחב – אופק 10

אופק 10 שוגר ב-9 באפריל 2014 מבסיס חיל האוויר בפלמחים על גבי משגר שביט למסלול בגובה של בין 400 ל-600 קילומטר, ומשלים סיבוב סביב כדור הארץ כל 1.66 שעות. זהו לוויין המבוסס על מכ"ם מפתח סינתטי (כמו אופק 8)^[46][47]. משקלו כ-330 קילוגרם והוא מסוגל לזהות עצמים בגודל של כמה עשרות סנטימטרים. הלוויין החל לפעול בהצלחה^[48][49].

אופק 11

אופק 11 שוגר ב-13 בספטמבר 2016 מבסיס חיל האוויר בפלמחים על גבי משגר שביט. משקלו של אופק 11 הוא כ-300 ק"ג. זהו לוויין אופטי הנושא מערכת צילום מתקדמת, פרי פיתוח וייצור של אל-אופ מחברת אלביט מערכות. מערכת הצילום מבוססת על מצלמה היפר-ספקטרלית מסוג יופיטר (Jupiter)^[50]. המצלמה רגישה לתחום הספקטרלי 0.45-0.9μm בצילום של כל הספקטרום הנ"ל או בצורה היפר-ספקטרלית ב-4 ערוצים בתוך תחום זה. רזולוציית הצילום שלו היא 50 ס"מ לפיקסל והוא מסוגל לצלם שדה ראייה של כ-15 ק"מ בכל צילום (עבור לוויין בגובה 600 ק"מ). לאחר השיגור הלוויין נכנס למסלול סביב כדור הארץ כמתוכנן, אך אובחנה תקלה כלשהי שגרמה לקשיי תקשורת עם הלוויין שגרמו לחששות בנוגע להפעלתו המבצעית^[51]. אנשי התעשייה האווירית ומומחים שונים פעלו לייצב אותו.^[52][53] המאמצים נשאו פרי והמהנדסים הצליחו להשמיש את הלוויין ולהפכו למבצעי, וב-22 בספטמבר נשלחו תמונות ראשונות מהלוויין למפעיליו^[54][55].

אופק 16

ערך מורחב – אופק 16

אופק 16 שוגר ב-6 ביולי 2020 מבסיס חיל האוויר בפלמחים על גבי משגר שביט^[56]. זהו לוויין תצפית אלקטרו-אופטי מדגם מתקדם יותר בדומה לאופק 11, הנושא מצלמה מתוצרת חברת אלביט מערכות^[57]. את פיתוח וייצור הלוויין והמשגר הוביל משרד הביטחון, באמצעות מינהלת החלל "אתגר" במפא"ת. התעשייה האווירית היא הקבלן הראשי של הפרויקט - חטיבת טילים וחלל, באמצעות מפעל "חלל", מובילה את הפרויקט יחד עם "מלמ" המפתחת את המשגר. את מצלמת הלוויין פיתחה חברת "אלביט מערכות". החברה הממשלתית למערכות הנעה רקטית, "תומר", ייצרה את מנועי טיל השיגור ביחד עם חברת רפאל. בפרויקט שותפות חברות רבות נוספות, בהן "רוקר" ו"סיאלו"^[58].

אופק 13

ערך מורחב – אופק 13

אופק 13 שוגר ב-29 במרץ 2023 מבסיס במרכז הארץ, על גבי משגר שביט. אופק 13 מייצר אור מהמכ"ם עצמו, כך שהוא משגר קרן לקרקע, וההחזר והשינויים שבה מאפשרים ליצור תמונה כמו שאנחנו רואים ממצלמה אלקטו-אופטית. בעזרת הלוויין ניתן לראות באור ובחושך, וגם דרך עננים, ולצלם בכל תנאי מזג אוויר.

לוייני אופק זכו פעמיים בפרס ביטחון ישראל - ב-1996 וב-2022.

• שביט (משגר לוויינים)
• התעשייה האווירית לישראל
• סוכנות החלל הישראלית

• אופק: הישראלי שהגיע הכי רחוק, באתר "חדשנות ישראלית"
• בסיס חיל האוויר בפלמחים באתר GlobalSecurity.org
• אשכול כתבות על לווייני אופק, באתר "הידען"
• מיכל מרגלית, מאופק 1 עד אופק 10: ישראל - מעצמת חלל, באתר ynet, 11 באפריל 2014
• רונן בודוני, כחול לבן בחלל - קצת על ההיסטוריה של ישראל בחלל, באתר ynet, 10 בינואר 2003
• ירון דרוקמן, המרגל הישראלי הראשון בחלל, באתר ynet, 4 באפריל 2015
• אמיר בוחבוט‏, "ישראל מעצמת חלל, אבל היא לא תישאר כזו לאורך זמן", באתר וואלה!‏, 24 במאי 2015
• ניר דבורי, ‏אמצעי המודיעין הוותיק שהפתיע – והאחים הקטנים שלו שבדרך, באתר ‏מאקו‏, 16 ביוני 2022
• ארז ליבנה, המירוץ לחלל: כך הפתיעה ישראל את העולם בדרך לשיגור לוויין כחול-לבן, באתר tech12, ‏2 בספטמבר 2022