המשלחת הישראלית לאולימפיאדת הפיזיקה הבינלאומית, שהתקיימה השנה בשוויץ, חזרה ארצה עם שלוש מדליות כסף, מדליית ארד אחת וציון לשבח. הישגים אלה דירגו את המשלחת במקום ה-19 – מעל בריטניה, צרפת ואוסטרליה – מבין 87 מדינות.
במדליות כסף זכו עומרי כהן מתיכון עירוני ג’ ע”ש מוטה גור, מודיעין; עידו פרידמן מבית הספר ע”ש אשכול, הכפר הירוק; וחן מכל מבית הספר הריאלי העברי בחיפה. במדליית ארד זכה ניר מאי מבית הספר העירוני ב’ ע”ש רבין, מודיעין; ובציון לשבח – ניצן שפירא מבית הספר האזורי העמק המערבי, קיבוץ יפעת.
הטכניון, המפעיל את האולימפיאדה הישראלית לפיזיקה ומכשיר ומלווה את המשלחות לחו”ל, מעניק מלגות לימודים לזוכים: שנת לימודים אחת לזוכים בציון לשבח, שנתיים לזוכים במדליית ארד, שלוש למדליית כסף וארבע לזהב.
מבחני המעבדה שהתקיימו במסגרת האולימפיאדה עסקו במוליכות חשמלית בשני ממדים, בדגם מכני למעבר פאזה, בכוחות המדומים הפועלים בתחנת חלל גלילית הסובבת סביב צירה, ברכיבים לא לינאריים בעלי שני מצבי יציבות ובאינטראקציה בין חלקיקים אלמנטריים המואצים לאנרגיות גבוהות.
בראש המשלחת הישראלית עמד ד”ר אלי רז, מרצה במכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה ובטכניון. המדריכים המלווים, מר איתמר חסון (בוגר האולימפיאדה לפיזיקה ודוקטורנט באוניברסיטת ת”א) ומר איגור ליסנקר, עוסקים במהלך האולימפיאדה בדיון בשאלות, בתרגומן לעברית ובבדיקת המחברות לשם הכנה לשלב הערעורים.
“התוכנית המגוונת של האולימפיאדה כללה ביקור במאיץ החלקיקים הענק CERN וסיורים נוספים בשוויץ,” אומר ד”ר רז. “חשוב לציין את הקשרים החברתיים שנוצרו בין הישראלים לשאר המשתתפים – קשרים המציגים את ישראל בדמות חיובית ושונה מזו המצטיירת בתקשורת הזרה.”
בתמונה, מימין לשמאל: ד”ר אלי רז, איתמר חסון (מדריך), עומרי כהן, ניצן שפירא, ניר מאי, עידו פרידמן וחן מכל בקבלת הפנים בשדה התעופה
יום ראשון , 24 ביולי בשעה 19:30 – אודיטוריום צ’רצ’יל, הטכניון
מנחה:
דגנית פייקובסקי, חוקרת בכירה, סדנת יובל נאמן למדע, טכנולוגיה וביטחון
משתתפי הפאנל:
אברהם בלסברגר, מנכ”ל סוכנות החלל הישראלית
אמנון הררי, ראש מנהלת חלל במפא”ת, משרד הביטחון
עופר דורון, מנהל כללי, מבת-חלל, התעשייה האווירית לישראל
פרופ’ פיני גורפיל, מנהל מכון אשר לחקר החלל, הטכניון
עופר לפיד, יזם חלל, SpaceNest
ד”ר אבישי גל-ים, מדען בכיר, המחלקה לפיזיקת חלקיקים ואסטרופיזיקה, מכון ויצמן למדע
נילי מנדלבליט, מתאמת תחום חלל, המנהלת הישראלית למו”פ האירופי
מראשית ימיה, הייתה ישראל מעורבת במחקר מתקדם ובפעילויות פיתוח בחלל, עם שיגור ראשון של טיל בשנת 1961 ושיגור הלווין הראשון בשנת 1988 (ובכך הצטרפה כחברה השמינית במועדון המדינות ששיגרו בעצמן לוויין מתוצרתן). נחישותה של ישראל לפתח יכולת לתכנן, לבנות, לבדוק ולשגר לוויינים מתוצרתה הובילה להישגים הנדסיים מתקדמים ולמנטליות סטארט אפ בכל הנוגע לטכנולוגיות חלל. הישגים ומנטליות זו עדיין ממשיכים עם כניסתה של ישראל לעידן החלל החדש ונגישות הולכת וגוברת לחלל.
פאנל “ישראל בחלל” יציג את כל היבטי החלל בישראל וישתתפו בו נציגים מן הממשלה, האקדמיה, התעשייה וחברות סטארט אפ.
הרצאתו של פרופ’ ג’ף הופמן, שהיה שותף בתיקונו של טלסקופ החלל “האבל”, פתחה את סדרת הארועים הפתוחים של התוכנית הבינלאומית ללימודי חלל המתקיימת הקיץ בטכניון
פרופ’ ג’ף הופמן
“טלסקופ האבל הוא למעשה מכונת זמן, שכן הוא חשף בפנינו לראשונה ארועים שהתרחשו זמן קצר אחרי היווצרות היקום.” כך אמר האסטרונאוט האמריקאי פרופ’ ג’ף הופמן בהרצאה בטכניון. “מדובר באחד המכשירים המופלאים שיצרה האנושות, ואני מרגיש בר מזל שניתנה לי ההזדמנות להניח עליו את ידיי בחלל.”
פרופ’ הופמן, יליד ברוקלין (1944), הצטרף לשורות NASA בשנת 1978 ומאז צבר 1,211 שעות חלל שבמהלכן גמא 34.5 מיליון ק”מ. במרוצת השנים השתתף בחמש משימות בחלל ובהן תיקונו של טלסקופ החלל האבל – “האתגר המורכב ביותר שבוצע על ידי צוות משימה בחלל,” לדבריו. “כיום שואלים אותי אם פחדתי לקראת המשימה המסוכנת הזאת; בטח שפחדתי – פחדתי שיבטלו אותה!”
הרצאתו של פרופ’ הופמן פתחה את סדרת הארועים הפתוחים של התוכנית הבינלאומית ללימודי חלל המתקיימת הקיץ בטכניון במסגרת אוניברסיטת החלל הבינלאומית. פרופ’ בועז גולני, סגן נשיא הטכניון לקשרי חוץ ופיתוח במשאבים, אמר בהקדמתו להרצאה כי פרופ’ הופמן מדגים היטב את הרוח שבה פועל גם הטכניון: חתירה מתמדת להתקדמות במדע ובטכנולוגיה. הוא הוסיף כי “חקר החלל, שהיווה זירה של תחרות, מתח ויריבות בשנות השיא של המלחמה הקרה, הפך במרוצת הזמן למודל מוצלח של שיתוף פעולה בינלאומי.” פרופ’ גולני ציין את הצלחתו של לויין הטכניון טכסאט 2, ששהה 13 שנה בחלל והעביר נתונים לכדור הארץ, ואת שיתוף הפעולה של הטכניון עם אוניברסיטת ווטרלו הקנדית בפרויקט הלווין הקוונטי.
טלסקופ החלל האבל שוגר בחודש אפריל 1990, על סיפונה של המעבורת דיסקאברי, במטרה להעניק לאנושות נקודת תצפית אסטרונומית הנמצאת מחוץ לאטמוספירה של כדור הארץ. תצפיות אסטרונומיות קרקעיות (מכדור הארץ לחלל מבעד לאטמוספרה) לוקות בשיבושים רבים ובהם הילות, טישטוש וזיהום אור; מיקומו של האבל בחלל, וכמובן הטכנולוגיה המתקדמת המאפיינת אותו, מעניקים לו יתרון עצום במבט אל החלל העמוק.
האבל הוא למעשה הרבה יותר מטלסקופ; הוא מכלול טכנולוגי מורכב שאורכו 13 מטר, משקלו 11 טונות ופעילותו גבתה עד כה מיליארדי שקלים. “בקונגרס האמריקאי,” אמר הופמן, “לא אהבו את האבל מלכתחילה בגלל מחירו העצום. ואם לא די בכך, לאחר שהחל לשגר תמונות לכדור הארץ התברר שטעויות תכנוניות פגעו קשות באיכותן של תמונות אלה. כל זה בגלל טעות הנדסית של מיקרון אחד – כלומר 1:50 של שערת אדם – במיקומו של אחד החלקים בטלסקופ.”
בתמונה מימין לשמאל: ראש תכנית לימודי החלל הבינלאומית (SSP) ובכיר ב-NASA – ג’ון קונלי, סגן נשיא הטכניון וקישרי חוץ פרופ’ בועז גולני, מנחה: פרופ’ פיני גורפיל, ראש מכון אשר לחקר חלל הטכניון, אסטרופיזיקאי ואסטרונאוט של NASA – פרופ’ ג’ף הופמן
לאחר ניתוחים הנדסיים יסודיים וארוכים, ופענוח של הבעיה שגרמה לתקלה, שוגרה בדצמבר 1993 STS-61 – המשימה לתיקון אפולו. משימה זו דרשה ממעבורת המשימה Endeavour להתקרב להאבל ולתקנו, ולשם כך נדרשו לצוות המעבורת חמש הליכות חלל. בהוראת NASA הורשו לצאת מן המעבורת רק אסטרונאוטים שכבר התנסו בעבר בהליכות חלל. “למזלי,” אומר הופמן, כבר היתה ברשותי תעודה של האגודה להליכות חלל, ולכן ניתנה לי הזדמנות לצאת ולהשתתף בתיקונו של האבל.”
לקראת שיגורה של Endeavour עברו האסטרונאוטים מאות שעות אימון מתחת למים – הדרך הטובה ביותר להדמיה של תנועה בחלל, בתנאים של חוסר משקל. “אתה חייב לבוא למשימה כזו מוכן ומתורגל,” הסביר הופמן. “בסופו של דבר החלל הוא סביבה קשוחה – טמפרטורה של 3 מעלות קאלווין בצל, וחום מטורף כשאתה חשוף לשמש.”
מבחינה רפואית, החשש הגדול ביותר ביציאה מן המעבורת הוא ממחלת הפחתת לחץ Decompression sickness) ) – ‘בריחה’ של גזים למחזור הדם ולרקמות כתוצאה מהפרשי לחצים. התסמינים רבים ומגוונים: כאבי שרירים ופגיעה במערכות הנשימה, העצבים, השמיעה ועוד. “אתה נע עם ציוד מסורבל מאוד, בתנאים מסוכנים, והדבר האחרון שאתה רוצה זה להתעכב בחוץ סתם או לגלות, באמצע הליכת החלל, ששכחת להביא מברג כלשהו מהמעבורת. וכמובן, אתה לא רוצה להיות האסטרונאוט שייזכר כמי שהרס את טלסקופ החלל החשוב ביותר בהיסטוריה.”
הופמן סיפר כי בתכנון המשימה הועלו 15 תרחישים של כישלון טכני בתיקון הטלסקופ. “ובאמת, במהלך הליכת החלל היה לנו קטע שכמעט איבדנו בורג פצפון. התחלתי לרדוף אחריו, בסיועו של מפעיל המנוף שאליו הייתי מחובר, ובסוף הצלחתי. בסופו של דבר המשימה כולה הוכתרה בהצלחה, ועד היום אני זוכר את הבשורה שקיבלנו מכדור הארץ: “יש לכם שמפניה?” כי התמונות הראשונות שהגיעו מהאבל לאחר התיקון היו פשוט מצוינות – לראשונה מאז שיגורו.”
האבל העניק לאנושות צילומים ומידע על אלפי גלקסיות, סייע במיפוי האנרגיה האפלה והחומר האפל ואישש את התיאוריה לפיה היקום המתפשט בתאוצה הולכת וגוברת. “הוא שוגר לפני 26 שנה – והוא עדיין בכושר. חוקרים המבקשים להשתמש בשירותיו נאלצים לחכות בתור – כי הביקוש גדול מההיצע.”
הפקת חמצן על מאדים
הופמן ציין כי “יותר מכל המשימות שבהן השתתפתי מרגשת אותי המחשבה על המשימות שעוד לפנינו. באחת מהן אני מעורב, לשמחתי: ניסוי בהפקת חמצן על גבי מאדים. עוד משימה חשובה היא הניסיון לגלות חיים מחוץ לכדור הארץ. להערכת המדען הראשי של NASA סביר להניח שאם יש עוד חיים ביקום הם יהיו מיקרוסקופיים, ולכן רובוט לא יוכל לגלות אותם – רק משימות מאוישות. ישנו כמובן נושא הנסיעות המסחריות לחלל – תחום שמאיץ שיתופי פעולה פוריים בין גופים ממשלתיים וחברות פרטיות. המגמה הזאת מעוררת עניין ציבורי עצום בתחום החלל, ובעיני זו התפתחות מצוינת לכל מי שעוסק בחקר החלל.”
בטווח הקרוב ממש, כלומר בשנת 2018, ישוגר ‘הדבר הבא’ בתחום טלסקופיית החלל: טלסקופ ג’יימס ווב (James Webb Space Telescope). “זה יהיה טלסקופ חזק וחשוב מאוד, אבל בגלל המרחק שלו מכדור הארץ – 1.5 מיליארד קילומטר – אין שום תוכנית לשלוח מעבורות מאוישות שיתקנו אותו במידת הצורך. לכן כדאי מאוד שהוא ייבדק היטב לפני השיגור.”
“הידוק הקשרים בין חוקרים מישראל ומאיטליה וחיזוק הקשר עם הטכניון – זו התשובה הטובה ביותר ליוזמות החרם.”כך אמר שגריר איטליה בישראל, מר פרנצ’סקו טאלו, בכנס ישראל-איטליה 2016 בנושא רובוטיקה רפואית ממוקדת-שיקום
פרופ’ ענת פישר
כנס ישראל-איטליה 2016 בנושא “רובוטיקה רפואית בתחום השיקום”, התקיים לאחרונה בקמפוס הטכניון בתל-אביב (קמפוס שרונה) ובו הוצגו ההתפתחויות האחרונות ברובוטיקה רפואית ממוקדת-שיקום. ההרצאות בכנס עסקו בשני תחומים: רובוטיקה מסייעת (Assistive Robotics) המספקת תמיכה יומיומית ומצמצמת את תלותם של אנשים עם מוגבלויות גופניות, ורובוטיקה שיקומית (Rehabilitation Robotics) המסייעת בשיקומן של יכולות מוטוריות שנפגעו.
“שורשים חזקים של שיתוף פעולה”
את משתתפי הכנס בירכו שגריר איטליה בישראל מר פרנצ’סקו טאלו, נשיא לשכת המסחר והתעשייה ישראל-איטליה מר רוני בנטוף, מנהלת רשות המחקר בטכניון גב’ ריטה ברוקשטיין ודיקן הפקולטה להנדסת מכונות בטכניון פרופ’ יורם הלוי. שגריר איטליה ציין את חשיבותם של דיאלוג פתוח וחופשי ושל החלפת רעיונות, במיוחד נוכח הקריאות הגוברות באיטליה לחרם על ישראל ולהפעלת סנקציות נגדה. “לישראל ולאיטליה שורשים חזקים של שיתוף פעולה,” אמר, “ואנו סבורים כי התשובה הטובה ביותר לגורמים הפועלים כנגד ישראל היא בפעולה ממשית הפוכה: קידום הקשר בין החוקרים המובילים בשתי המדינות והבאתם של חוקרים איטלקים לישראל.”
לאחר סיור היסטורי במתחם שרונה ביקרו האורחים במרכז השיקום של בית החולים ‘שיבא’, שם הם נחשפו, בהדרכתו של ראש המרכז פרופ’ יצחק זיו-נר, ליישומים טכנולוגיים ולמערכות מתקדמות לשיקום בתחומי הרובוטיקה והמציאות המדומה. פרופ’ פישר ציינה כי להצלחת הכנס תרמו הנספח המדעי של שגרירות איטליה מר סטפנו בוקלטי, נציגת משרד התעשייה ישראל-איטליה הגב’ קליילה דה קונסיליו, נציג CNR ITIA מר לורנצו מולינרי וכן הגב’ רונית שניאור והגב’ לאה שטרן מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון. הכנס הבא יתקיים במרכז המחקרי לשיקום ב-Lecco איטליה.
איטליה: 70 שנות עצמאות
הכנס בשרונה, שאורגן על ידי הטכניון, הוא אחד מעשרה כנסים שהתקיימו באותו יום ביוזמת שגרירות איטליה בישראל. למחרת, יום העצמאות של איטליה – נאספו כל משתתפי המשלחות במרכז פרס לשלום. “אנו מציינים היום 70 שנות רפובליקה ודמוקרטיה באיטליה ונקודת מפנה בהיסטוריה האיטלקית,” אמרה באירוע שרת החינוך האיטלקית הגב’ סטפניה ג’יאניני. “קיום האירוע במועד זה מסמל את הידידות העמוקה בין איטליה לישראל.”
חוקרים מהטכניון ומהקריה הרפואית רמב”ם זכו בפרס החדשנות בתחרות בינלאומית. הפרויקט שהציגו: רובוט ייעודי לטיפול בגידולים במוח
חוקרים מהטכניון ומהמרכז הרפואי רמב”ם זכו בפרס החדשנות במסגרת Surgical Robotic Challenge 2016. בתחרות, שהתקיימה בלונדון, התמודדו 12 צוותים מרחבי העולם.
הפיתוח של צוות טכניון-רמב”ם הוא רובוט לניתוח מוח זעיר-פולשני, שייעודו הסרת גידולים סרטניים במוח שגודלם עד 6 ס”מ. הרובוט פועל דרך חור קטן בגולגולת באמצעות הקרנת לייזר ושאיבת הגידול. זאת תוך שימוש בטכנולוגיות מקוריות של מנגנון מחטים, זיהוי הגידול בזמן אמת וטיפול ברקמה הסרטנית.
הרובוט פותח במסגרת המחקר של הדוקטורנטית הדס זיסו בטכניון בהנחייתם של פרופ’ משה שהם, ראש המעבדה לרובוטיקה רפואית בפקולטה להנדסת מכונות, ופרופ’ מנשה זערור, חבר סגל בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט וראש מחלקת נוירוכירורגיה במרכז הרפואי רמב”ם.
המחט הכפולה
פרופ’ משה שהם, ראש המעבדה לרובוטיקה רפואית בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון והדוקטורנטית הדס זיסו (מימין)
ההתקן החודר הוא מעין מחט כפולה: מחט חיצונית קשיחה ומחט פנימית גמישה למחצה. המחט החיצונית אחראית לתנועה הסיבובית ולתנועה האנכית לתוך הגידול, ואילו המחט הפנימית מסוגלת לנוע הצידה. כך מושגות למעשה שלוש דרגות חופש.
“בפרויקט הזה ישנם המון אתגרים,” אומרת זיסו. “מלבד אתגר המזעור של כלי הזיהוי והטיפול נדרשנו לאפשר מעבר של פנייה חדה לצורך מזעור המחט החיצונית. לשם כך פיתחנו מחט פנימית שהיא גמישה מספיק כדי להתכופף ביציאה מהמחט החיצונית, אך גם חזקה מספיק כדי להוביל את כלי האיבחון והטיפול אל הגידול במדויק תוך עמידה בעומסים הפועלים עליה. המנגנון שפיתחנו מבוסס על שרשרת של חרוזים מגנטיים זעירים (המחט הפנימית), סיבי קבלר (חומר מרוכב) המושכים את המנגנון פנימה, חוליות נירוסטה המחזיקות את הסיבים האופטיים ואת צינור השאיבה, ועטיפת פוליאוריתן.”
מהלך הטיפול הרובוטי כולל כמה שלבים מקדימים. ראשית, לקראת הניתוח מבוצעות סריקות MRI, ועל גבי הסריקות מכין הרופא את תוכנית הטיפול. שנית, שעות ספורות לפני הניתוח שותה המטופל חומר פלואורוסנטי המסמן במהלך הניתוח את מיקום הגידול, כך שהרובוט יסתמך הן על הסריקות המוקדמות והן על המורפולוגיה של הגידול בזמן אמת.
אלומת לייזר ממוקדת
פרופ’ מנשה זערור
בזמן הניתוח מוקרן לאזור הגידול אור אולטרה-סגול (UV), הגורם לפליטת אור אדום מהחומר הפלורוסנטי. האור האדום מאפשר זיהוי מדויק, בזמן אמת, של הרקמה הסרטנית. על סמך המידע המתקבל ממנגנון זה מופעלת אלומת לייזר דקה, המוקרנת מקצהו של סיב אופטי על תאי הגידול מטווח קצר (1 מ”מ) ומנדפת את הרקמה. במהלך הטיפול נבדקת הרקמה ללא הרף כדי למנוע פגיעה ברקמות בריאות.
הדס זיסו השלימה תואר ראשון ושני בפקולטה להנדסה ביורפואית בטכניון. עבודת המגיסטר שלה, בהנחיית פרופ’ איתן קימל, עסקה בטיפול בגידולים סרטניים באמצעות אולטראסאונד ומיקרו-בועיות. בתום לימודי התואר השני עבדה ב”אינסייטק” ובחברות נוספות בתחום ההנדסה הביורפואית ולפני ארבע שנים החלה את הדוקטורט בהנחייתם של פרופ’ שהם ופרופ’ זערור.
הרובוט מעוגן בפטנט שעליו חתומים שלושת החוקרים וכן פרופ’-משנה דוד זרוק, שעבד על הפרויקט בשלביו המוקדמים במסגרת הדוקטורט שלו בטכניון. שתי חברות ישראליות מעורבות בתהליך הפיתוח: Prizmatix שבנתה את מערכת הזיהוי האופטית וסיון (Civan) שבנתה את מערכת הלייזר. בתחרות עצמה השתתפו הדס זיסו ורומן שמסוטדינוב, מהנדס אלקטרוניקה השותף בפרויקט, שהדגימו את פעולתו של הרובוט בפני חבר השופטים.
טכנולוגיה שפותחה בטכניון עשויה להחליף את שבבי הסיליקון בעולם האלקטרוניקה. הפיתוח מתפרסם בכתב העת Nature Communications
תמונת מיקרוסקופ אופטי של הצטברות מולקולות ה- pNBAעל גבי צינוריות הפחמן הזעירות (CNTs) הצומחות.
מאז גילוין מעוררות CNTs (צינוריות פחמן זעירות) עניין רב בקהילה המדעית בשל תכונותיהן הייחודיות בהיבטים כגון הולכה חשמלית, אופטיקה, חוֹם, תכונות מכניות ורגישות לחומרים כימיים. צינוריות אלה נחשבות לרכיב משמעותי באלקטרוניקת העתיד. לאחרונה הוצג מחשב שלם המבוסס עליהן, ויתכן שבעתיד יוכלו להחליף את שבב הסיליקון כאבן הבניין של האלקטרוניקה.
אחד האתגרים הגדולים בדרך ליישומן של CNTs קשור בצורך לייצרן במיקומים ספציפיים על גבי מצע חלק, בתנאים שיובילו להיווצרותו של מעגל חשמלי סביבן. מאמר המתפרסם בכתב העת Nature Communications מציג פריצת דרך בעניין זה, שהושגה במעבדתו של פרופ’ יובל יעיש מהפקולטה להנדסת חשמל על שם ויטרבי ומהמרכז לננואלקטרוניקה על שם זיסאפל בטכניון. הטכנולוגיה שפיתח פרופ’ יעיש המייצרת את התנאים האמורים ויתר על כן, מאפשרת גם לחקור את התכונות הדינמיות של צינוריות הפחמן לרבות תאוצה, תהודה (רטט) ומעבר מרכּוּת לקושי.
אחד המכשולים המשמעותיים אם לא המשמעותי ביותר הוא הקושי בלמצוא או למקם צינורית שהקוטר שלה מספר ננומטרים (פי 100,000 קטן משערה). יחד עם המסטרנט גלעד זאבי והדוקטורנט מיכאל שלפמן פיתח פרופ’ יעיש טכנולוגיה מהירה, פשוטה, גמישה ולא פולשנית להדמיה אופטית של צינוריות הפחמן. החוקרים מתייחסים לצינוריות האמורות כאל פגם כימי ופיזיקלי על גבי המצע האחיד והחלק. פגם זה משמש כמצע להתגבשות וגדילה של ננו-גבישים אורגניים גדולים יותר, שאותם אפשר לראות ולחקור במיקרוסקופ אופטי שגרתי (בניגוד ל-CNTs, הקטנות מדי). מאחר שהננו-גבישים אינם נקשרים לצינוריות, אפשר לאדותם לאחר מכן ולהשאיר את המשטח חלק, בלי לפגוע בתכונותיהן החשמליות והמכניות של צינוריות הפחמן.
פרופ’ יובל יעיש במעבדתו
“המעגל המשולב, הצ’יפ, הוא פריצת הדרך הגדולה ביותר באלקטרוניקה עד כה”, מסביר פרופ’ יעיש, “ואנחנו מאמינים כי השיטה שפיתחנו תהווה פלטפורמה ישימה לשילוב ננו-אלקטרוניקה בטכנולוגיות סיליקון ואולי אף להחלפתן של טכנולוגיות אלה באלקטרוניקה מולקולרית. CNT היא אבן בניין מדהימה וחזקה מאוד, בעלת תכונות חשמליות, מכניות ואופטיות מופלאות. חלקן מוליכות וחלקן מוליכות-למחצה, ולכן הן נחשבות לתחליף עתידי לסיליקון. התשתית הייחודית שבחדרים הנקיים של מרכז הננואלקטרוניקה בטכניון שבראשותו של פרופ’ ניר טסלר מאפשרת לנו לא רק להדגים את העיקרון אלא גם לייצר התקנים מהשורה הראשונה בעולם”.
לדברי פרופ’ יעיש, השיטות הקיימות כיום לייצור CNT לוקות באיטיות רבה, בעלות גבוהה ובאי דיוק בתוצר – וככלל אינן ישימות לתעשייה. “הגישה שלנו הפוכה מהמקובל. אנחנו מגדלים את ה- CNTs בצורה ישרה, ובעזרת הגבישים האורגניים שמצפים את הצינוריות ניתן לראות אותן במיקרוסקופ בצורה מהירה מאד. לאחר מכן תוכנת מחשב לזיהוי תמונה מוצאת במדויק את מיקום הצינוריות ומתכננת בצורה אוטומטית את המעגל החשמלי האופטימלי ואז ניתן לייצר את ההתקן (הטרנזיסטור). זו האסטרטגיה. היעד הוא שילוב של ננו צינוריות במעגל משולב של רכיבים אלקטרוניים ממוזערים, בעיקר טרנזיסטורים על גבי שבב יחיד (VLSI), שעשויים כאמור להחליף את אלקטרוניקת הסיליקון.”
פרופ’ יובל יעיש למד באוניברסיטת תל אביב וסיים בהצטיינות תואר ראשון ושני בפיסיקה. את הדוקטורט – בפיסיקה ניסיונית של חומר מעובה – השלים אצל פרופסור אורי סיון בטכניון. את הפוסט-דוקטורט בתחום של אלקטרוניקה מולקולרית עשה באוניברסיטת קורנל בארה”ב.
פרופ’ יובל יעישתרשים מתוך המאמר. תמונות מיקרוסקופ של צינוריות הפחמן הזעירות (CNTs).מימין לשמאל:ישראל גולדשטיין, טל טבצ’ניק, מיכאל שלפמן, גלעד זאבי, אלכס דוזורצב ופרופ’ יובל יעיש במעבדה במרכז לננואלקטרוניקה על שם זיסאפל בטכניון.
ג‘סיקה מאייר, אסטרונאוטית של נאסא, מחזור 2013, בוגרת ISU
פאולו נספולי, אסטרונאוט בסוכנות החלל האירופית, כבר שהה בעבר בתחנת החלל הבינלאומית ובחודש מרץ 2017 ישוב לשם במסגרת משימה 52/53.
מנחה הדיון : ג’ון קונלי, ראש תכנית לימודי החלל הבינלאומית (SSP) ובכיר ב-NASA .
פאנל האסטרונאוטים הבינלאומי הוא נקודת שיא בכל תכנית של אוניברסיטת החלל הבינלאומית. משתתפי אוניברסיטת החלל הבינלאומית והציבור יקבלו הזדמנות לשוחח עם קבוצה יוצאת דופן של אסטרונאוטים מרחבי העולם. המייצגים יותר משלושים שנות ניסיון בינלאומי של טיסה לחלל ומכשירים למשימות חלל עתידיות. לחברי הפאנל במצטבר יחד יותר משלוש שנות ניסיון בחלל, ואף בוגרת אוניברסיטת החלל, שנבחרה לאחרונה על ידי נאסא לשמש כאסטרונאוטית.
ראש הפרויקט יבגני גיא מקבל תעודת הוקרה על הובלת הפרויקט
רכב הפורמולה הרביעי של הטכניון נחשף לאחרונה בתערוכת פרויקטי התכן של הפקולטה להנדסת מכונות. בפרויקט, בהובלתו של ראש הקבוצה הסטודנט יבגני גיא, משתתפים 40 סטודנטים מפקולטות שונות בטכניון. 32 מהם יטוסו בתחילת אוגוסט לשתי תחרויות בינלאומיות באירופה עם הרכב המשופר, שכבר עבר 800 קילומטרים של הרצה. יבגני גיא, שהוביל את הפרויקט, יפרוש לטובת לימודי תואר שני בפקולטה ומעביר את המפתחות לסטודנט דוד דיסקין, אף הוא מהפקולטה להנדסת מכונות.
בעבודה על רכב הפורמולה השתתפו השנה סטודנטים מ-7 פקולטות שונות בטכניון, חלקם ותיקים בפרויקט ולחלקם זו הפעם הראשונה. “התחלנו לפני עשרה חודשים מרעיון וסקיצות,” אמר יבגני, “המשכנו עם פתרונות יצירתיים, אתגרים גדולים, ויכוחים וניסויים לתוך הלילה – ולאט לאט ראינו איך הרכב הזה קורם עור וגידים, או במינוח שלנו: שלדה וחיפויים. הרעיון הוביל לתכנון, שכלל את תכן כלי העבודה ששימשו אותנו, ובסופו של דבר הגענו לנסיעה ולאימונים לנהגים. בדרך למדנו המון דברים, ובעיקר למדנו שבהנדסה אין פתרונות קסם.”
רכב הפורמולה 2016 של הטכניוןרכב הפורמולה 2016 של הטכניון
יום ראשון, 17 ביולי בשעה 19:30 – אודיטוריום צ’רצ’יל, הטכניון
מרצה: ג‘ון לוגסדון, חבר סגל אוניברסיטת החלל הבינלאומית
ההחלטה שקיבל נשיא ארצות הברית, ג’ון קנדי, בשנת 1961 לשלוח אסטרונאוטים לירח “לפני תום העשור” היתה ועודנה ההכרעה הדרמטית ביותר בהיסטוריית החלל. ב-20 ביולי 1969 פסע ניל ארמסטרונג “צעד קטן לאדם, צעד גדול לאנושות”. הצלחת משימת אפולו 11 הגשימה את היעד שהציב נשיא ארצות הברית, אולם גם העלתה את השאלה “מה עושים עכשיו, לאחר הנחיתה על הירח?”. ריצ’רד מ. ניקסון נדרש לענות על שאלה זו, ותשובתו שינתה את תכנית החלל האמריקאית מאז ועד היום.
ג’ון לוגסדון, מחבר הספרים “John F. Kennedy and the Race to the Moon ” שיצא לאור בשנת 2010
ו-” Richard Nixon and the American Space Program After Apollo?:” שיצא לאור בשנת 2015, ידון בסיבות שהובילו להחלטתו של הנשיא קנדי והצעדים שנקט כדי להפוך את ההחלטה לתכנית אפולו המצליחה. הוא ישוחח על שיקוליו של הנשיא ריצ’רד ניקסון לסיים את תכנית אפולו ולשנות את מסלולה של תכנית החלל האמריקאית.
יום רביעי, 13 ביולי בשעה 19:30 – אודיטוריום צ’רצ’יל, הטכניון
מרצה: ג’ף הופמן, אסטרופיזיקאי ואסטרונאוט של נאסא. משמש כפרופסור לאוירונוטיקה וחלל ב-MIT
מאז שיגורו, הפך טלסקופ החלל האבל לאחת ממשימות החלל האהובות ויוצאות הדופן והעניק כמה מהתמונות הבלתי נשכחות של היקום. אולם הטלסקופ לא היה הצלחה מידית ולולא עבודתו של צוות STS-61, שכלל את ג’פרי הופמן, פרויקט האבל היה עלול להסתיים כאסון מדעי. ד”ר הופמן יעלה זיכרונות ממשימותיו במעבורת החלל ומניסיונו כ”איש תיקונים” של טלסקופ חלל, וכיצד תיקונים אלו הפכו את הטלסקופ לאחד ממכשירי המדע המופלאים שנבנו אי פעם.
שיטה שפותחה בשיתוף חוקרים בטכניון צפויה לחולל שיפור דרמטי בכושר ההפרדה של טלסקופים
כתב העת Optics Letters מבשר על פיתוח חדש העשוי לשפר משמעותית את כושר ההפרדה של טלסקופים. המחקר נערך על ידי ד”ר אגלה קלרר מאוניברסיטת קיימברידג’ (בריטניה) ופרופ’ ארז ריבק מהפקולטה לפיזיקה בטכניון.
פרופ’ ארז ריבק במעבדתו
כושר ההפרדה (רזולוציה) של טלסקופים, כלומר רמת החדות של התמונה המתקבלת בהם, מוגבל בין השאר על ידי כושר ההפרדה הזוויתי: הזווית הקטנה ביותר בין שני עצמים נצפים שבה הם עדיין נראים נפרדים (ולא כעצם אחד).
כושר ההפרדה הזוויתי, מצדו, נקבע על ידי תופעת העקיפה: גלי האור האור “מתעקמים” סביב מכשולים הנקרים בדרכם – שולי הטלסקופ במקרה זה – והאור חודר לאזור שבו אמור היה להיות צל. תופעה זו גורמת לכך שהעצם הנצפה (כוכב, למשל) לא ייראה לנו כנקודה “נקייה” אלא כמערכת של טבעות, ושני עצמים קרובים ייראו לנו כשתי מערכות-טבעות ה”עולות” זו על זו. במילים אחרות, לא נוכל להבדיל בין שני העצמים.
אחת הדרכים להפחתת העקיפה – כלומר לשיפור ההפרדה הזוויתית – היא הגדלת היחס שבין אורך הגל לקוטר העדשה. כאשר מדובר במיקרוסקופ ניתן לעשות זאת על ידי הקטנת אורך הגל של האור המלאכותי המוקרן; באסטרונומיה, בה אנו מתבססים על האור הטבעי שאינו בשליטתנו, ולכן הפתרון המתבקש הוא הגדלת קוטר העדשה. ואכן, הטלסקופים העצומים הנבנים בעשורים האחרונים מספקים כושר הפרדה זוויתי גבוה מאוד. בטלסקופים בגודל בינוני, לעומת זאת, בעיית ההפרדה הזוויתית עדיין משמעותית מאוד.
החדשות הטובות בעניין זה מתפרסמות כאמור בכתב העת Optics Letters, הרואה אור במסגרת האגודה האופטית האמריקאית. הטכנולוגיה שפיתחו החוקרים בקיימברידג’ ובטכניון מאפשרת הפרדה זוויתית גבוהה גם בטלסקופים בגודל בינוני, וזאת באמצעות “מעקף של גבול העקיפה”.
השיטה שמציעים שני החוקרים מבוססת על הגברת פוטונים: מעבר לעדשת הטלסקופ מוצב מַגְבֵּר, שהוא תווך המכיל אטומים. כאשר פוטון אסטרונומי מגיע מהכוכב ועובר את עדשת הטלסקופ הוא פוגע באחד האטומים האלה וגורם לו לשחרר מספר רב של פוטונים (פוטונים מאולצים). גם פוטונים אלה כפופים לתופעת העקיפה, אולם מאחר שהם “באים בכמויות גדולות” אפשר לשחזר, על פי פגיעתם בגלאי ועל סמך חישובים מתמטיים וסטטיסטיים, את זווית הפגיעה של הפוטון המקורי (האסטרונומי) בעדשה. זאת בניגוד לחישוב ישיר המתבסס על הפוטון המקורי בלבד (בהעדר מגבר). השיטה החדשנית מגבירה את כושר ההפרדה הזוויתי של הטלסקופ פי 10 – וזאת בלי להגדיל את העדשה.
הרתיעה הקיימת משימוש בהגברת פוטונים נובעת מכך שהפליטה המאולצת מלוּוה גם בפליטה ספונטנית המגבירה את הרעש במערכת (כלומר מקטינה את כושר ההפרדה). לכן מציעים קלרר וריבק לנקוט בשיטה החדשה רק בהתפרצויות פוטונים גדולות במיוחד ולא בהתפרצויות קטנות, שבהן הרעש היחסי רב.
שני החוקרים מציינים כי “אחד החסרונות האפשריים של השיטה המוצעת הוא אובדן הרגישות בתמונות המופקות, אולם זהו מחיר ראוי תמורת הקפיצה הדרמטית ברמת ההפרדה הזוויתית. יתר על כן, על אובדן הרגישות אפשר להתגבר חלקית באמצעות הגדלת זמני החשיפה, כלומר הארכת זמן התצפית.”
פרופ’ קלרר, שאחד ממחקריה האחרונים הוביל לגילוי כוכבי לכת הדומים לכדור הארץ במרחק 39 שנות אור מכדור הארץ, אומרת כי “אף שכוכבי לכת אלה קרובים אלינו במונחים אסטרונומיים יהיה קשה מאוד לבנות טלסקופים גדולים מספיק כדי לראותם. מכאן חשיבותה של התגלית המתפרסמת כעת.”
משמאל לימין: פוטונים אסטרונומיים נפלטים מהכוכב, עוברים את העדשה ומגיעים למגבר המכיל אטומים. אטום הנפגע מפוטון אסטרונומי פולט בתגובה כמות גדולה של פוטונים מאולצים (בירוק), הפוגעים בגלאי הטלסקופ ו”מדווחים” בדיוק גבוה על כיוון הפגיעה של הפוטון המקורי (האסטרונומי). רוב הפוטונים הספונטניים (באדום) מתפזרים לצדדים ואינם נקלטים בגלאי; לכן הרעש מועט וההפרדה אינה נפגעת באופן משמעותי
