כ-150 אלף רקטות וטילים מכוונים לעבר ישראל בכל רגע נתון - אתגר עצום למערך ההגנה האווירית בלחימה. ברור שלאורך זמן, טיל מיירט אחד של כיפת ברזל בעלות גבוהה מול "צינור מעופף" בפחות מאלף דולר, אינו מצב בר קיימא. מערכת לייזר, לעומת זאת, מורכב ויקר מאוד לפתח, אבל מרגע שהיא קיימת - היא הופכת את המשוואה עם עלות ירי כמעט אפסית. כפי שתיאר ראש הממשלה בנט בביקור במתקן רפאל: "בעלות של שני דולרים על חשמל נוכל ליירט רקטה של עשרות אלפים. זה שובר שוויון אסטרטגי שלא רק יכה את האויב צבאית, אלא גם ירושש אותו כלכלית".
סדרת הניסויים שבוצעה לפני מספר חודשים בשמי המדינה, במסגרתה יורטו כלי טיס בטווחים וגבהים שונים מבלי שפגע בהם חימוש קינטי, הייתה דרמטית בכל קנה מידה. פריצת דרך מדעית ומבצעית שעתידה לשנות את פני המערכה. "אנחנו בתוך הפיתוח הזה כבר עשור, וגלגולים שונים של קונספט ה-Star Wars מסתובבים בעולם כבר זמן רב. אבל לראשונה יש לנו מערכת מבצעית מוכחת, אפקטיבית ומוכנה להפעלה בלחיצת כפתור על ידי חיילים, לא מהנדסים", אומר חיים, דוקטור לפיזיקה, סגן למחקר ופיתוח של חטיבת מפ"ה (מו"פ והנדסה) ברפאל. בראיון מיוחד הוא מדגיש כי את קו פרשת המים מחזון למציאות לא חצתה דיסציפלינה אחת כי אם שילוב רב תחומי נדיר של פיזיקה, מכניקה, אלקטרואופטיקה, אלגוריתמיקה, תוכנה ועוד.
אם נקפוץ רגע לשורה התחתונה, לתפיסת ההפעלה, איך מערכת מגן אור אמורה להשתלב במערך ההגנה האווירית? והאם בראייה עתידית היא תחליף את פרקטיקת היירוט שאנחנו מכירים כיום?
"המערכת נולדה מההתנסות המבצעית שלצערנו, מדי פעם נופלת עלינו, תרתי משמע. נוצר צורך מבצעי לרתום את הטכנולוגיה באופן מיטבי כדי להוסיף עוד מענה, עוד יכולת שמתמזגת עם זו הקיימת. המערכת אופיינה ונבחנה בסימולציות כמשלימה את מערך ההגנה הקיים, עם יכולת אוטונומית לא רק לזהות בזמן אמת את המטרות אלא גם לקבוע מה תהיה הדרך המיטבית ליירט אותן - בטיל או בקרן לייזר. במישור העקרוני, מדובר על יירוט בשכבה הנמוכה יותר, אם זה רקטה, כטב"ם, רחפן או פצמ"ר. אבל אפשר להניח, בעיקר מהשיקול הכלכלי, שיותר ויותר חימושים יעברו לווקטור הלייזר. אפשר לחשוב על אפליקציות כמו הגנה על ספינה בלב ים, פלטפורמות מוטסות ועוד".
"אי אפשר להגזים כאן בגיוון הפתרונות שנוצרו תוך כדי פיתוח, החל מאתגרים שקשורים בהמרת האנרגיה וקירור המערכת, דרך העקיבה אחר המטרה במעופה ועד להתגברות על הפרעות בדרך אליה"
ישראל לקחה בעבר חלק בפרויקט הלייזר נאוטילוס, ולבסוף משרד הביטחון העדיף את כיפת ברזל. במה שונה מגן אור?
"נאוטילוס היה מבוסס על טכנולוגיה של לייזר כימי. אנרגיה כימית, שנוצרה כתוצאה מערבוב ותגובה בין חומרים מאוד לא סימפטיים, הומרה לאנרגיית אור. זה כרוך במאמץ לוגיסטי בשימור החומרים, בשינוע שלהם, וחלילה גם בנזק סביבתי במקרה של תקלה או פגיעה. במגן אור אנחנו ממירים חשמל - מגנרטור, סוללות או גנרטור שמטעין סוללות - לאור. אין איום למפעיל או לסביבה, כל עוד שומרים כמובן על פרוטוקול הבטיחות. אין גם מחסנית חימוש, אין הגבלה בירי שניתן לבצע ואין צורך בחידוש מלאים לאחר הלחימה. זה מבטיח רציפות אש, עמידות, בטיחות ואפקטיביות".
אז בוא נצלול לטכנולוגיה. איך קורה הפלא?
"רק בעבודה משותפת, תוך גיוס מגוון רחב מאוד של דיסציפלינות מדעיות וטכנולוגיות. אי אפשר להגזים כאן בגיוון הפתרונות שנוצרו תוך כדי פיתוח, החל מאתגרים שקשורים בהמרת האנרגיה וקירור המערכת, דרך העקיבה אחר המטרה במעופה ועד להתגברות על הפרעות בדרך אליה.
"כדי להשמיד מטרה או להוציא אותה מכלל איום, צריך להביא אליה אנרגיה. מסורתית היו אלו אנרגיות קינטיות - קליע שנורה מטנק או תותח, או אנרגיות כימיות - חנ"מ בטיל שמתפוצץ. כאן אנחנו הופכים אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור. כדי להביא את האנרגיה הזאת למטרה אנחנו צריכים לשמור על אלומת אור יציבה בקוטר מטבע במרחק של כמה קילומטרים, ו"לגעת" בנקודה מסוימת במטרה הדינמית לאורך זמן מסוים. גם כאן נכנסות דיסציפלינות רבות: אנשי המערכת האלקטרואופטית מייצרים את סנסור העקיבה, אנשי הראייה הממוחשבת מבצעים אלגוריתמיקה של עיבוד התמונה ועקיבת הווידאו המדויקת, ואנשי הבקרה מתרגמים את התוצאה ודואגים להזיז את כל המנועים כך שהטלסקופ המקרין את האנרגיה יכוון בדיוק הזה.
"אנחנו רגילים לחשוב שאור נע בקווים ישרים, אבל באטמוספירה זה ממש לא כך - יש אפקטים אטמוספיריים שגורמים לסטיה של האלומה. פריצת הדרך הכי משמעותית הייתה למצוא פתרון אפקטיבי ואמין. כאן פיזיקאים שמתמצאים בנושא יחד עם אלגוריתמיקאים פיצחו את הפיצוי הנדרש, ומהנדסי אלקטרוניקה מינפו את האלגוריתמיקה לרכיבי קושחה אלקטרוניים. צריך לזכור שבסוף, אלו חישובים שחייבים להתבצע במהירות גבוהה מאוד, וזה לא מתאפשר במחשב רגיל. המימוש הוא ברכיבים מיוחדים שמסוגלים לעמוד בקצב כזה".
מה אתם רואים בסימולציות?
"אנחנו מתקילים את המערכת בעשרות אלפי תרחישים מול setup גיאוגרפי מוגדר, כשכל עולם תוכן תורם את המודל המתמטי הרלוונטי ואנשי התוכנה עורכים אינטגרציה של הכול. אנחנו רואים את ההחלטות האוטונומיות של המערכת (עם מעטפת של בקרה אנושית בביצוע), בודקים כיצד היא משתלבת עם מערך ההגנה האווירית הכולל, עד כמה היא מסוגלת לתת מענה להיקפי אש גדולים. מפא"ת פרסמו שאחרי מבצע שומר החומות נעשתה סימולציה לכל היקף הירי הרקטי שבוצע במהלכה. צריך גם לומר שהסימולציות עברו תיקוף מול הניסויים בפועל, והיה להן תפקיד מרכזי בהבעת האמון במערכת ובהחלטה לרכוש אותה".
מתי יהיו לנו יחידות של מפעילי לייזר במדים?
"המערכת היא כרגע אב טיפוס ונדרש עוד פרק זמן כדי למבצע אותה. העיתוי כבר תלוי בפרויקט, בצה"ל ובמשרד הביטחון". (נציין כי על פי הפרסומים, ראש הממשלה ביקש להכניס את המערכת למבצעיות כבר השנה, אולם במשרד הביטחון מעריכים שיתכן וייקח יותר זמן).
אז מהן התחושות כשזה סוף סוף קורה? כשהניסוי מצליח?
"קשה לתאר את ההתרגשות, ודאי בניסוי עצמו. האנשים שהרכיבו את הקרון והרכיבים בשטח כמעט לא ראו בית במשך חודש, ויש לנו חבר'ה שבתוך הנושא הזה שנים על גבי שנים. ואז, ברגע אחד, הכול מסתנכרן. יוצא מספרי המדע הבדיוני ומתגשם. יש פה גם הישג טכנולוגי-מדעי, עם שורה של פריצות דרך שאם רק היה אפשר היה לדבר עליהן - אולי בעתיד יהיה - היו נותנות למהנדסים את הבמה המרכזית בכל כנס בינלאומי, וכמובן גם תחושה היסטורית בביטחון. יש המון פיתויים בשוק, אבל התחושה המיוחדת הזאת שלא סתם פיתחת עוד אפליקציה או שיפרת שורת רווח של מוסד פיננסי, אלא תרמת באמת לביטחון המדינה, להגנה על הבית - זה משהו שלטעמי לפחות, אין לו תחרות".