"ידענו שתהיה בעיה של רחפנים": המדען שנלחם ברחפני אויב בעזרת לייזר

במלחמת חרבות ברזל, לצד איום הטילים והרקטות המוכר התחיל לאיים עלינו אויב חדש ומסוכן במיוחד: רחפנים אוטונומיים. הם קטנים, זולים, שקטים ומסוכנים. כיפת ברזל לא אמורה לתפוס אותם, המכ"מים מתקשים לגלות אותם, אפילו מסוקי קרב עלולים להיכשל בהפלתם, והם הפכו לאחד האיומים המרכזיים שישראל מתמודדת איתם. אבל הפתרון לבעיה הזאת פּוּתח כאן בישראל עוד הרבה לפני המלחמה - ולא באחת מחברות הביטחון הגדולות, אלא בסטארטאפ קטן, "אופטידיפנס". אחד העומדים בראשו הוא חוקר מאוניברסיטת בן־גוריון, שצריך עד היום להילחם על כל שקל של מימון בעודו רואה איך הפתרון שלו זוכה להכרה רק כשכבר הפך להכרח.

"אני איש אקדמיה ש'התלכלך' בתעשייה", כך פרופ' עמי ישעיה (58), ראש בית הספר להנדסת חשמל ומחשבים באוניברסיטת בן־גוריון, פותח את שיחתנו בביתו בנס־ציונה. "הייתה לי תקופה של שבע שנים בתעשייה, ובניגוד להרבה אנשי אקדמיה אחרים אני אוהב לראות דברים מעשיים, ולכן המחקר שלי יישומי יותר. אני אוהב לראות מה קורה בסוף עם מה שאני חוקר".

המסלול שהוביל אותו למעורבות בפיתוח מערכת הלייזר הייחודית "להב אור", שפותחה כדי ליירט בלוני נפץ וכעת מכוונת גם לרחפנים, לא היה ישר. ישעיה נולד בקנדה כשאביו שהה שם בפוסט־דוקטורט, ובגיל שנתיים חזר לארץ, לנס־ציונה. הוא סיים תיכון בגיל 16, התגייס לצה"ל כעתודאי, ועשה תואר ראשון בפיזיקה ומדעי המחשב. הוא שירת באגף התכנון במטה הכללי, במרכז לניתוח מערכות, האמון על חקר ביצועים ובין היתר על ייעוץ בנוגע לרכש מערכות חדשניות לצבא. אחרי השחרור השלים תואר שני באוניברסיטת תל־אביב בתחום הפלזמה וההתפרקויות החשמליות בריק, ואז פנה לתעשייה - לחברת אל־אופ הפועלת בפארק המדע ברחובות. אל־אופ היא "בית הלייזרים של ישראל", לדבריו, כך הוא נכנס לתחום הלייזרים, שהוא חוקר ומפתח עד היום.

את הדוקטורט המתמקד בלייזרים עשה ישעיה במכון ויצמן הסמוך, ולאחר מכן המשיך לפוסט־דוקטורט באוניברסיטת קורנל, שם התמחה באופטיקה לא ליניארית. בסוף חזר לארץ, לבן־גוריון. מ־2007 הוא מנהל את מעבדת המחקר שלו באוניברסיטה בבאר־שבע, ממונה על דוקטורנטים ומאסטרנטים שמפתחים מקורות לייזר ואור באורכי גל חדשניים (כולל לייזרי סיבים מיוחדים), ובזמן הנותר חוקרים כיצד אפשר להשתמש בלייזרים שהם מפתחים. ישעיה מעריך ששני שלישים מהזמן מוקדשים למחקר טהור, והשאר למאמצי יישום; מאז ומתמיד הוא נקרע בין אהבתו ללימוד ובין הרצון לצאת מהכיתה החוצה. "בתעשייה אתה רואה דברים שעובדים. באקדמיה אין לך דברים כאלה", הוא אומר.

מ"אופטידיפנס", שהוא כאמור מהשותפים המייסדים בה, יצאה ההצעה הראשונה לטכנולוגיית לייזר יישומית נגד איומים מרחפים – וזה קרה דווקא בתקופה של טרור העפיפונים ובלוני התבערה. כעת מתברר שהפתרון – "מוצר מיוחד שמפיל מטרות מפלסטיק וחומרים מרוכבים" - שימושי גם נגד רחפנים. "מכיוון שאנחנו חברה קטנה, לא גייסנו בהתחלה הרבה כסף", אומר ישעיה. "התקציבים היו רזים מאוד, והדברים התקדמו לאט. החברה שלנו לא נפתחה בגלל בלוני התבערה, אין בזה שוק. האיום הזה היה רק בארץ ובדרום קוריאה, ואף אחד לא רצה להשקיע בזה. זה מסביר גם למה אלביט והחברות הגדולות לא נכנסו לתחום, כי זה פשוט לא היה עסקי. לא הציונות עניינה אותם".

"פספסנו את אוקראינה במובן של הרחפנים, ולכן פספסנו את חרבות ברזל. אם היינו מגייסים יותר כסף בתחילת המלחמה באוקראינה, או מקבלים מימון, היינו יכולים לרוץ מהר יותר ולהגיע לחרבות ברזל עם מערכות עובדות"

ואתם החלטתם להתמקד בתחום הזה למרות שאין שוק?

"כן. מההתחלה ידענו שתהיה בעיית רחפנים. כשביקרנו במוצבים מול עזה, עוד בשנת 2020, ריחפו מולנו שלושה רחפנים. לכן היה ברור לנו שזה יתפתח ושיתחילו להציק לנו עם זה".

אז אמרתם לעצמכם: מתישהו הטכנולוגיה הזאת גם תצדיק את עצמה כלכלית.

"כן, כי ברור שהרחפנים הם שוק אינסופי".

בעיית האוטונומיה

בעשור האחרון, כל אחד יכול לקנות רחפן ולהטיס אותו: הם זולים מאוד, ומגיעים עם מגוון מערכות. הם גדולים וקטנים, נושאים מצלמות או חבילות, מהירים יותר ופחות. האיום שהם מציבים, לפיכך, מגוון לא פחות. רחפן יכול לשאת כלי נשק או מטעני נפץ, או רק לשדר צילומים לאחור, לעמדת פיקוד ושליטה צבאית. אבל בתחילת הדרך, הצבא חיפש פתרון אלקטרוני לאיום הזה. "רוב הרחפנים היו מדברים עם המפעיל שלהם, עם הג'י־פי־אס, עם הסביבה", מסביר ישעיה. "היה קל מאוד להשפיע עליהם, יותר קל מלקחת לייזר ולכוון אליהם ולשרוף אותם. אם אתה מתערב בערוץ השליטה של הרחפן או משגע לו את הג'י־פי־אס כך שהוא לא יודע איפה הוא נמצא, אז זהו, גמרת אותו. אתה יכול גם להנחית אותו. אלו הגנות שמפעילות יחידות לוחמה אלקטרונית, ולעיתים יחידות של סייבר חכם. אבל אז התחילו להופיע רחפנים שלא מדברים עם אף אחד. הם אוטונומיים לחלוטין, אין להם קשר לג'י־פי־אס. הם מנווטים בכוחות עצמם לפי מפות שהטמיעו בהם, ומתוכנתים מראש לנוע ממקום למקום. אתה לא יכול לשבש אותם, לא יכול לגנוב אותם, לא יכול לעשות כלום".

כלום – חוץ מלהפעיל לעברם את מערכת להב אור, שהצבא והמשטרה השתמשו בה כבר בהתמודדות עם טרור העפיפונים ובלוני התבערה. להב אור היא מערכת ניידת שיכולה גם להיות מקובעת, והחלק הבולט ביותר בה נדמה כמו דוד חשמלי גדול או שפופרת של טלסקופ. זוהי המערכת להולכת הקרן. "כשקרן הלייזר נפתחת הצפיפות שלה מאוד נמוכה", מסביר ישעיה. "כדי שהיא תהיה ממוקדת צריך לשדר אותה בקוטר גדול. אז לוקחים את הקרן הקטנה, מגדילים אותה לקוטר גדול, ואז ממקדים אותה על המטרה. המערכת מסתייעת במערכות מכ"ם, למשל של חברת אלתא, שמשמשת אותנו לגילוי. לנו יש 'קשית' צרה, ולהם יש מערכת שצופה על גזרה ענקית ומסוגלת לראות פיקסל קטן חשוד ולהעביר לנו את המידע. המערכת שלנו פונה לכיוון הזה באופן אוטומטי, ואנחנו רואים את המטרה בקשית שלנו, באמצעי צילום כלשהו. המפעיל שלנו לוחץ על המטרה במסך, וזהו, עכשיו אנחנו נעולים על המטרה. אחר כך הוא מקטין את שדה הראייה ועושה זום, ויכול לזהות מהי המטרה הזאת - ולהחליט אם צריך לירות. הירי הוא רציף: אתה צריך להיות ממוקד על המטרה, אבל המטרה כל הזמן מתקרבת אליך, אז המערכת הדינמית מודדת טווח למטרה ומעדכנת את האופטיקה שלה כדי שהמיקוד יהיה בטווח הנכון".

אז זאת לא מערכת אוטומטית? תמיד יש אנשים שיושבים בקוקפיט?

"זה תלוי בלקוח. הצבא הישראלי והצבא האמריקני רוצים אדם בלופ. המערכת עוקבת אוטומטית, אבל עדיין לא סומכים עליה לירי אוטומטי - כלומר שהמערכת תירה על כל מה שהיא חושבת שהוא רחפן. לכן יש מפעיל שיושב ורואה ומאשר את הירי".

איך מוודאים שאין סכנה במקום ההפלה של הרחפן? הרי אנחנו לא רוצים שהוא יתפוצץ במקום הלא נכון.

"עדיף להוריד אותו בצד של האויב כמובן, אבל זה לא תמיד אפשרי. אתה בונה את קווי הגנה שלך כך שהוא לא יפגע באזורים שחשובים לך. הקרן גם לא מפוצצת את הרחפן, אלא חותכת לו כנף או שורפת לו את האלקטרוניקה, ואז הוא נופל – והתוצאה תלויה במטען שהוא נושא. למשל, כשהורדנו בלונים רובם נפלו בעזה - אבל חלקם נפלו ממש ליד הגדר, והמטען שלהם התפוצץ עם הנפילה. אבל זה היה בשטח פתוח, והצלחנו להפיל את הבלונים הרבה לפני שהם הגיעו לאנשים".

המערכות האלה כבר נוסו על רחפנים במהלך המלחמה?

"המערכת של הבלונים מבצעית כבר. בזמן המלחמה עבדנו בהצלחה רבה מאוד. כבר ב־2022, יחד עם משרד הביטחון האמריקני ועם משרד הביטחון הישראלי, התחלנו בתוכנית שנועדה לשדרג את המערכת של הבלונים כדי שתפעל נגד רחפנים. זה אומר לקחת את הלייזר, להגדיל את הספק המוצא שלו, ולהגדיל את כל האופטיקות כדי שיוכל להוריד גם רחפנים. אבל רחפנים הם לא בלון. בבלון מספיק שהקרן חולפת עליו למשך חלקיק שנייה כשהיא ממוקדת - והיא מפוצצת אותו. בהפלת רחפן אתה צריך לשהות על המטרה. ויש ויכוח ענק בקהילה המדעית על המרחקים האפשריים במתארים השונים. אנחנו בשאיפה להוריד את הרחפן בזמן קצר יחסית".

ישעיה מבהיר, עם זאת, שהמערכת אינה מיועדת להתמודד עם איומים כבדים יותר, כמו השיהאב האיראני. "השיהאב הוא כטב"ם שטס מהר, הרבה יותר מהר מהרחפנים, ואין הרבה זמן לעבוד עליו. מרגע שמגלים אותו יש כמה שניות עד שחייבים לנטרל אותו, ובשביל זה צריך הרבה מאוד אנרגיה. אבל אנחנו לא באים עם 100 קילו־ואט כמו רפאל. אנחנו פועלים בעוצמות נמוכות. המערכת שלנו צריכה להיות זולה. היא צריכה להגן על איצטדיונים, על שדות תעופה. זאת לא יכולה להיות מערכת בעלות צבאית גבוהה. המיקוד שלנו הוא עבודה נגד רחפנים ביעילות כלכלית, ולכן אנחנו משתמשים בלייזרים באינפרה אדום רחוק, שאני מנוע מלהגיד מה אורך הגל שלו, אבל הוא לא עובר חופות של מטוסים. זאת אומרת, אם אני אכוון על חופת המטוס ואתמקד בה היא תתחיל להישרף; אבל פגיעה מקרית לא עוברת דרכה, אז הטייסים מוגנים. כל המערכות האחרות, של חברות אחרות בעולם, עובדות על לייזר סיבים באורך גל של מיקרון אחד, לייזר שיכול לעוור: הוא חודר את העין ומגיע לקרנית".

"כשרצו להשתמש במערכות הגדולות באזורי לחימה, היו צריכים לסגור בשבילן את השמיים, ולומר לחיל האוויר לא לטוס שם. אצלנו לא צריך לסגור כלום. חיל האוויר לא רוצה שיגבילו אותו, ואנחנו לא רוצים להשבית אותו בגלל שני רחפנים"

אז אפשר לומר שפיתחתם לייזר יעיל להפלת רחפנים, שהטייסים לא נפגעים ממנו?

"לא רק הטייסים. נניח שאתה רוצה להציב מערכת שתגן על שדה תעופה. בטרמינל יש אנשים, ואם הרחפן יסתובב באזור והקרן תחלוף עליהם היא לא תפגע בהם. הלייזרים שלנו לא גדולים, ולא יכולים להוריד טילים, ולכן הם לא עניינו עד היום את כל התעשיות הביטחונית הגדולות. אבל הם תפורים לכלי הטיס הקטנים, וגם מוגבלים מראש בהספק שלהם באופן שעונה על צורכי הבטיחות. לכן אם רוצים הגנה במרחב עירוני ובמקום שמסתובבים בו אנשים, המערכת שלנו אידיאלית.

"צריך להבין שכשרצו להשתמש במערכות הגדולות באזורי לחימה, היו צריכים לסגור בשבילן את השמיים, ולומר לחיל האוויר לא לטוס שם. אצלנו לא צריך לסגור כלום. חיל האוויר לא רוצה שיגבילו אותו, ואנחנו לא רוצים להשבית אותו בגלל שני רחפנים. אז אנחנו בעצם באים לפתור את הבעיה הזאת, ומציעים מערכת שתהיה חלק ממעטפת ההגנה לצד מערכות כמו חץ, כיפת ברזל, אור איתן וכדומה. אני לא אומר שלא יצטרכו את ה'ג'אמרים' שמנסים לשלוט על ערוצי תקשורת של רחפנים. אבל אנחנו נטפל במי שיחדור את כל ההגנות האלה באופן אוטונומי".

הצר, השווי והנזק

נשק הרחפנים אינו ייחודי למלחמות ישראל, והממד האווירי של שדה הקרב רק ממשיך להתפתח. "כשהאוקראינים פיתחו את הלחימה עם הרחפנים כולם צחקו עליהם, אבל הם הביאו אותה לדרגת אומנות", אומר ישעיה. "הם משתמשים ברחפנים כמו טילים מונחים קטנים וזולים. הרוסים היו בבעיה ענקית בגלל זה, ואז פנו לאיראנים שיספקו להם את השיהאבים. אוקראינה פתחה לעולם את התחום. גם לפני אוקראינה היו טילים משוטטים, כלומר טיל שיכול לטוס חצי שעה עד שהוא מוצא מטרה, ומופעל מתחנה קרקעית או מונחה על ידי רחפן, אבל זה הרבה יותר יקר - זה כמו טיל עם ראש ביות. הרחפנים משווקים בהיקף גדול והם זולים ונגישים מאוד. גם בתעשיות הגדולות מסבים את הפיתוח לכיוון פלטפורמות שעולות על רחפנים".

ב־2020 כבר קלטתם שתהיה בעיית רחפנים, ובמלחמה באוקראינה יכולתם כבר לראות את הטקטיקות שלהם בפעולה.

"באוקראינה יש אזורים שלמים בגבול שהרוסים מפחדים לצאת אליהם, כי יש בהם איום מיידי של רחפנים תוקפים. אנחנו חיים בתחושת פספוס אדירה: פספסנו את אוקראינה במובן של הרחפנים, ולכן פספסנו את חרבות ברזל. אם היינו מגייסים יותר כסף בתחילת המלחמה באוקראינה, או מקבלים מימון אפילו קודם, היינו יכולים לרוץ מהר יותר ולהגיע לחרבות ברזל עם מערכות עובדות. זה לא היה פותר הכול - זה לא היה פותר את השיהאבים המהירים או טילים אחרים - אבל זה היה פותר הרבה בעיות".

מעניין לראות שהטכנולוגיה בעצם כבר הייתה קיימת. המערכת שלכם אכן מיגרה את טרור הבלונים?

"טרור הבלונים היה וסת לחץ. היו בקהילה הביטחונית מי שחשבו שטוב שיש טרור בלונים, כי זה עדיף מקסאמים וטילים. אבל אני לא רוצה להיכנס לסוגיות פוליטיות; כך או כך, טרור הבלונים מילא רווח קטן מאוד בין שקט למלחמה עצימה, והיה זול ונגיש לצד השני, והוא גם לא ייעלם כי הוא מעשי ומאפשר להטריד בקלות את האוכלוסייה. הצבא זיהה את זה, ורצה למצוא פתרון, והפתרון שלנו נתן את המענה. רק צריך לקנות מספיק מערכות כדי לחסום את כל האזורים. אנחנו לא יקרים, מערכת הביטחון השקיעה בנו מעט מאוד ביחס למה שהושקע בחברות אחרות, ואני אומר את זה גם כביקורת. החברות הגדולות - כבודן במקומן מונח, אבל צריך לתת כבוד גם לשחקנים קטנים שעוסקים בפלחי שוק מצומצמים יותר. וזה לא שלא קיבלנו עזרה, אבל התקציבים שלנו היו יחסית מזעריים.

"אומרים לי: לא תצליח להוריד נחילי רחפנים כי דרושות עשר או חמש שניות לנטרול רחפן בודד. התשובה שלי היא שנחיל חייב תקשורת כדי לא להתנגש. זה המקום של הגאונים שלנו בסייבר ובלוחמה האלקטרונית. המערכת שלנו באמת עובדת באופן טורי, רחפן אחרי רחפן"

"האתגר האמיתי הוא המימון, כי גם מערכת הביטחון אומרת: אם אני מפתחת ברפאל מערכות יקרות שמורידות טילים, אולי נחכה שרפאל יבשילו את הטכנולוגיה. למה להשקיע בחברה קטנה שעושה רק את זה? אבל לדעתי מגזימים מאוד בהיקף השטח שהמערכות הגדולות יוכלו להגן עליו, משם שהן הרבה יותר יקרות. אם את מחשבת את המכפלות, העלות מטורפת".

כלכלית, כל רחפן שמתפוצץ וגורם לנזק או לשרפה מביא לחובת פיצויים כבדים של מדינת ישראל. זה לא האינטרס שלה למנוע את זה?

"שמעתי אנשים בממסד שאמרו שעדיף כבר לפצות את החקלאים על השרפות. אבל המשקיעה הראשונה בחברה שלנו אמרה לנו: קחו את הכסף, רק תפתרו את הבלגן הזה. כי זה היה לא ייאמן. השדות בעוטף היו שחורים. כבאים רצו כמו פורפרות בשדות, זה היה פשוט מעליב.

"לגבי הרחפנים תמיד היו שאלות בממסד איך להתמודד איתם: באמצעים קינטיים, במקלעים שיורים עליהם, ברחפנים אחרים. לגיטימי להתלבט על הכיוון, אבל אנחנו חושבים שהפתרון שלנו הוא הכי יעיל נגד המטרות הקטנות".

מה להערכתך יהיו הבעיות הבאות? אילו עוד טקטיקות זולות ישמשו את האויבים שלנו נגדנו?

"כשמערכות הלייזר יהיו יעילות, הם יתחילו לפתח אמצעי נגד – כלומר, ישתמשו בחומרים שקשה לשרוף. זה מוגבל, כי אנחנו מדברים על פלטפורמות שצריכות להיות קלות ואי אפשר ממש לשריין אותן כי הרחפן לא יתרומם. אבל הם יחתרו למערכות אנטי־לייזר, ואז נצטרך לייצר אנטי־אנטי־לייזר. ככה זה בעולמות האלה, טכנולוגיה מגיבה לטכנולוגיה.

"גם עניין נחילי הרחפנים מתפתח. אומרים לי: עמי, אתה לא תצליח להוריד נחילי רחפנים כי לוקח לך עשר שניות או חמש שניות עד לנטרול רחפן בודד. התשובה שלי היא שנחיל של רחפנים חייב תקשורת כדי לא להתנגש – או תקשורת עם המפעיל, או עם הרחפנים השכנים. זה המקום של הגאונים שלנו בסייבר ובלוחמה האלקטרונית שיורידו אותם. ואולי צריך לפתח אמצעים קינטיים אחרים. כי המערכת שלנו באמת עובדת באופן טורי, רחפן אחרי רחפן. גם שאר מיירטי הלייזר בעולם עובדים ככה, אז צריך לחשוב איך מתמודדים עם נחילים. אני מאמין שהמענה הזה יתפתח".

אני כל הזמן חושבת: כמה זול לתקוף ולהרוס, וכמה יקר להגן ולבנות.

"זה מה שאמרו בשעתו על הבלונים. הבלון עולה סנט אחד, ואתה חוסם אותו בלייזר של מיליונים. אבל מצד שני, צריך לחשוב על המחיר של הנזק. תמיד חשבתי: למה מפתחים את החץ אם הוא עולה שני מיליון דולר לטיל? אבל עכשיו ראית במלחמה עם האיראנים איך כל טיל גרם נזק של מאות מיליונים. אז אני אומר: אם הנזק הוא כזה, כן, תשקיעו".

מצד שני, מבהיר ישעיה, מערכות ההגנה הללו לא יכולות להחליף את ההתקפיות של צבא ההגנה לישראל. "המערכות האלה יקרות, גם שלנו יקרה", הוא אומר. "לא נרצף בהן את כל הארץ. גם שקחנים אחרים אומרים שיעלה להם הון תועפות להגן על כל הארץ. אבל אנחנו אומרים מראש: אנחנו באים להגן על נקודות אסטרטגיות. על כורים גרעיניים, על מתקני ממשלה חשובים, על מכוני מחקר, על אסדות גז, על מתקני התפלה".

אתה צופה התרחבות של השוק הזה בעולם?

"לפני כמה זמן הצגנו בתערוכה באמירויות ושם אמרו לי: 'יפה שמצאת פתרון לבלונים, אבל ברגע שתהיה לך הדגמה מוכחת להפלת רחפן באיקס שניות ממרחק כזה וכזה - תקרא לנו, נראה ונכניס הזמנות'. ארבע מדינות כבר התעניינו. שאלתי: למה אתם מחכים עד הוכחת הקונספט? למה לא מספיק לכם מה שיש לנו עכשיו? תכניסו הזמנה, נתחיל לעבוד על זה. הם ענו לי שהם שבעו משרלטנים. הרבה אנשים כבר הבטיחו להם דברים ולא הצליחו לקיים.

"יש לנו התעניינות ממדינות מזרח אירופה, פולין, סלובניה, סלובקיה. היו לנו מדינות בדרום אמריקה, באיים הקריביים. בעיקר חברות ממשלתיות. ההודים פנו אלינו בבהילות לגבי גבול פקיסטן. נציג ישראל בהודו אמר לי שהם מקבלים בכל יום דרישות למערכות לייזר, ושאל אם יש לנו מה להציע. הביקוש עצום.

"החברות הגדולות רצו להתמודד עם הטילים, וכשצצו הרחפנים הן אמרו, נו, 'נשנמך' את הלייזרים שלנו, נוריד את ההספק ונתמודד. אבל זה לא טוב, כי הלייזר שלהן לא מותאם לפלסטיק ולחומרים המרוכבים של הרחפנים, אלא לטילים, והוא לא בטוח להפעלה באזורים עירוניים. גם אם פותרים את הבעיות האלה, המערכות האלה יקרות. שדה תעופה בגודל בינוני יכול להרשות לעצמו שתי מערכות כמו שלנו אבל לא מערכת כמו אור איתן. אלו מערכות שטובות למלחמה, ואנחנו חושבים יותר על תקופות של בין שלום למלחמה".

לתגובות: dyokan@makorrishon.co.il