מערכות המודיעין המורכבות ביותר, מטוסי הקרב המתקדמים ביותר ומכשירי הקשר הרגישים ביותר: כולם מתבססים על שעונים אטומיים. "הרעיון שמאחורי שעונים אטומיים דומה מאוד לשעון כף היד שכולנו מכירים – כאשר רק רמת הדיוק משתנה", מסביר בני לוי, מנכ"ל חברת אקיוביט. "שעונים אטומיים מסוגלים לעקוב אחרי הזמן ברמת דיוק של מיליארדיות השנייה".
לדברי לוי, השימושים הצבאיים של שעונים אטומיים הם נרחבים למדי. "כשאנחנו מסתכלים על עולם התקשורת האלחוטית, גופי ביטחון לא יכולים לשדר בתדר קבוע אחד – מכיוון שהאויב יוכל לזהות את אותו התדר ולחסום אותו. כדי להתמודד עם האתגר הזה, מערכות צבאיות מדלגות מתדר לתדר. כל הרשת הצבאית קופצת בין תדרים – בקצב שיכול להגיע לאלפי קפיצות בשנייה. השעון האטומי קובע מתי מתבצע כל דילוג – וכך מאפשר סנכרון מלא והגנה מפני חסימת התקשורת.
"הדוגמה הטובה ביותר לחשיבות של הסנכרון בין המערכות הצבאיות היא המתקפה האיראנית על ישראל ב-14 באפריל", הוא מוסיף. "באותו הלילה היו באוויר מאות מטוסים – שפעלו לצד אינספור מערכות הגנה אווירית. כולם היו מתוזמנים אחד עם השני בצורה מושלמת, באמצעות אותם שעונים אטומיים מדויקים. צריך להבין שמדובר בפתרון שמשמש היום כמעט כל גוף ביטחוני ברחבי העולם".
בשנת 2024, שעונים אטומיים משחקים תפקיד משמעותי גם בעולמות המודיעין. "נניח שאנחנו רוצים לאכן את המיקום של מכ"ם שנמצא במדינת אויב. אנחנו משתמשים בארבעה סנסורים עם שעונים אטומיים שקולטים את המכ"ם – ומחברים יחד את המידע שהם אוספים. בעזרת המידע שאספנו, אנחנו יכולים לבנות מערכת משוואות עם ארבעה נעלמים – שהפתרון שלהן הוא המיקום של המכ"ם. זמן כפול מהירות שווה למרחק – והשעונים האטומיים מאפשרים לנו לקבל סנכרון זמן ברמת דיוק של מיליארדיות השנייה. התוצאה היא איכון של מכ"מים ויעדים מודיעיניים אחרים – עד לרמת המטרים הבודדים. ההשלכות הצבאיות הן דרמטיות: אנחנו כבר לא צריכים לשלוח עשרים מטוסים שיפציצו את היעד – אלא רק טיל אחד".
משלחת הוקרה אמריקאית
חברת אקיוביט, שמתמחה בשעונים אטומיים, נוסדה בשנת 1993 בידי בני לוי וד"ר אבינועם שטרן. "מהרגע הראשון ידענו שהתחום הזה הוא גם מרתק מהבחינה הטכנולוגית – וגם נראה מבטיח מבחינת השימושים האפשריים", מספר לוי. "מהר מאוד נתקלנו בבעיה שנקראת GPS. לך תסביר לאנשים למה הם צריכים שעונים אטומיים כשהלוויינים שולחים להם את הזמן המדויק בחינם. כשאמרנו לאנשים שמערכות ה-GPS עלולות להיחסם ברגע האמת, נתקלנו בגיחוך".
מתוך אמונה בפוטנציאל של מערכות שעונים אטומיים, לוי ושטרן יצאו לדרך בצורה עצמאית. "התחלנו כמו חברת גראז': שכרנו משרד קטן של 15 מ"ר בירושלים, רכשנו ציוד והתחלנו לעבוד. בסופו של דבר הצלחנו לפתח את המוצר הקטן ביותר בעולם השעונים האטומיים – עם ביצועים מדויקים מאוד. לאט-לאט התחלנו לחדור למערכות ביטחוניות – ובשלב מסוים זכינו במכרז של משרד ההגנה האמריקאי".
אקיוביט נבחרה לפתח עבור חיל האוויר של ארצות הברית שעון אטומי שיכול לתפקד גם בתנאים של פיצוץ גרעיני. "השעון שפיתחנו היה מיועד למפציצים האסטרטגיים של ארצות הברית", מסביר לוי. "כנראה שעשינו מוצר מוצלח, כי יום אחד הודיעו לנו שקולונל מחיל האוויר האמריקאי אמור להגיע להעניק לנו תעודת הוקרה. באותה התקופה ישבנו בשכונה חרדית בירושלים שהתפרסמה בעקבות הפגנות השבת – והגענו למסקנה שאנחנו צריכים למצוא משרדים נורמליים. אבינועם נשלח לעכב את האמריקאים – ואני נשלחתי לדאוג לשפץ את המשרד החדש באזור ההיי-טק של ירושלים בהר חוצבים במהירות. יומיים אחרי שנכנסנו למשרדים החדשים, הגיעה אלינו המשלחת האמריקאית עם תעודת ההוקרה".
עקרונות הפיזיקה הקוונטית
בניגוד לשעוני קוורץ שכולנו מכירים, השעונים האטומיים שמייצרת אקיוביט מתבססים על עקרונות הפיזיקה הקוונטית. מערכות השעונים מודדות את הזמן על בסיס גלי פליטת הפוטונים מתוך האטום. מכיוון שאותם גלי פליטת פוטונים הם מחזוריים, השעונים האטומיים של אקיוביט מסוגלים להגיע לרמת דיוק גבוהה במיוחד.
שעונים אטומיים לא משמשים כיום רק בעולמות הביטחון וההגנה. "השימושים האזרחיים של המוצרים שלנו הם מאוד נרחבים", אומר לוי. "בעולם ייצור החשמל, עושים שימוש במגוון מתקני ייצור שונים – ששולחים אחר כך את החשמל לאותם כבלי נחושת. החשמל נראה כמו גל סינוס – ולכן צריך לסנכרן בין הגלים השונים. הכל חייב להיות מתוזמן עד למיליונית השנייה. הסנכרון הזה מסייע לשמור על רשת החשמל גם בתרחיש של פגיעה באחד המתקנים".
מעבר לכך, שעונים אטומיים נמצאים בשימוש גם במרכזי דאטה, בבנקאות, בתעשיית האנרגיה, במערכות תקשורת סלולרית וגם במערכות GPS. "מערכי הלוויינים בחלל זקוקים לשעונים אטומיים מדויקים", הוא מסביר. "היום, כל מעצמה בונה מערכת מתחרה ל-GPS: הרוסים, הסינים וגם האירופאים. בתוך מערכת הלוויינים האירופאית, שנקראת גלילאו, נמצאים שעונים אטומיים מתוצרת אקיוביט".
מחקר בחלל העמוק
חברת אקיוביט הייתה שותפה לפני כשנה למשימה היסטורית: שיגור חללית למחקר מדעי של כוכב הלכת צדק וירחיו. "סוכנות האירופאית החליטה לשלוח חללית לצדק כדי לחקור את האפשרות של קיום חיים במסגרת תכנית JUICE", מספר בני לוי. "מדובר במשימה למרחק טיסה של 900 מיליון קילומטרים מכדור הארץ לאזור כוכב צדק – ולכן הם היו צריכים שעון מאוד יציב ומדויק למשימה הזאת. האירופאים פנו אלינו על בסיס העבודה שלנו עם צבאות מובילים והשעונים המיוחדים שסיפקנו לתכנית "גליליאו" – ובחרו בנו במשימה".
במשך שמונה שנים, אקיוביט פיתחה את השעון האולטרה יציב USO לאותה חללית מתקדמת. "עבדנו בשיתוף פעולה עם סוכנות החלל הישראלית – וכך מדינת ישראל קיבלה כרטיס כניסה לפרויקט הזה. החללית שוגרה לחלל לפני יותר משנה – והיא צפויה להגיע ליעדה בעוד שש שנים. צריך להבין את ההשלכות של אמינות. אנחנו פיתחנו את השעון במשך שמונה שנים, סוכנות החלל האירופאית בדקה אותו במשך שנתיים, הוא שוגר למסע של שמונה שנים בחלל – והוא צפוי לבצע את המשימה שלו במשך ארבע שנים.
"כלומר, זהו שעון שאסור לו להתקלקל במשך שנים ארוכות מאוד", הוא מסכם. "לקראת השיגור, אחרי שהאירופאים בדקו את השעון, אמרו לנו בנאס"א שהתוצאות נראו להם טובות מדי. אם סוכנות החלל האירופאית לא הייתה חותמת על אמינות התוצאות,כך הם אמרו – נאס"א היו מתקשים להאמין לתוצאות הפנומנליות של השעון של אקיוביט. במבחן התוצאה, פיתחנו את השעון היציב ביותר שאי פעם נשלח לחלל העמוק".
באמצעות אותו מוצר מתקדם שאקיוביט פיתחה, ייצרה וסיפקה לסוכנות החלל האירופאית ESA, מדינת ישראל נכנסה לראשונה למועדון היוקרתי של מדינות שמייצרות ומספקות מוצרים לחלל העמוק.
בשיתוף אקיוביט
