הפריסקופ

הפריסקופ הראשון הומצא ב- 1854, על ידי הממציא הצרפתי מארי-דאווי, שעיצב שפורפרת בעלת שתי מראות פשוטות, שהוצבו בזויות של 45 מעלות זו ביחס לזו, ובכיוונים מנוגדים.

רק בשנת 1900, הבין סיימון לייק שניתן לנצל טכנולוגיה פשוטה זו בצוללות, כדי להסתכל מבעד למים.

שדרוג נוסף של הפריסקופ הפשוט התקבל במהלך מלחמת העולם הראשונה, כאשר הוא הפך לכלי חשוב בשימוש הצבאי. במקביל, בשנים אלו, האופטיקאי הווארד גרוב פיתח גרסת פריסקופ קלה לשימוש, ניידת ומתקפלת.

לבעלי הצוואר הקצר

מפתיע לגלות שהמצאת הפריסקופ לא התעוררה עקב צורך צבאי. השימוש העתיק ביותר המוכר של הפריסקופ נעשה כבר בשנת 1430, על ידי יוהאן גוטנברג. גוטנברג מצא כי בעת התקיימותם של פסטיבלים מרובי משתתפים קיימת בעיה, בעיקר לאנשים נמוכים. גם אז, גם היום, קשה לראות מבעד לקהל האנשים שעומד לפניכם. הפריסקופ היה פתרון מחוכם שאיפשר להתגבר על בעיה זו.

הפתרון המפתיע של גוטנברג יכול לשמש אתכם גם היום. תוכלו לקחת אתכם את הפריסקופ שבניתם בחוג לאירועי הבמות ביום העצמאות, למשל, וליהנות מעמדת צפיה גבוהה יותר, בחינם וללא מאמץ מיוחד.

יוהאן גוטנברג (1398-1468)

יוהאן גוטנברג מוכר יותר כאביה של מהפכת הדפוס, אשר נחשבת בעיני רבים לפיתוח הטכנולוגי החשוב והמשמעותי ביותר לחברה אנושית ב-500 השנה האחרונות.

קראו על מהפכת הדפוס

שימוש זה, שהציע גוטנברג לפריסקופ, לא הפך למסחרי באותה התקופה ושימש אנשים מעטים בלבד.

איך עובד הפריסקופ?

המיוחד בפריסקופ הבנוי בטכנולוגיה פשוטה זו, הוא שהיא מאפשרת למתבונן לראות חפצים בקו האופק, כאשר הוא נמצא מתחת לקו המים ובתוך הצוללת.

עיקרון עבודה של הפריסקופ מתבסס על חוק החזרת האור: זוית הפגיעה של קרני האור במשטח ישר שווה לזוית ההחזרה של קרני האור. מכיוון שזוית הפגיעה וזוית ההחזרה זהות, קרן אור שפוגעת במראה כאשר היא במצב מאוזן, תשנה את כיוונה למצב מאונך.
באותו אופן, כאשר תפגע קרן האור במראה נוספת, היא תעבור שוב למצב מאוזן, רק שכעת היא תהיה ממוקמת בגובה, התלוי בגובהו של הפריסקופ.

בפריסקופים מתקדמים יותר, ניתן לשנות את הגובה שעובר האור, על ידי שינוי בזויות המראות.

הפריסקופים המודרניים המשמשים בצוללות כוללים שיפורים טכנולוגיים, בהם מערכת עדשות מתוחכמת יותר אשר מאפשרת הגדלה, מסננים המאפשרים צפייה תחת תנאי מזגי אויר לא מיטביים, ועוד.

לכל הפריסקופים, יהיו משוכללים ככל שיהיו, במיוחד אלו אשר נמצאים בשימוש צבאי, ישנו חסרון ניכר. תוכלו לנחש מהו?

לחצו כדי לגלות את התשובה!

החיסרון הוא בצורך של ראש הפריסקופ להציץ מעל לקו המים (או מחוץ למסתור), ובכך להסתכן בהתגלות לאויב!

היעלמותו של הפריסקופ מהצוללות המודרניות עקב התקדמות טכנולוגית

השיפור הטכנולוגי המרכזי בצוללות בגזרת קשר העין עם החוץ, הוא מערכת של חיישני הדמיה אלקטרונים אשר מועלים אל מעל לקו המים. מערכת זו מכונה 'תורן פוטוני' ודומה יותר לאנטנה מאשר לצינור.

מערכת התורן הפוטוני שמותקנת על ראש הצוללת.

היתרון של המערכת בניגוד לפריסקופ, הוא שישנו צורך לפתח קטן הרבה יותר בגוף הצוללת, כדי להעלותה אל מעל לקו המים. מסיבה זו, השימוש בה בטוח יותר מהשימוש בפריסקופ. כמו כן, היא משלבת מצלמות חום ומצלמות ראיית לילה, ומסייעת לצוללת גם בניווט, בלוחמה אלקטרונית ובתקשורת עם החוץ. פיתוחים נוספים נעשים בתחום כדי לשפר מערכת זו אף יותר. למעשה, כבר לא ניתן למצוא את הפריסקופ בצוללות של ימינו.

פריסקופ תת ימי

גם עם מערכת התורן הפוטוני, החסרון שבצורך להציץ מחוץ לקו המים ובכך להסתכן בחשיפה עדיין קיים.

לכן עמלים מהנדסים על פיתוחו של פריסקופ תת-ימי, כזה שיהיה שקוע כולו מתחת לפני המים ולא ידרוש מהצוללת 'להוציא את הראש' מעל לפני המים.

אך הקושי בפיתוח פריסקופ שכזה הוא רב. הבעיה העיקרית העומדת בפני המהנדסים נובע משבירת האור במעבר בין תווך האוויר לבין תווך המים.

הרי לכם ניסוי קצר: טבלו עפרון בכוס או באמבט מים, והביטו עליו מזוויות שונות. מה עיניכם רואות?

העבודה לפיכך מתרכזת בתיקון עיוות הראייה שנוצר. בנוסף לבעיית שבירת האור, קיימת גם בעיית הגלים. כל גל, אפילו הקטן ביותר, ישבור את קרני האור בזוית שונה, ויגרום לעיוות גדול בתמונה, שקשה לחזות אותו.

אל תסתפקו בלהתרשם מהאפקט כפי שהוא נראה בתמונה כאן. נסו לבצע את הניסוי בעצמכם!

למתקדמים:
הפריסקופ התת-ימי מכונה גם 'פריסקופ וירטואלי'. אם ברצונכם לקרוא עוד על הפריסקופ הוירטואלי, הנה קישור לכתבה בנושא באתר 'הידען'.

המהנדסים, אם כך, עומדים בפני בעיה סבוכה שעדיין לא נפתרה טכנולוגית. אם, בעוד מספר שנים, תקראו בכתב עת מדעי פריצת דרך בתחום, תדעו שעבודתם של המהנדסים השתלמה וכי נמצא פתרון טכנולוגי לבעיה.