השמש היא המנוע המרכזי שמאחורי כדור הארץ: בלי השמש אין חיים על פני כוכב הלכת ארץ. מצד שני, באזור המדברי הזה אנו נמצאים במאבק יום-יומי עם השמש: עם החום והיובש, עם חוסר מים. בעזרת טכנולוגיה מדע ויוזמה,  ניתן לרתום את אנרגית השמש ולנצל את המשאבים הטבעיים והמקומיים כדי לחיות בשלום עם סביבתנו.

 

במדבר, אנחנו חיים בסביבה חמה מאד ויבשה, ומשקיעים אנרגיה עצומה בקירור חללים בעזרת מערכות מיזוג אוויר. איך ניתן לקרר את סביבתנו הפנימית ללא השקעת האנרגיה הגדולה המאפיינת מיזוג אוויר קונבנציונאלי? מתקן זה מציג איך- על בסיס עקרונות של אוורור טבעי, אידוי מים, ואנרגיה סולרית ניתן למזג חלל גדול.

פתחו העליון של המגדל מכוון כנגד כיוון הרוח הרווחת באזורנו (צפון-מערב) וכך מתעל את אוויר אל תוך המגדל. אם אין מספיק רוח, זרימת האוויר נעשית בעזרת מאוורר ענק. האוויר החם והיבש עובר דרך מערפלים, שמתיזים טיפות מים זעירות. התזה זו גורמת לצינון האוויר: חום האוויר הועבר לאידוי טיפות המים ( חום כמוס). האוויר הקר והכבד שוקע כלפי מטה לחלל המגדל ומושך בעקבותיו אוויר חם ממעלה המגדל ובכך נשמרת זרימת האוויר אל תוך המגדל. המים במתקן הם מים מותפלים ומתקן ההתפלה הזעיר מדגים את התהליך של התפלה באוסמוזה הפוכה.

כל צריכת האנרגיה במתקן זה, הכוללת את הפעלת המכשירים היא טבעית – סולארית.

כנסו פנימה ותרגישו את הבדלים בין החוץ והפנים לעיתים הפער יכול להגיע לכדי 20 מעלות.

איך יצורים חיים בטבע מפיקים מים מסביבתם במדבר? יש בעלי חיים וצמחים שחיים אך ורק מטל וערפל. מתקנים אלה מציגים איך ניתן לנצל את מקור מים הנסתר הזה.

קולט הטל: בנגב, יש לנו ימים חמים, ולילות די קרירים- תנאים אידיאליים להיווצרות טל. במהלך היום, אוויר החם סופג אדי מים. בלילה, האוויר מתקרר, וכמות הלחות שהוא יכול להכיל יורדת, עד שהוא מגיע לנקודת רוויה. המים מתחילים להתעבות על משטחים שהתקררו באופן ניכר במהלך הלילה כמו פלסטיק, זכוכית, עלים, אבני צור וכ"ו. במתקן זה בלילה טיפות הטל מתעבות על המשטחים הלבנים, ומתנקזות דרך "התעלה" בתפר של הכנפיים כלפי כלי הקיבול העשוי זכוכית. באזור ניצנה  יש כ- 200 לילות טל בשנה. ממשטח של מ"ר נוכל לאגור כוס מים אחת.

לוכד ערפל: יש כ- 40 לילות ערפל באזור ניצנה. הערפל הוא למעשה טיפות מים זעירות המרחפות באוויר. הטיפות התגבשו סביב גרעיני התעבות סופחי מים כחלקיקי אבק או מלח. קולט הערפל מורכב מרשת ניילון מתוחה על גבי מסגרת אליפטית,העומדת  בניצב לכיוון משב הרוח הדומיננטי באזור. בליל ערפל, טיפות המים נלכדות וניגרות לאורך חוטי הרשת לתוך הקונוס למטה. כמות המים מגיעה לשיעור של 4 ליטרים למטר מרובע של רשת בליל ערפל.

 בטבע מקורות של מים מליחים. איך ניתן לנצל אותם? התפלת מים הינהתהליך הפיכת מים מלוחים למים מתוקים. התפלה קונבנציונאלית, המבוססת על זיקוק או שימוש בממברנות (קרומים), תלויה בהשקעת אנרגיה, האם ניתן להשתמש באנרגית השמש, הזמינה והנקייה?

מתקן התפלה זה  בנוי מפירמידת זכוכית אשר בבסיסה בריכה שחורה שמתחממת מקרינת השמש. חימום חלל הפירמידה מוגבר בעזרת  "אפקט חממה"- קרינה האינפרה-אדום המוחזרת מפני הבריכה נלכדת בתוך החלל ע"י הזכוכית החופה, המים המליחים בבריכה מתחממים ומתאדים. אדי מים עולים ופוגעים בזכוכית, מתעבים, ומתנקזים דרך התעלות בהיקף הבריכה לתוך צנצנת זכוכית בתחתית המתקן. המלחים המוצקים שלא מתאדים נשארים בבריכה.

השוו את טעם המים לפני ואחרי ההתפלה.  ניתן להתפיל עד  10 ליטר מים למטר מרובע ליום.

איך מחליפים חום כדי לחמם או לקרר?

המתקן מורכב מקולט קרינה ומצנן (רדיאטור), מחוברים זה לזה במערכת סגורה. הקולט הוא בעצם קולט של דוד שמש, כמו זה הנמצא על הגג ביתכם. בתוך הקולט יש יריעת מתכת שחורה שמתחממת ע"י קרינת השמש. אפקט החממה, הנוצר ע"י השמשה של הקולט, מגביר את החימום. החום עובר בהובלה מן היריעה למים בצינורות נחושת דקים, החבויים ביריעה. המים מתחממים עד לטמפרטורה של -ºC90 ויותר. המים החמים עולים למצנן- צינור נחושת מפותל- שעובד כמו הרדיאטור ברכב: החום מן הצנרת עובר לאוויר בסביבת הרדיאטור בהסעה, והמים מתקררים עד כמעט טמפרטורת הסביבה ºC35-ºC25. המים המקוררים יורדים אל הקולט וחוזרים חלילה. 

עקבו אחר שני שעוני מדי חום- אחד למעלה, בכניסת המים החמים  ל"רדיאטור", ואחד למטה, בנקודת כניסת המים הקרים לקולט.  עם חשיפת הקולט מהתריסים הלבנים, הטמפרטורה תתחיל לעלות. 

עוצמת השמש המגיעה לפני השטח באזורנו שווה ל-1000 וואט למטר מרובע לערך.מתקן זה מציג טכנולוגיה מתקדמת לריכוז קרינת השמש והשימושים השונים עם מקור כזה של אנרגיה.

המתקן כולל 61 מראות המסודרות על גב צלחת שקוטרה 3.4 מטר. כל מראה מכוונת כך שכולן יחד מחזירות את קרינת השמש לנקודת מטרה, שנמצאת בראש המגדל ממול. הטמפרטורה בנקודה זו צפויה לעלות עד ל- ºC 1000-800. מערך המראות מותקן על מערך העוקב אחר "תנועת" השמש באמצעות מחשב המתוכנת ל - 50 שנה.

בעזרת הגלגלת המותקנת על מגדל המטרה, ניתן להעלות אל מוקד הקרינה זו חפצים וחומרים שונים לצרכים שונים- להרתיח מים, לשרוף עץ או נייר או להמיס פלסטיק.

 

מוצג זה ממחיש ממה מורכבת קרן השמש המגיעה אלינו, ומה ההשפעה של צבע וחומר בקליטת ובליעת קרינה וייצור חום.

מתקן זה מורכב משלש שורות עם ארבעה עיגולים בכל שורה: בשורה העליונה החומרים זהים אך הצבעים שונים, שורה האמצעית החומרים שונים. השורה התחתונה כוללת זכוכיות בעלות עיבוד שונה (שקופה, כחולה, מראה, מעורפלת). כאשר קרן אור פוגע בגוף, היא מוחזרת במלואה או בחלקה מהחומר. רמת החזרת הקרינה תלויה בעיקר בצבעו,  בהרכב החומר וצפיפותו.

געו והשוו בין המשטחים ותחושו בהפרשי טמפרטורה.

איך נוצר יום ולילה ועונות השנה? רובנו יודעים שזאת תוצאה מסיבוב כדור הארץ סביב צירו, ומסלולו סביב לשמש.

ציר הגלובוס מקביל לצירו של כדור הארץ (בכיוון צפון ובזווית מתאימה לקו רוחב המקומי- כ- °31), כך שהגלובוס נע עם כדור הארץ, כמו אח תאום קטן, וממחיש לנו את סיבוב כדור הארץ, הגורם לשינויי היום והלילה ולחילופי העונות.

מה עושים?

 סובבו את טבעת השעות כך שהשעה הנוכחית תוצב מול ישראל ותראו מה השעה בכל נקודה בעולם.

 המבקרים מוזמנים להסתכל דרך טלסקופ זה, שבעזרתו ניתן לצפות בשמש ובכתמים שעל פניה, מבלי להזיק לעיננו. הטלסקופ גם מתפקד כשעון שמש ולוח שנה סולרי.

מסנן הקרינה החזק המורכב על עדשת הטלסקופ, הופך טלסקופ רגיל לטלסקופ שמש. היות שהזווית שלנו כלפי השמש משתנה גם במהלך היום, וגם במהלך השנה, כל עוד שהטלסקופ מכוון כלפי השמש, הוא גם מצביע בערך על השעה והתאריך.

יש למרכז את "עיגול האור", המוקרן דרך פתח הטבעת, למרכז דיסק המתכת ("הכוונת"). אז ניווכח כי היום והשעה מדוייקים להפליא על השנתות שבצד. לעיתים נוכל לראות כתמי שמש, שהם בעצם סערות הפורצות מפני השמש.

 

מוצג זה נועד להמחיש בצורה חווייתית מהי תנועה סיבובית ומהו הכוח המחזיק את הכוכבים במסילותיהם.  

מתקן זה מורכב מכדור קטן המסתובב סביב כדור גדול. הכדור הקטן מונע ע"י ארכובה על ציר אנכי ומקיף את הכדור הגדול. מנגנון החלקה וקפיץ המצויים בתוך הכדור הגדול מאפשרים התרחקות והתקרבות הכדור הקטן בהתאם למהירות הסיבוב. הנטייה של כל עצם בתנועה זה להמשיך תנועתו בקו ישיר. מה שגורם לו לנוע במסלול עיגולי זה הכוח הצנטריפטלי. באופן זה כוכב הארץ מסתובב סביב השמש, או הירח או לוויין סביב כדור הארץ, כוח הצנטריפטלי הינו כוח הגרביטציה (כוח המשיכה). כאשר מסובבים את הכדור יותר מהר, מגבירים את נטייתו להמשיך בקו ישר, עד שתנופתו תתאזן עם משיכת הקפיץ. התוצאה: הכדור ממשיך להסתובב אבל במסלול יותר רחוק. אם עוזבים אותו, חיכוך האוויר וחיכוך מכני במנגנון מאטים את הסיבוב, עד שהקפיץ "מנצח" את הכדור הקטן ומושך אותו חזרה.

סיבוב של הידית יגרום לכדור הקטן להסתובב. אם אתם משקיעים יותר כוח, ומסובבים יותר מהר- מרחק הכדור הולך וגדל מהמרכז.

במוצג זה הוקטנו כל הגדלים והמרחקים ביחס שווה על מנת להמחיש את סדרי הגודל של גרמי השמים במערכת המש.

המוצג מחולק לשניים:

 חלק ראשון מציג מהם היחסים בין גדלי גרמי השמיים הכדוריים והמוכרים ביותר (השמש וכוכבי הלכת). כאן כיווצנו את השמש  פי 400 מיליון, באותו קנה מידה כווץ כדור הארץ, כך שניתן להכניס יותר מ 1.3 מיליון פעמים את כדור ארץ בתוך כדור השמש!

 

חלק שני מציג את יחסי המרחקים בין אותם עצמי שמיים.

במוצג יחסי מרחק במערכת השמש, יש 10 כוונות שצופות אל 10 נקודות ציון במרחב המדבר. כל נקודת ציון מייצגת את מיקומו ביחס לשמש או לכוכב לכת אחר.הסתכלו   על פי הסדר משמאל לימין (השמש הכי שמאלית). כל אשר עלינו לעשות הוא להביט בעינית ולהציץ לנקודת ציון המייצגת את כוכב הלכת וכך לקבל פרופורציה של המרחקים...