به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ مبحث چهارم سند تحول دولت در بخش فناوری اطلاعات و ارتباطات بر افزایش تعداد ماهواره ارتباطی و سنجش عملیاتی متعلق به جمهوری اسلامی و تعداد خدمات فضا پایه تاکید شده و در آن آمده است نسبت به اکتفا به توسعه فناوری فضایی به توسعه متوازن زنجیره ارزش فضایی اقدام شود. طراحی و ساخت پرتابگرهای فضایی ملی از دیگر تکالیف این سند به شمار می‌رود. در این راستا در دولت سیزدهم برنامه توسعه فناوری‌های فضایی در دستور کار قرار گرفت، به‌گونه‌ای که به گفته عیسی زارع‌پور، وزیر ارتباطات و فناوری اطلاعات، در ۲ سال اخیر دولت سیزدهم با ۹ پرتاب فضایی بیش از هشت سال گذشته پرتاب صورت گرفته است و با پرتاب موفقیت‌آمیز کپسول زیست فضایی که امسال اتفاق افتاد، حالا ایران جزو ۶ کشور دارای این فناوری قرار گرفت.

در ادامه به معرفی ماهواره‌هایی می‌پردازیم که در سال ۱۴۰۲ پرتاب شده‌اند:

ماهواره نور ۳

در اوائل مهر ماه سال ۱۴۰۲ سومین ماهواره نظامی کشورمان با نام «نور ۳» با موفقیت پرتاب شد و در ارتفاع ۴۵۰ کیلومتری سطح زمین روی مدار قرار گرفت. این ماهواره همانند نسخه دوم خود با یک ماهواره‌بر سه مرحله‌ای – به نام «قاصدک»- به فضا پرتاب شد.

ماهواره تمام ایرانی نور ۳ در کلاس ماهواره‌های نانو قرار می‌گیرد و می‌تواند با دقت بالای ۲/۵ متر تصویربرداری کند، ولی با این حال ویژگی‌های خاصی دارد که برای نخستین بار در یک ماهواره ایرانی مشاهده شده است.

نخستین دستاورد بزرگ ماهواره نور ۳ رسیدن به الگوریتم‌های کنترل ماهواره به‌صورت کاملاً پایدار و بومی بود. به کمک این فناوری، متخصصان ما به راحتی فرمان می‌دهند که ماهواره به سمت کدام ایستگاه زمینی بچرخد و از کدام نقطه عکس بگیرد و به طور دقیق، فرمان کنترل ماهواره را در دست گرفته‌اند.

مورد دیگری که در ماهواره نور ۳ برای نخستین استفاده شد، استفاده از «تراسترهای فضایی» بود؛ در حالت عادی ماهواره‌ای که به جو وارد می‌شود و در مدار قرار می‌گیرد، رها می‌شود، اما توسط تراستر و موتور می‌توان تغییراتی در ارتفاع و جهت آن ایجاد کرد. سال‌هاست که در کشورمان روی تراسترها کار شده بود و نهایتاً در ماهواره ایرانی نور ۳ از این فناوری استفاده شد.

مورد قابل توجه دیگر در ماهواره نور ۳، نصب «سنسور ستاره» در این ماهواره است؛ وقتی سنسور ستاره در ماهواره نباشد، وضعیت ماهواره نسبت به زمین دقتی در حد نیم درجه و یک درجه دارد، اما زمانی که ماهواره‌ای سنسور ستاره و ناوبری نجومی و ستاره‌ای دارد با دقت صدم درجه توجیه می‌شود و به سمتی که فرد کنترل‌کننده می‌خواهد، نشانه‌روی می‌کند.

البته پیش از این نیز روی این سنسور در کشور کار شده بود، اما در ماهواره نور ۳ برای نخستین بار از سنسور ستاره استفاده شد و اکنون ماهواره نور ۳ می‌تواند به راحتی به سمت نقطه‌ای که می‌خواهیم، نشانه‌روی کند.

از دقت بالای تصویربرداری این ماهواره نیز نمی‌شود به راحتی عبور کرد؛ دوربینی که در ماهواره ایرانی نور ۳ استفاده شده است، نسبت به دوربین ماهواره نور ۲ تا ۲/۵ برابر دقت عکس‌ بالاتری دارد. زمانی که گفته می‌شود ماهواره‌ای با دقت ۲/۵ متر تصویربرداری می‌کند، به این معنی است که هر پیکسل تصویری که ماهواره به زمین می‌فرستد، از محدوده‌ای به اندازه ۲/۵ متر تصویربرداری کرده است.

ماهواره نور ۳ به غیر از ویژگی‌ها مذکور یک ویژگی خاص دیگری هم داشت، زیرا باعث شد که دانشمندان ما قادر شوند ماهواره‌های دولتی و دانشگاهی و ماهواره‌های کوچک را به صورت چند ماهواره در یک پرتاب پرتاب کنند.

کپسول زیستی کاووس

اواسط آذرماه سال ۱۴۰۲ یک کپسول زیستی نیز با پرتابگر بومی «سلمان» با موفقیت پرتاب شد. جدیدترین کپسول زیستی ایران با نام کاووس یک محموله علمی، پژوهشی و فناورانه در راستای تحقق نقشه‌راه طرح اعزام انسان به فضاست که به منظور توسعه و اکتساب فناوری‌های مورد نیاز در این راستا، به ارتفاع ۱۳۰ کیلومتری از سطح زمین پرتاب شد.

با پرتاب موفق این کپسول ۵۰۰ کیلوگرمی که به سفارش سازمان فضایی ایران و توسط پژوهشگاه هوافضای وزارت علوم، تحقیقات و فناوری ساخته شده، توسعه فناوری‌های مختلف طرح اعزام به فضا شامل پرتاب، بازیابی، سامانه‌های کنترل سرعت و سپر ضربه‌گیر، طرح آیرودینامیک کپسول و چتر، سامانه‌های مربوط به کنترل و پایش شرایط زیستی مورد آزمایش قرار گرفت.

پرتابگر این کپسول که سلمان نام دارد، اولین نسخه از این کلاس پرتابگرهاست که قابلیت پرتاب کپسول‌های زیستی با وزن نیم تن را داراست و ویژگی‌های متعدد و پیشرفته‌ای در حوزه پیشران، ایرودینامیکی و کنترل داشته و توسط سازمان صنایع هوافضای وزارت دفاع ساخته شده و تماما بومی است.

پرتاب کپسول‌های زیستی با هدف توسعه زیست فضا در کشور از ۱۷ سال قبل آغاز شده بود، اما این کار پس از چند سال توقف، در سال جاری آغاز شد. طراحی و ساخت کاوشگرهای ایرانی با ۹ کاوشگر آغاز و ادامه پیدا کرد. اولین کاوشگر ایرانی و ورود به حوزه کاوشگرهای فضایی از آبان ۱۳۸۵ آغاز شد. گام بعدی در حوزه کاوشگرها،‌ دو سال بعد یعنی در آذرماه ۱۳۸۷ با «کاوشگر ۲» ادامه یافت.

پس از آن نیز، «کاوشگر ۳» در بهمن ۱۳۸۸، «کاوشگر ۴» در ۲۴ اسفندماه ۱۳۸۹، کاوشگر ۴ در ۱۶ شهریور ماه ۱۳۹۰، «کاوشگر ۶» در ۱۸ شهریور ۱۳۹۱، «کاوشگر پیشگام» نهم بهمن ماه ۱۳۹۱ و در نهایت نیز، «کاوشگر پژوهش» در ۲۳ آذرماه ۱۳۹۲ به فضا پرتاب شد.

یک موجود زنده (مانند میمون و یا انسان) باید با قرار گرفتن در کپسول زیستی و پرتاب به فضا بتواند زنده بماند و دچار مشکل نشود. در کپسول زیستی باید شرایط نرمال زیست یک موجود زنده در حین پرتاب و در زمان برگشت به زمین ایجاد شود که مستلزم علوم زیستی و علوم مختلف مهندسی است.

اطلاعات کافی در رابطه با فیزیولوژی موجود زنده در شرایط بی وزنی را از قبل باید داشته باشیم که شبیه‌سازی می‌شود. همچنین، با استفاده از فنون مختلف مهندسی، سیستم‌های مورد نیاز این کپسول بایستی طراحی شوند. توجه شود که کاوشگر ۹ قرار نیست هیچ موجود زنده‌ای را با خود حمل کند.

اگر فضاپیمایی از فضای بی‌کران به سمت زمین در حال بازگشت باشد، ناگزیر است که در سرعت‌های خیلی بالا وارد جو شود. این سرعت‌های بالا شروع می‌کنند به گداختن سطح در تماس با هوا. بنابراین ما مجبوریم از موادی استفاده کنیم که مقاومت لازم را داشته باشند. از فلزات نمی‌توان استفاده کرد چون فلزات ذوب و سرخ می‌شوند و حتی ممکن است کاملا از بین بروند. بنابراین موادی را استفاده می‌کنیم که هم عایق هستند و هم فداشونده.

مواد فداشونده موادی هستند که وقتی می‌سوزند، مانع عبور حرارت از خود و رسیدن آن به داخل فضاپیما می‌شوند. بنابراین، سپر ممکن است از ضخامت معقولی برخوردار باشد که بخشی از آن در حین ورود به جو سوخته شود. پس هم مقاومت در برابر حرارت و هم سوخته شدن بخشی از سپر به منظور دفع گرما و هم عایق کاری فضاپیما یک تکنولوژی خواهد بود به نام تکنولوژی سپرهای حراراتی که از مواد متنوع استفاده می‌کند. به علاوه این مواد باید از ساختار سازه‌ای قوی برخوردار باشند که در برابر بارهای دینامیکی شدیدی که به آنها وارد می‌شود، دچار از هم گسیختگی نشوند.

امروزه ۲۱ کشور در دنیا در حوزه فضایی فعالیت دارند که ایران نیز یکی از این کشورها و جزو ۱۰ کشور برتر دنیاست. البته ایران در حوزه زیست‌فضا نیز جزو هفت کشور است.

ماهواره ثریا

ماهواره ثریا، یک ماهواره سنجش از راه دور و از سری میکرو ماهواره‌های تحقیقاتی-مخابراتی یا SRI ساخت پژوهشگاه فضایی ایران است که در ۳۰ دی ۱۴۰۲ توسط نسخه جدید موشک ایرانی قائم ۱۰۰ به مدار نزدیک زمین ارسال شد. این ماهواره با وزن تقریبی ۵۰ کیلوگرم در مدار ۷۵۰ کیلومتری قرار گرفته‌ است.

ماهواره‌بر قائم۱۰۰ که قابلیت حمل تا ۱۰۰ کیلوگرم را دارد، در سومین پرتاب آزمایشی خود، این محموله تحقیقاتی با جرم تقریبی ۵۰ کیلوگرم را در مدار ۷۵۰ کیلومتری قرار داد و رکورد ارتفاع پرتاب ماهواره را شکست. قائم از نوع سوخت جامد است که توسط نیروی هوافضای سپاه پاسداران ساخته شده ‌است.

این ماهواره تحقیقاتی جزو ماهواره‌های سبک‌وزن و ابعادی به اندازه یک مترمربع است که صفر تا ۱۰۰ آن را متخصصان داخلی پژوهشگاه فضایی ایران ساخته‌اند.

اهدافی که برای تحقق آن ماهواره ثریا به فضا پرتاب شد، شامل آزمون عملکرد و قابلیت اعتماد زیرسامانه‌های ماهواره‌ای و بررسی وضعیت ارتباطات ایستگاه‌های زمینی با ماهواره است.

فناوری‌هایی مانند لینک ارتباطی مخابراتی، سنسورهای تعیین موقعیت، زیرسامانه تعیین توزیع و توان، تجهیزات سخت‌افزاری و ساختارهای نرم‌افزاری مدیریت حالت‌های مختلف و پنل‌های خورشیدی بازشونده در جهت تامین بهینه توان ماهواره، در این ماهواره گنجانده شده است.

ماهواره ثریا محصول تحقیقاتی پژوهشگاه فضایی ایران از سری ماهواره‌های SRI است که طراحی، ساخت و آزمون آن در سال‌های گذشته انجام شده بود، اما با توجه به ضرورت تست و عملکرد صحیح پرتابگر و ضرورت تست برخی تجهیزات و زیر سیستم‌های ساخته شده در پژوهشگاه بازطراحی، راه‌اندازی و تست‌های آن مجددا تکرار شد تا به عنوان یک محموله تحقیقاتی برای صحت‌سنجی عملکرد پرتابگر قائم و برخی فناوری‌های ماهواره مورد استفاده قرار گیرد.

در موتور مرحله اول از بالک‌های پایدار کننده استفاده شده که در طول پرواز از پایداری بهتری برخوردار خواهد شد. با این پرتاب فناوری موتور رافع و پرتابگر قائم تثبیت شده است. از ویژگی‌های مهم این ماهواره بر وجود مکانیزم کنترل‌تر به روش نازل متحرک است که در دنیا از فناوری‌های جدید محسوب می‌شود.

با تثبیت این پرتابگر، می‌توان از آن به عنوان یک ماهواره‌بر عملیاتی- تجاری استفاده کرد. در همین زمان مرحله بعدی در تحقیق و توسعه ماهواره‌برهای سوخت جامد یعنی ماهواره بر قائم ۱۰۵ در حال طی شدن است که پرتاب آن برای سال آینده برنامه‌ریزی شده است.

به گفته معاون وزیر ارتباطات، در همین راستا ماهواره‌بر قائم ۱۲۰ در حال طراحی و ساخت است که می‌تواند یک محموله مخابراتی سبک را به مدار زمین آهنگ حمل کند.

صحت‌سنجی عملکرد ماهواره‌بر از مهم‌ترین مأموریت‌های در نظر گرفته شده برای ماهواره تحقیقاتی ثریا است.

ماهواره مهدا به همراه ۲ نانوماهواره

در اواسط بهمن ۱۴۰۲ نیز ماهواره «مهدا» به ‌همراه ۲ نانوماهواره به مدار ۴۵۰ درجه پرتاب شد و با موفقیت در مدار قرار گرفت. این برای نخستین بار بود که متخصصان فضایی با ماهواره‌بر بومی سه ماهواره داخلی را همزمان در مدار قرار می‌دهند. در این پرتاب ۲ ریزماهواره نیز به همراه ماهواره مهدا پرتاب شدند و مهمترین دستاورد در این پرتاب عملیات «تزریق چندگانه» بود که محقق شد.

بر اساس اعلام سازمان فضایی ایران، ماهواره‌بر سیمرغ توانسته ماهواره مهدا و ۲ نانوماهواره دیگر به نام‌های کیهان ۲ و ‌هاتف ۱ را با موفقیت در مدار تزریق کند و این برای نخستین بار است که متخصصان فضایی سه ماهواره داخلی را همزمان با ماهواره‌بر بومی در مدار قرار می‌دهند.

ماهواره مهدا، یک ماهواره ۳۲ کیلوگرمی از سری ماهواره‌های سبک وزن پژوهشگاه فضایی ایران است که به منظور آزمایش زیرسامانه‌های توسعه‌یافته ماهواره‌ای طراحی و ساخته شده‌اند. ماموریت اصلی این ماهواره، بررسی صحت عملکرد ماهواره‌بر سیمرغ در تزریق چندگانه محموله‌های فضایی در مدار پایین زمین و ارزیابی عملکرد برخی از طراحی‌های جدید و قابلیت اطمینان فناوری‌های بومی در فضا است.

ماهواره مهدا

نانوماهواره کیهان ۲، از سری ماهواره‌های مکعبی شرکت صاایران (وزارت دفاع) است که برای اثبات فناوری موقعیت‌یابی فضاپایه طراحی و ساخته شده است و امکان تعیین موقعیت را به صورت بومی و مستقل از سامانه‌های موقعیت‌یابی جهانی، برای گیرنده‌های زمینی فراهم می‌کند.

در این ماهواره، از زیرسامانه تعیین و کنترل وضعیت به منظور نشانه‌روی پایدار و دقیق به سمت زمین، استفاده شده است.

ماهواره کیهان ۲

نانوماهواره‌ هاتف ۱ نیز، از سری ماهواره‌های مکعبی شرکت صاایران است که به منظور اثبات فناوری مخابرات باند باریک با کاربرد اینترنت اشیا ساخته شده است. این ماهواره به عنوان نسخه آزمایشی اول از مجموعه ماهواره‌های منظومه ماهواره‌ای شهید سلیمانی، به فضا پرتاب شده است.

ماهواره‌ هاتف ۱

ماهواره‌بر سیمرغ، ماهواره‌بر سوخت مایع ۲ مرحله‌ای است که در هفتمین پرتاب تحقیقاتی خود توانست با تزریق چندگانه ماهواره‌ها، دریچه‌ای جدید به روی پرتاب‌های فضایی کشور باز کند.

ماهواره پارس

دهم اسفند ۱۴۰۲ نیز ماهواره پارس ۱ توسط پرتابگر سایوز از پایگاه پرتاب وستوچنی روسیه به فضا پرتاب شد. دوربین طیف رنگی و فروسرخ موج کوتاه این ماهواره در کمتر از ۱۰۰ روز، ۹۵ درصد اراضی ایران را تصویربرداری می‌کند. همچنین دوربین با طیف فروسرخ گرمایی با قابلیت تصویربرداری در شب قادر است، کل اراضی ایران را در کمتر از ۴۵ روز تصویربرداری کند.

ماهواره پارس ۱، ماهواره‌ای تحقیقاتی است که مراحل طراحی، ساخت، تجمیع و آزمون آن در پژوهشگاه فضایی ایران انجام شده است. این ماهواره ۱۳۴ کیلوگرمی، از سری ماهواره‌های تحقیقاتی – سنجشی پژوهشگاه فضایی ایران است و به منظور تصویربرداری کاربردی، توسعه بازار داده‌های سنجشی داخلی، و توسعه و آزمون فناوری‌های مورد نیاز ماهواره‌های سنجشی عملیاتی بومی طراحی و تولید شده است.

این ماهواره دارای سه دوربین تصویربرداری است و اطلاعات منابع زمینی را در سه محدوده طیفی مرئی، فروسرخ موج کوتاه و فروسرخ گرمایی دریافت می‌کند. دوربین طیف رنگی و فروسرخ موج کوتاه این ماهواره در کمتر از ۱۰۰ روز، ۹۵ درصد اراضی ایران را تصویربرداری می‌کند. همچنین، دوربین با طیف فروسرخ گرمایی با قابلیت تصویربرداری در شب قادر است، کل اراضی ایران را در کمتر از ۴۵ روز تصویربرداری کند.

از دیگر مأموریت‌های این ماهواره می‌توان به آزمون مکانیزم پنل‌های خورشیدی باز شونده، آزمون اصلاح مدار با پیشرانش گاز سرد، آزمون عملکرد تعیین موقعیت ماهواره مستقل از GPS مبتنی بر روش موقعیت‌یابی بومی، آزمون عملکرد مجموعه تولید، تبدیل و توزیع توان در مدار با صفحات خورشیدی باز شونده و بردهای بومی، آزمون ارسال داده تصاویر با نرخ بالا در باند فرکانسی ایکس، سنجش میزان تشعشعات فضایی در مدار با استفاده از محموله اندازه‌گیری میزان تشعشعات فضایی (دزیمتری) اشاره کرد.

فناوری‌های مورد استفاده در ماهواره پارس۱ شامل لینک ارتباط مخابراتی در باند فرکانسی V/UHF، لینک ارتباط مخابراتی طیف گسترده در باند فرکانسی S، لینک ارتباط مخابراتی در باند فرکانسی ایکس، سنسور تعیین موقعیت GPS، سنسور تعیین موقعیت ODS، سنسور خورشید، سنسور ستاره، سنسور مغناطیس سنج، سنسور ژیروسکوپ، سنسورهای سنجش میزان تشعشعات فضا، لوله حرارتی، تجهیزات سخت‌افزاری و ساختارهای نرم‌افزاری مدیریت حالت‌های مختلف افزونگی و پنل‌های خورشیدی است. این فناوری‌ها مبنای فناوری‌های مورد نیاز ماهواره‌های عملیاتی آینده کشور خواهد بود.

ماهواره تحقیقاتی- سنجشی پارس در مدار ۵۰۰ کیلومتری خورشید آهنگ قرار گرفت. مدارهای خورشیدآهنگ در بین انواع مدارهای فضایی از جایگاه ویژه‌ای برخوردار هستند. این مدارات، طیفی از مدارهای قطبی با ارتفاع بین ۶۰۰ تا ۸۰۰ کیلومتر را تشکیل می‌دهند. ماهواره‌ای که در مسیر آنها قرار می‌گیرد، در ساعات معینی از طول روزِ زمینی بر فراز نقاط مختلف زمین ظاهر می‌شود. این امر باعث می‌شود تا عکس‌هایی که ماهواره از مناطق مختلف تهیه می‌کند، در ساعات مشخصی گرفته شده باشند و لذا به‌دلیل ثابت بودن میزان بازتاب نور خورشید در آنها، عکس‌ها قابل تطابق باشند.