به گزارش خبرگزاری دفاع مقدس به نقل از مشرق، ماهوارههای سنجش از دور یکی از انواع ماهوارهها هستند که امروزه پیوندهای زیادی با نیازمندیهای جوامع گوناگون بشری پیدا کرده اند و تصور گذران امور روزمره و آتی بشر بدون بهره بردن از دست آوردهای آنها غیر ممکن مینماید. از این رو تمامیکشورها مستقیماً و یا با واسطه از دادههای این ماهوارهها بسته به توانمندیهای خود بهره میبرند. همچنین امروزه، یکی از جنبههای برتری و پیشرفت یک کشور، ارتقاء توانمندی در زمینههای مرتبط با دانش و فناوری ماهوارههای سنجش از دور به شمار میآید.
قائم مقام سازمان فضایی کشورمان در سخنانی که روز دوشنبه توسط شبکه خبر منتشر شده، ساخت پرتابگر سیمرغ را مهمترین برنامه در حوزه طراحی و ساخت پرتابگرها عنوان کرده و افزوده است: «قرار است ماهواره هایی چون ظفر، آت ست، امیرکبیر و طلوع توسط این پرتابگر به فضا پرتاب شوند.»
بر این اساس می توان مسافران سیمرغ ایرانی را به شرح زیر بررسی و معرفی کرد:
پروژه ماهواره «طلوع-1» به عنوان اولین ماهواره با قابلیتهای عملیاتی با تکیه به توان داخلی و با رویکرد ظرفیتسازی و بهرهبرداری از قابلیتهای مجموعههای گوناگون دانشی و فناورانه کشور آغاز گردید که در بهمن ماه 1388 نمونه مهندسی ماهواره و ایستگاه زمینی آن رونمایی شد.
این ماهواره دارای مشخصات و ویژگیهایی است که آن را به حلقه واسط بین ماهوارههای پژوهشی و نمونههای کاربردی و عملیاتی تبدیل میکند. تا کنون پرتاب این ماهواره به دلیل نیاز به زمان برای آماده شدن ماهوارهبر مخصوص آن یعنی «سفیر-2آ» یا همان «سیمرغ» و پایگاه پرتاب جدید به تعویق افتاده است.
در این گزارش پس از مرور تاریخچه فعالیتهای کشورمان در عرصه ماهوارهها به معرفی بیشتر ماهواره طلوع میپردازیم.
پیش از طلوع
تا کنون کشورمان موفق به پرتاب و در مدار قرار دادن سه ماهواره علمی و پژوهشی با نامهای «امید» در بهمن 1387، «رصد» در خرداد و «نوید علم و صنعت» در بهمن 1390 شده است. ماهواره امید به عنوان اولین ماهواره بومی کشور که تمام مراحل مطالعه، طراحی، ساخت، آزمایش، تزریق در مدار و کاربری آن توسط متخصصان کشورمان به انجام رسیده بود به همراه پرتابگر بومی خود یعنی «سفیر-1آ» باعث ثبت ایران به عنوان هشتمین کشور در باشگاه فضایی جهان شد.
این ماهواره 27 کیلوگرمی و مکعبی شکل با اضلاع 40 سانتیمتر تنها دارای زیرسامانههای مخابراتی برای برقراری ارتباط با ایستگاههای زمینی و دریافت و ارسال پیام بود که تمام ایستگاههای زمینی دریافت و ارسال داده و کنترل و فرماندهی آن نیز توسط دانشمندان و مهندسان کشورمان ساخته شد. منبع تأمین توان این ماهواره باتریهای داخلی آن بود و مأموریت آن در مدار مورد نظر پس از 80 روز چرخیدن به دور زمین که بیشتر از حد انتظار نیز بود با کاهش ارتفاع و برخورد با جو غلیظ پایان یافت.
پس از آن ماهواره دانشجویی رصد-1 به فضا فرستاده شد که با 15.3 کیلوگرم وزن و شکلی استوانهای و مقطع 8 ضلعی با اضلاع حدوداً 10 سانتیمتری، بستری برای آزمودن چند فناوری جدید نسبت به امید بود که برخی از آنها شامل استفاده از سلولهای خورشیدی برای تأمین توان در کنار باتریهای داخلی، برخورداری از محموله تصویربرداری، استفاده از بوم گرادیان جاذبه برای ایجاد پایداری(روش غیرفعال یا پسیو) و عملگر مغناطیسی(روش فعال یا اکتیو) به این منظور بود.
این ماهواره نیز با سفیر-1آ به مدار حمل شد و پس از حدود 45 روز با دستیابی مناسب به اهداف تعیین شده به کار خود پایان داد.
دوربین این ماهواره دارای توان تفکیک 150 متر بود. در واقع هر عکس این دوربین محوطهای 70 * 70 کیلومتری را پوشش میداد که هر پیکسل آن معرف 150 متر بود. هر چند این میزان تفکیک برای کاربردهای عمومی مانند بررسی پوشش گیاهی در یک منطقه وسیع، بررسی وضعیت ابرها، شناسایی محدودهای آتشسوزی و منابع آبهای سطحی مناسب است اما بیش از آن تجربهای در به کارگیری محموله تصویربرداری محسوب میشد تا در ماهوارههای عملیاتی با اطمینان بیشتری عمل شود.
کمتر از 8 ماه بعد دومین ماهواره دانشجویی ایران که سومین ماهواره در دست پرتاب کشور نیز محسوب میشد با نام نوید علم و صنعت مسافر فضا شد. این بار با نمونه ارتقاء یافته سفیر یعنی «سفیر-1بی». نوید که مانند امید مکعبی شکل اما با ابعاد 50 سانتیمتر بود، وزنی 48 کیلوگرمی داشت و ضمن برخورداری از سلولهای خورشیدی برای تأمین توان، دارای محموله تصویربرداری نیز بود.
این ماهواره به دلیل سنگینتر بودن نسبت به دو نمونه قبلی توسط ماهواره قوی تر سفیر-1بی در مدار قرار گرفت. دو ماهواره فوق دارای قابلیت ذخیره و ارسال تصویر و همچنین ارسال بیدرنگ(Real Time) داده نیز بودند. دوربین ماهواره نوید دارای قدرت تفکیک 400 متر و پوشش 100*100 کیلومتر بود. از تفاوتهای مهم نوید با رصد میتوان به روش متفاوت پایدارسازی و کنترل وضعیت آن اشاره کرد که با روش چرخان صورت گرفته است. برای تعیین وضعیت ماهواره نیز از حسگرهای دقیق و مختلفی در نوید استفاده شد.
هر سه ماهواره فوق به دلیل ماهیت عملکردی ماهوارهبر سفیر-1 در مدار بیضوی 250 * 375 کیلومتری و با زاویه شیب مداری 55 درجه تزریق شدند. طول مأموریت آنها نیز به دلیل همین ارتفاع مداری به حدود 2 ماه محدود بود و هر 90 دقیقه یک بار به دور زمین میچرخیدند.
باید گفت برای سریعتر شدن روند دستیابی به دانش فضایی، پیش از طراحی و ساخت ماهواره امید متخصصان کشورمان دو ماهواره را به کمک کشورهای خارجی طراحی کرده و ساختند؛ «سینا-1» با کمک روسیه که توسط پرتابگر «کاسموس» این کشور به فضا رفت و «مصباح» با یاری متخصصان ایتالیایی که با کارشکنی هرگز در مدار قرار نگرفت.
هر چند تجارب ارزشمندی در این دو پروژه نصیب متخصصان ایرانی شد اما همچنان گلوگاه کار یعنی طراحی و ساخت ماهوارهبر به قوت خود باقی بود. همچنین ایستگاههای زمینی کنترل این ماهوارهها نیز در اختیار ایران قرار نگرفت یعنی عملاً کشورمان اختیار کامل در کاربری آنها نداشت. در نظر داشتن این سابقه همکاری با کشورهای صاحب فناوری، ارزش دستیابی کشورمان به فناوری پرتاب ماهواره و نیز کنترل و کاربری آن توسط ایستگاههای زمینی را به خوبی روشن میسازد.
پس از قرار دادن ماهواره امید در فضا که به نام روز ملی فناوری فضایی نیز نامگذاری گردید هر ساله چندین ماهواره جدید رونمایی شد. از آن جمله میتوان به ماهوارههایی مانند «فجر» که همچون امید و طلوع توسط صنایع الکترونیک ایران(صاایران) ساخته شده، ماهواره ظفر علم و صنعت به عنوان نمونهای بزرگتر و کاملتر از نوید، ماهواره «آتست» دانشگاه صنعتی امیرکیبر و ماهواره «ناهید» (که با مشارکت همین دانشگاه ساخته میشود) اشاره کرد.
به جز ماهوارههای آتست و ظفر که رده وزنی آنها مانند طلوع، نزدیک به 100 کیلوگرم بوده و بنا بر این باید با ماهوارهبر سیمرغ پرتاب شوند بقیه ماهوارههای معرفی شده با نمونههای مختلف سفیر-1 راهی فضا خواهند شد.
مطابق اطلاعات اعلام شده از رده وزنی قابل حمل توسط سیمرغ دو ماهواره طلوع و ظفر و از رده سفیر ماهوارههای فجر، ماهواره دانشگاه صنعتی شریف (شریف-ست) و ناهید در اولویت پرتاب هستند. از این میان ماهواره فجر که پیش از این در گزارشهایی به آن پرداخته بودیم چند بار دچار تأخیر در پرتاب شده است هر چند که رسانههای خارجی بر مبنای تصاویر ماهوارهای گمانههای دیگری را در این مورد بیان داشتهاند.
این ماهوارهها حاصل نفوذ علم و فناوری طراحی ماهوارهها به دانشگاههای کشور است که در ادامه، این نهادهای علمی و پژوهشی به گسترش آن پرداخته و در هر یک از پروژههای فوق، دستاوردهای جدیدی مورد آزمایش و دستاوردهای قبلی نیز تثبیت میشود.
طلوعِ دستاوردهای عملیاتی با طلوع
ماهواره طلوع که نمونه مهندسی آن در 14 بهمن ماه 1388 و روز صنعت فضایی رونمایی شد دارای شکلی استوانه ای با ارتفاع 100 سانتیمتر و مقطع 6 ضلعی با عرض 86 سانتیمتر بوده و جرمهای مختلفی از 80 تا 100 کیلوگرم برای آن اعلام شده است. این ماهواره در ارتفاع حدود 500 کیلومتری زمین در مداری دایروی و با شیب 55 درجه مستقر خواهد شد و عمر مداری آن 2 تا 3 سال برآورد میشود. در مدار دایروی ماهواره بدون تغییر فاصله نسبت به زمین در مقایسه با مدار بیضوی که فاصله ماهواره از زمین متناوباً تغییر میکند حرکت خواهد کرد.
طلوع با قابلیت اطمینان بهتر از 90 درصد دارای یک دوربین تک طیفی با تفکیک پذیری بهتر از 50 متر است که پهنای تصویر آن نیز محوطهای 50 کیلومتری را نشان میدهد. این ماهواره با دو حالت ارسال بیدرنگ(Real Time) دادهها یا ذخیره و ارسال آنها و در باند فرکانسی L برای تصاویر و باندهای UHF و VHF برای TT&C عمل مینماید.
کاربردهای ماهواره طلوع را با توجه به محموله موجود در آن میتوان نقشه برداری زمین در مقیاس بزرگ، مطالعه و بررسی حوضچههای آبی و دریا، مشاهده گسترش شهرها، تخریب منابع طبیعی، بررسی علوم کشاورزی و جنگلی، مشاهده پوشش ابرها، پراکندگی انسانی، ارزیابی بلایای طبیعی نظیر زمین لرزه، سیل و آتشسوزی بیان کرد.
این ماهواره چندین ایستگاه زمینی عملیاتی دارد که شامل ایستگاههای ارسال و دریافت اطلاعات، ایستگاه فرماندهی و کنترل ماهواره و همچنین ایستگاههای دریافت و پردازش تصویر است. ماهواره سنجش از دور طلوع دارای فناوریهایی مانند محموله تصویربرداری، کنترل وضعیت، مکانیزمها و سلولهای خورشیدی است که برخی برای اولین بار در آن به کار رفته است.
مأموریت اصلی این ماهواره، تصویر برداری تک طیفی با تفکیک پذیری50 متر، ذخیره و ارسال دادهها است که به این منظور با ایستگاههای زمینی دورسنجی(تلهمتری)، ردگیری و فرمان و مرکز کنترل پرواز، قابلیت تبادل دادههای پایش و کنترل ماهواره را دارد. انرژی این ماهواره را آرایههای خورشیدی بر روی بدنه و باتریهای ثانویه تأمین می کند.
به عنوان یک ماهواره سنجش از دور و در ادامه برنامه فضایی کشور اهداف و دستاوردهای انجام این پروژه را میتوان موارد زیر دانست:
• دانشافزایی و توسعه فناوری در زمینه طراحی، ساخت، آزمایش، پرتاب و بهرهبرداری از ماهوارهها در سطح صنعت، دانشگاهها، شرکتهای خصوصی و مراکز مختلف علمی و صنعتی
• تکمیل و ایجاد زیرساختهای لازم جهت ساخت و آزمایش ماهوارهها در قالب مرکز ساخت و آزمایش ماهواره و نیز درون مؤسسات مختلف
• دانشافزایی و توسعه فناوری در زمینه طراحی، ساخت و بهرهبرداری از ایستگاههای زمینی دورسنجی(تله متری)، ردگیری و فرمان(TT&C)، مرکز کنترل پرواز(FCC) و دریافت تصویر
• بنیانگذاری و توسعه رشتههای تخصصی بین رشتهای
• دانشافزایی در زمینه مهندسی سامانهها و مدیریت پروژههای فضایی
• ورود به عرصه فناوری سنجش از دور
• دستیابی به فناوری طراحی، ساخت و آزمایش اجزای گوناگون سامانه کنترل وضعیت ماهواره
• دستیابی به فناوری مقاومسازی و به کارگیری مواد، قطعات و زیرسامانهها در شرایط محیطی پروژههای فضایی(تشعشع، حرارت، ارتعاشات و ...)
• تقویت دانش استانداردسازی و مستندسازی
با توجه به تأخیرهای پیش آمده در برنامه پرتاب طلوع احتمال تغییر و بهسازی محموله این ماهواره و بهبود قابلیت تفکیک تصاویر به حدود 30 متر و نیز استفاده از پوششهای پیشرفتهتر روی بدنه آن وجود دارد. این ماهواره با پرتاب از پایگاه جدید «امام خمینی(ره)» سطح بالاتری از فرایند طراحی، ساخت، آزمایش، پرتاب و بهرهبرداری از ماهوارهها را در کشور ایجاد میکند.
طبق اعلام مسئولین برنامه فضایی کشور، ماهواره طلوع-1 اولین نمونه از یک خانواده چهارتایی است که هر سال نمونه بعدی آن برای پرتاب آماده خواهد شد. این ماهوارهها با به کارگیری آخرین فناوریهای موجود در عرصه فضایی کشور مقدمات لازم برای ماهوارههای کاملاً حرفهای و با کاربردهای عملیاتی مهمتر مانند «پارس سپهر» را فراهم خواهند کرد.
ماهواره ظفرعلم و صنعت
همانطور که پیشتر اشاره شد دو ماهواره دیگر نیز در رده وزنی ماهواره طلوع هستند که از این رو باید ماهوارهبر سیمرغ و از پایگاه امام خمینی(ره) پرتاب شوند؛ ماهواره ظفر که ساخت دانشگاه علم صنعت است و ماهواره آتست ساخت دانشگاه امیرکبیر.
ظفر ماهوارهای مکعبی شکل با ارتفاع 80 و مقطع 63 * 63 سانتیمتر است. این ماهواره حدود 90 تا 100 کیلوگرمی در مدار دایروی 500 کیلومتری با شیب 55 درجه مستقر خواهد شد. علاوه بر برتریهای فراوان نسبت به ماهواره قبلی دانشگاه علم و صنعت یعنی نوید، ظفر تفاوتهایی نسبت به طلوع-1 هم دارد که از آن جمله میتوان به برخورداری از 4 دوربین اشاره کرد.
این ماهواره دارای سه دوربین رنگی با رزولوشن 80 متر و طیف نور سبز، قرمز و نزدیک قرمز و یک دوربین پانکروماتیک با رزولوشن 750 متر است و طول عمر مداری این ماهواره بین 1.5 تا 3 سال برآورد میشود.
ظفر نسبت به نوید، 5 برابر قدرت تفکیک بهتر در تصاویر، 3 برابر دقت کنترل وضعیت بهتر، نرخ ارسال در زمینه دادههای تصویری 15 برابر، برای دادههای دورسنجی(تله متری) 13.7 برابر و برای تلهکامند نیز 8.1 برابر بیشتر و سریعتری دارد.
کنترل وضعیت ماهواره ظفر با روش سه محوره انجام میشود که سطح بالاتری از فناوری نسبت به روش چرخان است که در ماهواره نوید استفاده شده بود. در نتیجه دقت کنترل وضعیت ظفر به یک درجه رسیده که بهتر از 3 درجه در نوید است. سامانه رنجینگ نصب شده در ظفر هم موقعیت ماهواره در طول فرایند پرتاب را قابل بررسی میکند.
توان مورد نیاز این ماهواره نیز با استفاده از سلولهای خورشیدی برای دوره کاری چند ماهه یا چند ساله آن فراهم میشود که با توجه به توان بیشتر مورد نیاز برای تجهیزات موجود در ظفر، سامانه تولید انرژی آن نیز با ارتقائی اساسی نسبت به نوید ساخته شده است. ظفر تا کنون در طی مراحل آمادهسازی بهینه نیز شده است.
بنا بر این ماهواره ملی ظفر که توسط دانشگاه علم و صنعت و به سفارش سازمان فضایی ایران ساخته شده، ماهوارهای با فناوری سطح بالا، پیشرفته و عملیاتی است که قابلیت عکسبرداری به صورت رنگی را دارد و با اجرای دو پروژه ماهواره نوید و ظفر متخصصان دست اندر کار به کلیه فناوریهای زیرسامانه ماهواره شامل سازه، کنترل حرارت، انرژی، تصویربرداری، زیرسامانههای ذخیره و ارسال و الکترونیک مرتبط دست یافتند.
به گفته سرپرست جدید سازمان فضایی بایستی اولین ماهواره پرتاب شونده در دولت جدید به نام «تدبیر» باشد که به نظر میرسد نام ماهواره ظفر به تدبیر تغییر یافته است.
ماهواره دانشگاه امیرکبیر
طراحی و ساخت ماهواره آتست (AutSat) از سال 86 به عنوان پروژهای میانی و در راستای اکتساب فناوریهای گوناگون مورد نیاز برای ماهوارههای عملیاتی آغاز گردید و نمونه مهندسی آن در بهمن ماه 1389 رونمایی شده بود. این ماهواره هم از نوع سنجش از دور بوده و هدف اصلی آن رصد زمین، تشخیص پوششهای گیاهی و تصویربرداری توسط 4 دوربین تعبیه شده در آن است.
این ماهواره حدوداً 80 کیلوگرمی که در ابتدا قرار بود در مدار قطبی 98 درجه قرار گیرد به دلیل عدم فراهم شدن امکان پرتاب توسط پرتابگرهای خارجی با اعمال تغییراتی قابلیت قرارگیری در مدار با شیب 55 درجه را پیدا کرد و در نتیجه به فهرست مسافران ماهوارهبر سیمرغ از پایگاه پرتاب جدید افزوده شد
قرار است آتست که دارای شکلی مکعبی به اضلاع 55 * 60 * 50 سانتیمتر است در مدار خورشید آهنگ حدود 660 کیلومتری مستقر شود که از این بابت بالاتر از سایر ماهوارههای کشور خواهد بود و عمر آن نیز 3 تا 5 سال برآورد میشود.
دوربینهای به کار رفته در آتست خریداری شده و زیرسامانههایی مانند آنتن UHF، سازه ماهواره و بردهای الکتریکی در کشور طراحی و ساخته شده است. زیرسامانههای این ماهواره شامل سازه و مواد، توان الکتریکی، کنترل وضعیت و مکانیک مدار، ایستگاه زمینی و مخابرات فضایی، کنترل حرارتی و مدیریت داده بوده که بر اساس آئین نامه استاندارد اروپایی ECSS طراحی شده اند
ماهواره ایران ست-1
یکی دیگر از ماهوارههای مهمی که توسط ماهوارهبر سیمرغ به فضا راهی خواهد شد ماهواره مخابراتی «ایران ست-1» است. این ماهواره به عنوان گام اول در مسیر دستیابی ایران به ماهواره مخابراتی قابل استقرار در مدار زمین آهنگ است و فعلاً پرتاب آن برای سال 1395 برنامهریزی شده است
ایران ست-1 با جرم حدوداً 70 کیلوگرمی توسط ماهوارهبر سیمرغ به مدار 250 کیلومتری منتقل خواهد شد و پس از رسیدن ماهواره به شرایط مناسب با بهرهگیری از پیشران گاز سرد موجود در داخل خود با شیب مداری 10درجه به مدار 11هزار کیلومتری منتقل شده و در این مدار مستقر میشود
در ارتفاع فوق ایران ست-1 قابلیت پخش روزانه در حدود دو ساعت برنامه تلویزیونی را خواهد داشت. مأموریت دیگر این ماهواره آزمودن سامانههای مقابله با تشعشات فضایی است زیرا ماهوارههایی که در داخل جو زمین قرار میگیرند به دلیل خاصیت جو در معرض تشعشات بسیار کمتری قرار میگیرند اما در ارتفاعات بالاتر، ماهواره باید خود در برابر تمامی تابشهای خطرناک فضایی مقاومت کند.
بنا بر اظهارات مسئولین برنامه فضایی در هر یک از پروژههای ماهوارهای تعریف شده در کشور تلاش میشود تا فناوریهای مختلف که در ماهوارههای عملیاتی با طول عمر بالا قرار است به کار گرفته شوند پس از طی شدن روند تمام مراحل طراحی و آزمایش زمینی و شبیهسازی در فضا در معرض آزمون واقعی قرار داده شوند تا در نهایت بر پایه این تجارب، ماهوارههای تولید شده برای مأموریتهای عملیاتی به بهترین شکل عمل کنند
امروزه فناوریهای جدید در حوزه ماهوارهها و زیرسامانههای آنها توسط متخصصان داخلی در صنعت و دانشگاه در حال توسعه است و شدت تحریمها علیه کشورمان حتی همکاریهایی در سطح ساخت ماهواره سینا-1 و مصباح را نیز ناممکن ساخته
با این وجود سرعت پیشرفت برنامه فضایی کشورمان به اذعان کارشناسان داخلی و خارجی مطلوب بوده و در آینده نزدیک با آماده شدن ماهوارهبرها و پایگاههای پرتاب جدید، این سرعت بسیار بیشتر هم خواهد شد زیرا یافتهها و ساختههای دانشمندان کشورمان امکان آزمون عملی و سپس توسعه بیشتر را خواهد یافت.
