گزارش تسنیم‌ــ‌۲| ایران در فضا به‌دنبال چیست؟/ صف انتظار ماهواره‌های ایرانی برای سفر به فضا

گروه سیاسی خبرگزاری تسنیمــ بنابر اسناد بالادستی تصویب‌شده برای برنامه فضایی کشور، هدف اصلی و نهایی، دستیابی به ماهواره مخابراتی سنگین در مدار ژئوسنکرون یا زمین آهنگ با عمر 12 تا 15 سال است که بتواند نیازهای کشور را با پوشش دائمی بر فراز محدوده سرزمینی برطرف کند. کنار آن ماهواره‌های کاملاً کاربردی و عملیاتی متناسب با نیاز سنجشی کشور نیز باید توسعه یابد تا کشور از خرید روزانه تصاویر ماهواره‌ای از خارج بی‌نیاز شود. خرید خدمات از خارج از کشور در همین دو حوزه یعنی مخابرات و سنجش از دور، سالانه بیش از 250 میلیون دلار در بودجه کشور به خود اختصاص می‌دهد، درحالی که با توجه به هزینه‌های توسعه داخلی، نهایتاً در میان‌مدت و نه زمانی دورتر، صرفه اقتصادی برای کشور حاصل خواهد شد.

بیشتر بخوانید:

به‌طور کلی استقرار ماهواره‌های سنجشی تا مدار 1000 کیلومتر، ماهواره‌های موقعیت‌یاب تا مدار 20000 کیلومتر و ماهواره‌های مخابراتی در مدار 36000 کیلومتر، اهداف کلان برنامه فضایی کشور را شکل داده است. برای رسیدن به این اهداف بزرگ، مقدمات مختلفی در چند زمینه باید به انجام برسد.

به‌جز ماهواره‌ها، بلوک‌های انتقال مداری، ماهواره‌برها، پایگاه‌های پرتاب و ایستگاه‌های زمینی دریافت داده‌ها و کنترل ماهواره مقدمات اصلی این هدف هستند. با توجه به ابعاد پیچیده فناورانه ساخت، پرتاب و راهبری ماهواره سنگین در مدار ژئو، گام‌های مقدماتی و میانی برای دستیابی به فناوری‌های لازم، تثبیت آنها و سپس به‌کارگیری فناوری‌ها در مأموریت نهایی مدنظر پیش‌بینی شده است.

زیرسامانه‌های توان الکتریکی، مدیریت داده و فرمان، مخابرات، تعیین و کنترل موقعیت و وضعیت، مکانیزم، پیش‌رانش، کنترل حرارت و سازه از جمله زیرسامانه‌های اصلی یک ماهواره کاربردی و عملیاتی هستند که در هر یک از این زیرسامانه‌ها فناوری‌های مختلفی به‌کار گرفته می‌شود.

در سالهای گذشته ماهواره نهایی مدنظر کشور با جرم نزدیک به 1800 کیلوگرم و 10 تا 12 ترنسپوندر و قبل از آن هم ماهواره دیگری با جرم زیر یک تن و 2 ترنسپوندر به‌عنوان ماهواره‌های قرارگیرنده در مدار ژئو معرفی شده بودند. ممکن است در طراحی مفهومی با توجه به تجربیات کسب‌شده و کسب‌شونده و نیز رشد فناوری‌های ساخت ماهواره، تغییراتی در هر یک از دو ماهواره فوق اعمال شود.

البته در برنامه فضایی کشور منظومه ماهواره‌ای 10تایی با مشارکت سه دانشگاه مطرح برای پوشش ایران و کشورهای اطراف با هدف پوشش دایمی ماهواره‌ای برای ایمن‌سازی اطلاعات در شبکه بانکی و تلفن‌های ماهواره‌ای در شورای علوم، تحقیقات و فناوری (عتف) به‌تصویب رسیده است که کاربردهای خاص خود را خواهد داشت.

صرف‌نظر از مشخصات ماهواره ملی مخابراتی ایران که قرار است در مدار ژئو قرار گیرد در این گزارش به معرفی گام‌های مختلف ماهواره‌ها و بلوک‌های انتقال مداری پیش‌بینی شده در برنامه فضایی ایران که تاکنون توسط مسئولان برنامه فضایی معرفی شده‌اند پرداخته‌ایم. در هر یک از این ماهواره‌ها، یک یا چند فناوری جدید آزمایش شده است و سایر فناوری‌ها نیز بر اساس نمونه‌های قبلی، آزمایش مجدد و تثبیت فناوری خواهند شد.

* خانواده ماهواره‌های ناهید

به‌گفته معاون فناوری سازمان فضایی، ماهواره‌های ناهید‌ــ‌1 و 2 و 3 از جمله گام‌های رسیدن به ماهواره مخابراتی حرفه‌ای در سال 1404 هستند. در هر یک از این ماهواره‌ها، تعدادی فناوری کسب شده و وزن هر یک از نمونه قبلی بیشتر است.

ناهید‌ــ1 با جرم بیشینه 50 کیلوگرم دارای شکل مکعب‌مستطیلی و ابعاد 80*70*60 سانتی‌متر، اولین قدم در جهت رسیدن به فناوری‌های ماهواره مخابراتی زمین‌آهنگ است که علاوه بر نصب صفحات سلول خورشیدی ثابت، دو صفحه سلول خورشیدی بازشونده نیز دارد.

بازکردن صفحات خورشیدی در مدار، ارتباط در باند مخابراتی Ku، تصویربرداری و تخمین سرعت بازشدن صفحات خورشیدی و کنترل وضعیت سه‌محوره از جمله مأموریتهای ناهید‌ــ1 است.

فراهم کردن تجهیزات آزمون مکانیزم‌های فضایی، تجهیزات مخابراتی فرکانس بالا و طراحی بخش‌های آن، تعیین و کنترل وضعیت سه‌محوره، ارتباط مخابراتی دائم در باند S، تصویربرداری ضمن عملیات و تخمین نرخ باز شدن صفحات خورشیدی به‌کمک آن، از اهداف ثانویه پروژه ناهید است.

ماهواره ناهید‌ــ1

مدل مهندسی ماهواره مخابراتی ناهید در پژوهشکده سامانه‌های ماهواره‌ای پژوهشگاه فضایی وابسته به سازمان فضایی ایران با اهداف مذکور و نیز توسعه و اجرای پروژه‌های مشترک چندرشته‌ای در قالب تیم‌های تخصصی به‌منظور توسعه سامانه‌های پیشرفته فضایی ساخته شده است. طراحی و ساخت 47.5 درصد زیرسامانه‌های این ماهواره به دانشگاه امیرکبیر واگذار شده است.

حسگر، عملگرها، حلقه کنترل، تغییر و کنترل وضعیت، آزمایش آنتن مدل مهندسی ماهواره از جمله زیرسامانه‌هایی است که در این دانشگاه طراحی شده است. در این بین زیرسامانه تغییر و کنترل در ماهواره ناهید به‌دلیل جهتگیری خورشید پیچیده‌تر بوده و این جهتگیری برای بهره‌برداری بیشینه از تابش خورشید لازم است.

این ماهواره دارای 2 صفحه خورشیدی است و ساخت صفحات خورشیدی و گسترش آنها به دانشگاه امیرکبیر واگذار شده است. بعد از تحقیقات اولیه حدود 23 ماه زمان برد که مدل مهندسی، کیفی و آماده پرتاب ناهید1 طراحی و ساخته شود. کار طراحی و ساخت از سال 1394 آغاز شد و در  بهمن 95 به اتمام رسید.

ماهواره ناهید‌ــ1

به‌طور کلی مهمترین دستاوردهای پروژه ناهید‌ــ‌1 شامل موارد زیر است:

● طراحی، ساخت و تست پین پولر رهایش آرایه‌های خورشیدی
● ساخت پنل‌های خورشیدی با سلول‌های گالیم آرسنایدی
● ساخت محموله مخابراتی باند Ku
● توسعه داده‌پردازی ماهواره با قابلیت افزونگی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری
● تصویربرداری با سرعت و نرخ فشرده‌سازی بالا مطابق شرایط لینک مخابراتی و نرم‌افزار تخمین نرخ گسترش پانل‌ها

تصویر گرافیکی ناهید‌ــ‌1 در حالی که صفحه‌های سلول خورشیدی آن باز شده‌اند

برای تکمیل عملکرد ماهواره ناهید‌ــ1، چهار ایستگاه در نقاط مختلف کشور ساخته شده است. قرار بر این بود که ناهید‌ــ‌1 با ماهواره‌بر سفیر‌ــ‌1بی در مدار 250 در 375 کیلومتری مستقر شود و با عمر 40 روز مأموریت خود را انجام دهد.

در ابتدا قرار بر این بود تا در تابستان 1398 ناهید‌ــ‌1 با ماهواره بر سفیر‌ــ‌1 به مدار ارسال شود اما وقوع حادثه فنی پیش از پرتاب سفیر سبب لغو مأموریت شد.

با توجه به اعلام خبر بازنشسته شدن سفیر‌ــ‌1 در بهمن ماه این سال، احتمالاً با پرتابگر دیگری به مدار ارسال خواهد شد. برخی اخبار حاکی از آن است که ناهید‌ــ‌1 با ماهواره‌بر جدید سوخت جامد ذوالجناح در خرداد 1399 راهی مدار خواهد شد. برخی خبرگزاری‌ها از ارسال ناهید به مدار 500کیلومتری و برخی به مدار 250کیلومتری خبر دادند.

ناهید‌ــ‌2 به‌عنوان گام بعدی، با حدود 100 کیلوگرم جرم، برای طول عمر دو سال طراحی شده است. این ماهواره نیز صفحات خورشیدی روی بدنه داشته و مأموریت اصلی آن، آزمون سامانه‌های انتقال مداری داخل ماهواره با استفاده از پیش‌رانش تک‌مؤلفه‌ای و دستیابی به عمر عملیاتی 2 سال است. رانشگر در ناهید‌ــ‌2 کار افزایش ارتفاع مداری آن را انجام خواهد داد.

ناهید‌ــ‌2

آزمون موقعیت‌یابی رادیویی مستقل از GPS، آزمون اعمال گشتاور وضعیت با استفاده از پیش‌رانش، ارتباط مخابراتی S&F، اندازه‌گیری تشعشعات (دزیمتری) و آزمون ارتباط همزمان تلفنی به‌عنوان مأموریت ثانویه در نظر گرفته شده است.

ماهواره ناهید‌ــ‌2 یک ماهواره مکعبی‌شکل است که توان مورد نیاز خود را با استفاده از آرایه‌های خورشیدی روی بدنه تأمین می‌کند. این ماهواره با توجه به الزامات مأموریتی تعریف‌شده از یک زیرسیستم کنترل وضعیت سه‌محوره با دقت نشانه‌روی 3 درجه RMS در هر راستا بهره می‌برد.

ناهید2

ارتباطات مخابراتی ماهواره ناهید‌ــ‌2 در باندهای فرکانسی S و KU و UHF و VHF انجام می‌شود و برای کنترل حرارت زیرسیستم‌های بحرانی همچون پیش‌رانش از ترکیب کنترل حرارت فعال و غیرفعال در این ماهواره استفاده شده است.

زیرسامانه پیشرانش در ناهید‌ــ2

تاکنون آزمایش‌های نمونه مهندسی سامانه پیش‌رانش ماهواره مخابراتی ناهید‌ــ‌2 با موفقیت در پژوهشکده سامانه‌های حمل‌ونقل فضایی انجام شد. نمونه مهندسی پیش‌رانش ماهواره ناهید‌ــ‌2 شامل رانشگرهای تک‌مؤلفه‌ای پراکسید هیدروژن به سطح فناوری نمونه مهندسی رسیده است. در اواخر پاییز 1398 از اتمام ساخت مدل مهندسی ناهیدــ‌2 تا یک ماه آتی خبر داده شد و همزمان مدلی کیفی نیز در حال ساخت اعلام شد. با توجه به اینکه طبق نقشه راه فضایی کشور ماهواره‌های عملیاتی در مدار 500کیلومتری تا سال 1400 باید تثبیت شوند، احتمالاً ناهید‌ــ‌2 نهایتاً تا سال 1400 باید پرتاب شود.

* سُها

این ماهواره به‌عنوان یک گام لازم برای ساخت ماهواره پیشرفته پارس‌ــ‌2 تعیین شده است. اهداف این ماهواره آزمون ارسال تصاویر در باند X، ارسال Offline و شبه بی‌درنگ تصاویر، موقعیت‌یابی با استفاده از سامانه رنجینگ در باند S و آزمودن عملیاتی چند زیرسامانه دیگر است. این ماهواره دارای دوربین با تفکیک 15 متر است.

پروژه ماهواره سُها، با هدف طراحی، ساخت و بهره‌برداری در مدار یک ماهواره سنجشی با رویکرد کاربردی در دست اجرا است. ماهواره سُها با تصویربرداری در 7 طیف و با قدرت تفکیک حداقل 15 متر و ارسال تصاویر به ایستگاه‌های زمینی، مجموعه بسیار ارزشمندی از داده‌های سنجش از دور را تأمین خواهد کرد که در زمینه‌های مختلف از جمله مانیتورینگ اراضی، جنگل‌ها، آب‌ها و بررسی معادن و خطوط انتقال انرژی کاربردهای فراوانی خواهد داشت.

این ماهواره با ساخت مدل‌های VHM، مدل سازه‌ای ــ حرارتی، مدل مهندسی، مدل کیفی و پروازی به مرحله پرتاب خواهد رسید. زیرسامانه‌های مختلفی همچون محموله مخابراتی، تله‌متری و تله‌کامند، اجزای الکترونیکی، کنترل حرارت و C&DH در این ماهواره به‌کار خواهد رفت.

* خانواده ماهواره‌های پارس

این خانواده از ماهواره‌ها، با هدف اجرای وظایف سنجش از دور با عمرهای مداری چند سال تعریف شده‌اند. مأموریت پارس‌ــ‌1 تصویربرداری از کشور به‌مدت سه سال است.

محموله‌های تصویربرداری این ماهواره شامل دوربین چندطیفی در 4 طیف مرئی با تفکیک 15 متر، دوربین مادون قرمز در یک طیف با تفکیک 150 متر و دوربین حرارتی در دو طیف با تفکیک 300 متر است.

این ماهواره دارای کنترل وضعیت 3محوره، مخابرات تله‌متری و تله‌کامند، لینک ارسال تصاویر با سرعت مناسب، دو صفحه سلول خورشیدی بازشونده برای تأمین توان، پیش‌رانش گاز سرد به‌منظور اصلاح خطای تزریق و حفظ مدار در طول مأموریت است.

تصویر گرافیکی از پارس‌ــ‌1 در حال بازشدگی صفحات خورشیدی

سامانه پیش‌رانش ماهواره پارس1 در جهت اصلاح مدار ماهواره در چرخه عمر آن در مدار عمل می‌کند و باعث می‌شود طول عمر ماهواره به‌صورت قابل توجهی افزایش یابد. آزمون ارتعاشی زیرسامانه کامپیوتر روی برد ماهواره در ابتدای سال 1398 انجام شد. طبق برنامه‌ریزی قرار بود تا پایان سال 1398 پارس‌ــ1 تحویل سازمان فضایی شود.

هدف از ساخت ماهواره پارس‌ــ‌2 دستیابی به فناوری طراحی و ساخت ماهواره‌های سنجش از دور عملیاتی، از نوع اپتیکی و با قدرت تفکیک مکانی متوسط است. در این پروژه تأمین دوربین‌های بسیار دقیق که به‌لحاظ اپتیکی بتواند دقت مناسبی را داشته باشد، تأمین توان با کمک سلولهای خورشیدی که روی آن نصب می‌شود و زیرسامانه‌هایی که بخواهد در شرایط فضایی تحت تأثیر تشعشعات و دماها و بارگذاری روی سازه عمل کند صورت خواهد پذیرفت.

پارس2

این طرح عملیاتی سنجش از دور با عمر حداقل 3 سال طراحی می‌شود .این ماهواره سنجشی دارای دوربین‌های طیف مرئی و مادون قرمز است و دوربین‌های به‌کاررفته در این ماهواره امکان تصویربرداری با تفکیک 5 متر را فراهم می‌کند.

مدت زمان مأموریت ماهواره سنجشی پارس‌ــ‌2، سه تا پنج سال است و این ماهواره قرار است در مدار 600 تا 700 کیلومتری زمین قرار گیرد. این ماهواره شامل یک پلت‌فرم و محموله سنجشی است که بخش‌های مختلفی در آن شامل زیرسامانه‌هایی برای پردازش، توان الکتریکی، کنترل حرارت، سازه و مکانیک و کنترل وضعیت وجود دارد. این زیرسامانه‌ها شرایط لازم را برای مأموریت ماهواره ایجاد می‌کنند.

این پروژه اغلب نیازهای غیرنظامی کشور در زمینه‌های کشاورزی، منابع طبیعی، خاک‌شناسی، شهری و روستایی، منابع آب، بلایای طبیعی، ژئومورفولوژی، زمین‌شناسی و هواشناسی را به‌صورت کاملاً کاربردی برآورده می‌سازد.

از جمله کاربردهای این ماهواره عبارت است از:

محاسبه سطح زیر کشت، تعیین سلامت منابع طبیعی و بیوماس، تعیین وضعیت خاک، شناسایی گونه‌های گیاهی و جنگلی، ارزیابی گستره آتش‌سوزی، تعیین مرزهای آبی و وضعیت سطوح آبی، تعیین الگو و گستردگی آلودگی‌ها مطالعه سیل، تعیین گستره برفی و یخی و اندازه‌گیری تغییرات یخچال‌ها، پایش فعالیت آتشفشان‌ها، مطالعه اثر بلایای طبیعی، مطالعه نشت منابع نفتی، پایش آلودگی‌های معدن، ثبت تغییرات خطوط ساحلی.

در ادامه ماهواره پارس‌ــ‌1 و 2 به ماهواره‌های سنجشی با دوربین‌هایی با تفکیک بالاتر باید حاصل شود. طبق برنامه تا 1401 تا نهایتاً 1404 قرار است صنعت فضایی کشور به ماهواره تصویربرداری با دقت 1 متر برسد. پس از پارس‌ــ‌1 با دقت 15 متر که قرار است تا میانه سال 1399 پرتاب شود، پارس‌ــ‌2 به‌دقت 5 متر و ماهواره‌های بعدی به‌ترتیب به‌دقت 2.5 متر و در نهایت 1 متر خواهند رسید.

* مصباح‌ـ‌2

مصباح‌ــ‌2 ماهواره مخابراتی در مدار LEO با ارتفاع 500 کیلومتر و طول عمر 2 تا 3 سال و با وزن 69 کیلوگرم است که در ادامه پروژه ماهواره توقیف شده مصباح‌ــ‌1 توسط ایتالیا تعریف شده است. در زمان حاضر مدل مهندسی ساخته و آزمون‌های عملکردی به‌روی این مدل اجرا شده است و این پروژه وارد فاز ساخت مدل فضایی شده است.

مصباح-2

اهداف اصلی پروژه شامل موارد زیر است:

• کسب دانش فنی طراحی، تحلیل، ساخت و آزمایش ماهواره به‌صورت بومی
• دستیابی به فضا از طریق طراحی و پرتاب یک ماهواره نزدیک به زمین به‌منظور جمع‌آوری، بازیابی و پردازش، ضبط و ارسال مجدد داده‌ها
• ایجاد یک شبکه ارتباطی ماهواره‌ای برای ارتباط با کاربران در مناطق دورافتاده ایران یا دیگر نواحی جغرافیایی دنیا

این ماهواره وظیفه برقراری سرویس داده بین کاربران زمینی را پس از فاز راه‌اندازی و آزمایش در مدار، به‌عهده دارد. ماهواره مصباح‌ــ‌2 یک ماهواره مخابراتی Store & Forward بوده که وظیفه آن دریافت اطلاعات از درگاه‌های کاربری مبدأ، ذخیره و ارسال آن به ایستگاه مرکزی یا ترمینالهای کاربری مقصد است.

این ماهواره در راستای ساخت ماهواره‌های مخابراتی عملیاتی در داخل کشور تعریف شده است. مانیتورینگ وضعیت آب‌وهوایی مناطق صعب‌العبور، برقراری ارتباط پیام‌کوتاه مطمئن و غیرقابل شنود، خواندن پارامترهای عبور مواد از لوله‌های گاز و نفت و یا شبکه‌های آب در سراسر کشور از مأموریت‌های ماهواره مصباح‌ــ‌2 است.

* ظفر‌ــ‌2

ماهواره ظفر با جرم 113 کیلوگرم، ابعاد 120*90*90 سانتی‌متر، برای قرارگیری در مدار دایروی 530کیلومتری با زاویه شیب مداری 56 درجه آماده شده است. امید می‌رود که عمر این ماهواره در این مدار حداقل به 1 سال و نیم برسد. این ماهواره در مدار فوق در زمان حدود 94 دقیقه یک دور گردش کامل به دور زمین انجام خواهد داد در نتیجه در هر روز 15 بار به دور زمین خواهد چرخید. بیشترین عمر این ماهواره نیز در مدار فوق 2 سال و نیم محاسبه شده است.

از مأموریت‌های ظفر‌‌ــ2 علاوه بر تصویربرداری پانکروماتیک با دوربین رنگی با تفکیک 16 متر به‌صورت زمان واقعی و نیز ذخیره و سپس ارسال، برقراری ارتباط صوتی بین کاربران به‌شیوه‌های مختلف عنوان شده است. این ماهواره نسخه دوم ظفر‌ــ‌1 محسوب می‌شود که دوربین سیاه و سفید با تفکیک 25 متر داشته است و در بهمن 1398 با ماهواره‌بر سیمرغ پرتاب شد اما در مدار قرار نگرفت. ظفر‌ــ‌2 امکان پخش پیام یک کاربر به‌صورت همگانی، امکان برقراری ارتباط صوتی یک‌طرفه بین دو کاربر و امکان ارسال پیام هر کاربر برای 256 کاربر مقصد از جمله مأموریت‌های مخابراتی آزمایشی در ماهواره ظفر است.

ماهواره ظفر

این ماهواره در پوشش ایستگاه‌های زمینی مجهز به موبایل ماهواره‌ای است که موجب می‌شود دو کاربر بتوانند با تلفن همراه با یکدیگر تماس داشته باشند. یکی دیگر از مأموریت‌های تحقیقاتی ظفر اندازه‌گیری میزان دوز یونیزه‌کننده توسط پرتوهای کیهانی دریافتی از فضا و همچنین تشخیص اثر آنها روی تراشه‌های نیمه‌هادی از جمله حافظه‌های SRAM مبتنی بر ترانزیستورهای اثر میدان ترکیبی است. نتایج این آزمایش‌ها در طراحی‌های بعدی برای ماهواره‌های کاربردی کشور در مدارات مختلف مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

از تصاویر دریافتی از این ماهواره برای بروزرسانی نقشه‌های کاربردی اراضی در مقیاس بزرگ، پایش توسعه شهری، بروزرسانی مرز پهنه‌های کشاورزی در مقیاس بزرگ، پایش تغییرات در عرصه‌های طبیعی و جنگلی، بروزرسانی نقشه‌های پهنه‌بندی و پایش دریاچه‌های دائمی و فصلی در سطح کشور استفاده خواهد شد، همچنین آثار تخریب بلایای طبیعی و تهیه نقشه‌های ساختاری شناسایی گسل‌ها و چین‌های موجود در کشور نیز با تصاویر دریافتی از این ماهواره ممکن خواهد شد.

با توجه به آماده بودن ماهواره ظفر‌ــ‌2 احتمالاً این ماهواره در سه‌ماهه اول یا دوم سال 1399 به مدار پرتاب خواهد شد. این پرتاب نیز با ماهواره‌بر سیمرغ و از پایگاه پرتاب امام خمینی(ره) در سمنان صورت خواهد پذیرفت.

* پیام‌ــ‌2

پس از عدم موفقیت ماهواره‌بر سیمرغ در تزریق موفق ماهواره پیام یا همان AUTSAT در مدار قراردادی برای ساخت نسخه دوم پیام‌ــ‌2 با بهبودهای مختلف ظرف کمتر از 3 سال آینده با دانشگاه امیرکبیر منعقد شد.

ماهواره پیام با هدف طراحی، ساخت، آزمایش و پرتاب میکروماهواره‌های با وزن کمتر از 100 کیلوگرم و با توانایی سنجش از دور، بررسی پوشش گیاهی ایران و ذخیره و ارسال اطلاعات مخابراتی با طول عمر عملکردی 2 تا 3 سال در مدار 500 تا 600 کیلومتری با شیب مداری تعریف‌شده بود.

قرار بود این ماهواره داده‌ها را بین ماهواره و ایستگاه زمینی منتقل نماید. تصویربرداری چندطیفی، بهره‌برداری از لینک‌های مخابراتی در باندهای فرکانسی S، و UHF و VHF ارسال داده به‌صورت ذخیره و ارسال و نیز نزدیک به زمان واقعی از مأموریت‌های اصلی این پروژه بوده است.

ماهواره پیام

پیام‌ــ‌2 به‌طور کلی مأموریت‌هایی مشابه با پیام‌ــ‌1 خواهد داشت اما در برخی ویژگی‌ها از جمله در بخش اپتیک (نوری) و بخش دوربین‌هایی که در چهار طیف مختلف در آن استفاده می‌شود، قرار است نسبت به ماهواره قبلی ارتقا یابد.

طبق گفته مسئولان پروژه، میزان تفکیک دوربین پیام‌ــ‌2 با بهبود 40برابری نسبت به پیام، به‌میزان 1 متر خواهد رسید. با تصاویر دریافتی از پیام‌ــ‌2 می‌توان ریزگرد‌های آلوده شهری را هم تفکیک کرد که این موضوع برای برخی شهرهای کشور بسیار اهمیت دارد.

* ایران باس‌ــ‌1

رئیس مرکز تحقیقات ماهواره دانشگاه علم و صنعت در جریان مصاحبه‌های تلویزیونی معرفی ماهواره ظفر که در بهمن 1398 پرتاب شد از در دست اقدام بودن طراحی و ساخت نسل بعدی ماهواره در این مرکز با قابلیت ثبت تصاویر با تفکیک 1.5 متر خبر داد. وی تصریح کرد که 65 تا 70 درصد کار توسعه این ماهواره صورت گرفته است و در صورت حمایت در مدت 2 تا 3 سال آماده بهره‌برداری خواهد شد.

به‌نظر می‌رسد که ماهواره مذکور همان پلت‌فرم ایران باس‌ــ‌150 باشد که پیشتر رسانه‌ها از آن به‌عنوان نسل بعدی ماهواره ظفر یاد کرده بودند. ماهواره مذکور با دقت 1.5 متر و ابعاد تصاویر 9*9 کیلومتر برای عمر عملیاتی 3 سال در مدار 600 تا 700 کیلومتری با زاویه میل مداری 55 درجه طراحی شده است.

این ماهواره با سرعت ارسال اطلاعات تله‌متری 2 مگابایت بر ثانیه و سرعت ارسال 80 مگابایت بر ثانیه برای تصاویر یکی از ماهواره‌های پیشرفته کشور خواهد بود. این ماهواره دارای دو صفحه سلول خورشیدی بازشونده بزرگ است که کنار تعدادی صفحه ثابت انرژی مورد نیاز عملیات آن را تأمین می‌کنند.

با توجه به ارتفاع مداری، این ماهواره احتمالاً عمر عملیاتی 2 تا 3 سال خواهد داشت. البته عمر مداری در این ارتفاع، 5 سال است در نتیجه عامل محدودکننده عمر تجهیزات نصب‌شده در داخل ماهواره خواهد بود، بنابراین در صورت تأمین تجهیزات بهتر، می‌توان عمر استفاده از ماهواره را در مدار مذکور تا حد نهایی 5 سال افزایش داد.

* خانواده ماهواره‌های طلوع

ماهواره طلوع‌ــ‌1 توسط گروه فضایی صاایران و پس از ماهواره فجر طراحی شده بود. این ماهواره دارای شکلی استوانه‌ای با ارتفاع 100 سانتی‌متر و مقطع 6ضلعی با عرض 86 سانتی‌متر بوده و جرم بیش از 80 کیلوگرم داشته است و قرار بود در مدار 500کیلومتری دایروی با عمر عملیاتی 2 تا 3 سال مستقر شود. ماهواره طلوع‌ــ‌1 در بهمن 1388 رونمایی شده و با توجه به رده وزنی، پرتاب آن منوط به آماده شدن ماهواره‌بر سیمرغ بود. در نهایت طلوع‌ــ‌1 در تابستان 1396 با سیمرغ پرتاب شد اما در مدار قرار نگرفت. برخی ارتباطات باندهای UHF و VHF علاوه بر تصویربرداری با تفکیک 50 متر از مأموریت‌های طلوع‌ــ‌1 بود.

طلوع-1

طبق اعلام مسئولین سابق برنامه فضایی کشور، ماهواره طلوع‌ــ‌1 اولین نمونه از یک خانواده چهارتایی بوده است که قرار بود هر سال نمونه بعدی آن برای پرتاب آماده شود. این ماهواره‎ها با به‌کارگیری 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. از ویژگی‌های سایر اعضای خانواده طلوع اطلاعات خاصی در دست نیست اما قدرت تفکیک دوربین در نظر گرفته‌شده برای طلوع‌ــ‌2 برابر 10 متر اعلام و ایجاد یک منظومه با این خانواده ماهواره در سال 1399 نیز در گذشته به‌عنوان اهداف این پروژه بیان شده بود.

* خانواده ماهواره‌های ایران‌ست

در نقشه راه تعریف‌شده برای دستیابی به ماهواره مخابراتی در مدار ژئو، سه ماهواره ایران‌ست به‌عنوان گام‌های میانی تعریف شده بود. ماهواره ایران‌ست‌‌ــ‌1 با هدف توسعه فناوری انتقال مداری و مقابله با تشعشعات فضایی تعریف شد. وزن این ماهواره 70 کیلوگرم و قابلیت پوشش‌دهی آن در اولین قدم روزانه حداقل دو ساعت پخش برنامه‌های تلویزیونی خواهد بود.

پرتاب این ماهواره ابتدا توسط ماهواره‌بر سیمرغ تا ارتفاع 250کیلومتری به‌عنوان مدار پارکینگ انجام خواهد شد و سپس یک رانشگر گاز سرد در داخل ماهواره با تغییر شیب مداری 10 درجه آن را به ارتفاع 11هزار کیلومتری خواهد رساند.

در قدم دوم که قرار بود در سال 1396 محقق شود ماهواره ایران‌ستــ‌2 تعریف شده بود که مأموریت آن تثبیت فناوری‌ها و سامانه‌ها و انجام آزمایشی ماهواره اصلی ژئو خواهد بود. پرتاب این ماهواره توسط ماهواره‌بر سریر برنامه‌ریزی شده بود. طبق اعلام مسئولین، ایران‌ست‌‌ــ‌2 جهت انجام ارتباطات مخابراتی آزمایشی، دارای حداقل یک ترنسپوندر در باند KU خواهد بود.

طبق برنامه این ماهواره نیز ابتدا در مدار 250کیلومتری توسط سریر پرتاب خواهد شد و بعد با استفاده از رانشگرها با تغییر شیب 31 درجه به مدار 36هزار کیلومتری در موقعیت مداری ایران قرار خواهد گرفت. این ماهواره می‌تواند ساعات بیشتری از پخش تلویزیونی را پوشش دهد.

طبق برنامه قرار بود یک سال بعد از آن هم یعنی در سال 1397 نسخه نهایی ایران‌ست به مدار ژئو پرتاب شود که دارای 2 ترنسپوندر خواهد بود و می‌تواند 5 شبکه تلویزیونی را تحت پوشش تمام‌وقت خود قرار دهد. وزن آن 250 کیلوگرم است و توسط ماهواره‌بر سریر به موقعیت 250کیلومتری در مدار پارکینگ ارسال خواهد شد و بعد از طریق رانشگرها با تغییر شیب 31 درجه به موقعیت 12 و نیم درجه شرقی منتقل می‌شود.

این نخستین ماهواره حرفه‌ای ایرانی خواهد بود که از تمام قابلیت‌های یک ماهواره مخابراتی برخوردار است، به این ترتیب تمام دانش فنی مربوط به پرتاب ماهواره و پخش برنامه از طریق آن ایجاد خواهد شد و بعد از آن تلاش کشور معطوف به توسعه ماهواره‌هایی در حد یک تن برای عملکرد مخابراتی و تلویزیونی گسترده می‌شود.

* بلوک‌های انتقال مداری

بلوک انتقال مداری کار حرکت دادن یک ماهواره را از مداری که ماهواره‌بر مجموعه ماهواره و بلوک انتقال مداری را به آن رسانده تا مداری بالاتر به‌عهده دارد. بلوک‌های انتقال مداری نسبت به مراحل بالایی ماهواره‌برها، دارای ابزارهای بیشتری برای تزریق دقیق محموله در مدار هستند.

نحوه عملکرد بلوک انتقال مداری از مدار 400 به 7000 کیلومتر

سامان‌ــ‌1 اولین نسل از بلوک‌های انتقال مداری ساخت ایران است که برای انتقال یک محموله 100 تا 110 کیلوگرمی مشخص از مدار پارک دایروی به‌شعاع 400 کیلومتر و شیب 55 درجه به مدار بیضوی با اوج 7000 کیلومتر و حضیض 400 کیلومتر با شیب 58 درجه طراحی شده است.

بلوک انتقال مداری سامان‌ــ‌1

این بلوک از زیرسامانه‌های مختلفی شامل جدایش، رانشگرهای کنترل وضعیت گاز سرد، مجموعه توان و سخت‌افزار پرواز، زیرسامانه مخابرات، سازه، حسگرهای تعیین وضعیت و موقعیت، ستاره‌نگر، GPS، پیشران جامد پرانرژی با بدنه فوق‌سبک، موتورهای دوران‌دهنده و نرم‌افزارهای کنترلی مختلف است. موتور سوخت جامد آرش‌ــ‌20 که در این بلوک انتقال مداری به‌کار می‌رود که آزمایش‌های موفق خود را پشت‌سر گذاشته است. ناهید‌ــ‌2 احتمالاً اولین ماهواره‌ای است که با بلوک انتقال مداری سامان به مدار نهایی خود خواهد رسید.

شبیه‌سازی عملکرد سامان‌ــ‌1

یک موتور فضایی به‌نام آرش‌ــ‌24 نیز در کشور توسعه یافته است که ماهواره را از مدار 500کیلومتری به مدار 21000کیلومتری می‌برد. این موتور احتمالاً در همان بلوک مداری سامان‌ــ‌1 یا نمونه بزرگتر آن به‌کار گرفته خواهد شد و ماهواره‌های سنگین‌تر ایرانی را به مدار مذکور منتقل می‌نماید.

موتور فضایی کروی آرش‌ــ‌24

مجموعه ماهواره‌های مختلف کشور که تعدادی از آنها در این گزارش معرفی شد با اهداف دستیابی به فناوری‌های لازم برای ماهواره‌های کاربردی و عملیاتی با طول عمر بالا که امکان هیچ‌گونه خطایی در عملکرد آنها قابل قبول نیست طراحی شده و توسعه یافته‌اند.

هر یک از این ماهواره‌ها باید فناوری‌های خاصی را برای اولین بار آزمایش و تعدادی فناوری را نیز تکرار و تثبیت کنند تا ماهواره‌های حرفه‌ای و گرانقیمت کاربردی بدون مشکل برای سالهای طولانی به اجرای عملیات در مدارهای مختلف بپردازند و کشور را از پرداخت هزینه چند صد میلیون دلاری در سال بی‌نیاز کنند و حتی درآمدزایی نیز داشته باشند.

صنعت فضایی کشور برای اجرای 4 پرتاب ماهواره‌های مختلف در سال 1399 و به‌طور تخمینی هر سه ماه یک پرتاب، برنامه‌ریزی کرده است که امید می‌رود با اجرای موفق این پرتاب‌ها، تجربیات حاصل از عملکرد این ماهواره‌ها در اختیار متخصصان برای بهبود طراحی‌های بعدی و نیز کاربردهای عملیاتی مقدماتی به‌دست آید.

انتهای پیام/+