عبور موفق از ارتفاع هزار کیلومتری با «هفتمین ماهواره‌بر سیمرغ»

در آستانه دهه فجر و چهل و پنجمین سالگرد پیروزی انقلاب اسلامی، در بامداد هشتم بهمن ماه ۱۴۰۲ برای نخستین بار سه ماهواره ایرانی با ماهواره بر سیمرغ به صورت همزمان به فضا پرتاب شد و با موفقیت در مدار مربوطه قرار گرفت. ماهواره‌بر سیمرغ از جمله دستاوردهای متعلق به وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح و ماهواره‌های پرتاب شده نیز جزو تولیدات متخصصان جوان مراکز علمی و فناوری کشورمان به حساب می آیند.

نگاهی به ماهواره‌برهای ساخت وزارت دفاع و تاریخچه آن

در کشورمان ایران بواسطه سال‌ها تجربه‌اندوزی و توسعه قدرت موشکی، انباشت قابل توجهی از دانش و تجربه در این حوزه وجود دارد که به برکت این دانش و تجربه جمهوری اسلامی ایران موفق شد طی سال‌های گذشته به فضا دسترسی پیدا کند و ماهواره‌هایی را که خود ساخته بود در مدار زمین تزریق کند. با این حال شکی نیست که توسعه فعالیت‌های فضایی در کشورمان نیازمند توسعه پرتابگرها است. جمهوری اسلامی ایران به عنوان یکی از ۱۰ کشور جهان با توان بومی پرتاب ماهواره به مدار زمین، خود را از حدود ده سال پیش با ماهواره بر سفیر به عنوان یک بازیگر جدید به جهانیان معرفی کرد.

ماهواره‌بر سفیر

در اولین گام ها، مدار ۲۵۰ در ۳۷۵ کیلومتر بیضوی به عنوان مداری برای گام اثبات فناوری و اثبات قابلیت در نظر گرفته شد و ۴ پرتاب موفق ماهواره های امید، رصد-۱، نوید علم و صنعت و فجر با ماهواره‌بر سفیر-۱ برای اجرای گام اول صورت پذیرفت. در گام دوم مدار ۵۰۰ کیلومتر دایروی با ماهواره‌بر سیمرغ ترسیم و برای این مدار ماهواره های مختلفی از جمله طلوع، پیام، ظفر، پارس-۱ و ناهید-۲ در نظر گرفته شد. طول عمر مداری ماهواره هایی که در این مدار قرار می گیرند حدود ۵ سال اعلام شده بود این در حالی است که با شروع پرتاب های ماهواره‌بر سیمرغ از سال ۱۳۹۶ تا پرتاب اخیر، روند بهبود درصد موفقیت مشهود بود.

سیمرغ برای توسعه منظومه ماهواره ای در ایران وارد میدان شد

بعد از چند پرتاب موفق توسط ماهواره بر سفیر یک، ماهواره بر جدید و سنگین تر ایران به نام سیمرغ وارد مدار شد که البته بنا به دلایل فنی، در دوره ای آنچنان که باید و شاید موفق ظاهر نشد و همین موضوع، باعث شد برخی از رقبا و دشمنان خارجی ایران روی به پایان رسیدن توان فنی و علمی ایران در این حوزه مانور بدهند. سیمرغ را شاید بتوان یک ماهواره بر پر حاشیه نام داد!

این ماهواره بر در زمان خدمت خود در ایران فقط چند تست واقعی داشته و نباید توقعات ماهواره برهایی با دهها پرتاب موفق را از آن داشت (هرچند که بهتر است مسوولان اجرایی دولت قبل در خصوص علت تست های کم آن توضیح دهند) البته یک بار نیز توسط متوهمان رسانه ای به دلیل پرواز کج! به عنوان یک سامانه مشکل دار معرفی شد. در پاسخ به صحبت های بی پایه و اساس آن کانال دروغ گو در همان زمان مشرق در گزارشی کامل به دلیل کج دیده شدن موشک بعد از پرواز پرداخت که می تواند آن را در اینجا مطالعه کنید.

اما ماهواره بر سیمرغ به طور کلی تا قبل از موفقیت مهم و بزرگ ۸ بهمن ۱۴۰۲، ارسال ماهواره به فضا را در کارنامه خود نداشت و در سالهای قبل نیز در بحث قراردادن ماهواره در مدار زمین نیز آنچنان که باید و شاید موفق عمل نکرده و با نرسیدن ماهواره به شتاب مورد نظر (که فقط ناشی از چند ثانیه عدم هماهنگی در مرحله آخر بود) این سامانه از دست رفت.

ماهواره‌بر سیمرغ در حال پرتاب به فضا با ماهواره پیام درسالهای گذشته

این ماهواره‌بر در واقع گام نخست ایران برای انتقال ماهواره‌ها در مدار برگشت ناپذیر بیش از ۱۰۰۰ کیلومتری از سطح زمین است که علاوه بر تأمین عمرهای بسیار بالاتر برای ماهواره‌ها، زمان پوشش دهی بر کشور را نیز به نحو چشمگیری می‌افزاید. با توجه به تغییرات بسیار زیاد سیمرغ نسبت به سفیر، فناوری‌های مورد نیاز برای رسیدن به یک ماهواره‌ بر جدید یعنی طراحی، ساخت، آزمایش، شبیه‌سازی، ایمنی، دقت و صحت عملکرد مراحل و تمام زیرسامانه (هدایت، کنترل، ناوبری، مخابراتی، تزریق ماهواره، موتورها، پمپ ها، حسگرها، رایانه ها و ...) دوباره دست به دست هم دادند تا این محصول به تولید برسد.

این فناوری‌ها توسط بخش‌ها و صنایع مختلف نظیر طراحی و تحقیقات، موتور، سوخت، هدایت و کنترل، ساخت حسگر، سازه و تجهیزات پرتاب به کار گرفته شدند و در نهایت انواع آزمایش های لازم نظیر استاتیک، خواص جرم، مودال، تلاطم سوخت، ارتعاشات، شوک، حرارت سازه و جدایش روی بخش‌های مربوطه در موشک به انجام رسید. پس از اجرای دقیق هر یک از این آزمایش‌ها و بررسی و تحلیل موشکافانه داده‌های ثبت شده، تیم‌های طراحی در صورت نیاز مجدداً‌ اقدام به بازبینی بخش‌های مربوطه و تجدید طرح و ساخت نمونه جدید و اجرای مجدد آزمایش‌ها می کنند و تنها پس از تأیید شدن نهایی تمام بخش‌ها ماهواره‌بر برای اجرای آزمایش عملیاتی مهیا می‌شود.

این موشک ماهواره بر که از سوخت مایع استفاده می کند دو مرحله ای است. اطلاعات مربوط به آن که در پرتابهای قبلی اعلام شده از این قرار است: طول کلی این موشک ۲۵۹۷۴ میلی متر، تعداد مراحل ۲ تا، قطر مرحله اول ۲۴۰۰ میلی متر، طول مرحله اول ۱۷۸۱۶ میلی متر و تراست مرحله اول ۱۴۲ تن است. قطر مرحله دوم ۱۵۰۰ میلی متر، طول مرحله اول ۸۱۵۸ میلی متر و تراست آن نیز ۷.۲ تن است.

نسل اولیه ماهواره‌بر سیمرغ در سایت آذرخش پایگاه فضایی امام خمینی(ره)

ماهواره بر سفیر به عنوان نسل اول ماهواره بر های ایرانی در بخش پیشران قطری در حدود ۱.۲۵ متر داشته و وزن کلی آن نیز ۲۶ تن بود و نهایتا می توانست یک ماهواره ۵۰ کیلوگرمی را به مدار ۴۵۰ کیلومتر برساند. «سیمرغ» یک، ماهواره‌بر سوخت مایع دو مرحله‌ای است. این ماهواره‌بر به نوعی ارتقا یافته خانواده سفیر است و از چهار موتور کلاسر شده (خوشه بندی شده) سفیر استفاده می‌کند. محصول مذکور در جدیدترین حرکت خود به سمت فضا که هفتمین پرتاب تحقیقاتی آن به شمار می رفت، توانست با تزریق چندگانه ماهواره‌ها، دریچه‌ای جدید در پرتاب‌های فضایی کشور باز کند. با این اوصاف، این پرتاب موفقیت‌آمیز یازدهمین پرتاب فضایی موفق در دولت سیزدهم محسوب می شود.

موتور مرحله اول ماهواره‌بر سیمرغ

به نظر می رسد توسعه فعالیت فضایی که ارزش افزوده داشته باشد، در گرو ساخت ماهواره‌های بزرگتر و سنگین‌تر است و قرار دادن چنین ماهواره‌هایی در مدار هم طبیعتاً مستلزم برخورداری از پرتابگرهای با توانمندی و قابلیت اطمینان بالا است. برنامه توسعه ماهواره‌برهای سوخت مایع در وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح در یک نقشه راه متشکل از ماهواره‌برهای سیمرغ، سریر و سروش دنبال می‌شود که پرتاب اخیر ماهواره‌بر سیمرغ نشان داد این نقشه راه فعلا با روند مناسبی پیش می رود.

مدل پرتاب همزمان چند ماهواره توسط ماهواره‌بر سیمرغ (ماهواره اصلی با کادر سبز در قسمت بالا و ماهواره‌های فرعی در قسمت‌های جانبی با کادر قرمز)

از سالها قبل این نکته در صحبت ها و گزارشات مسئولان بخش فضایی کشورمان مطرح می شد که مأموریت دیگر سیمرغ که برای اولین بار در برنامه فضایی ایران قرار است، انجام شود و بسیار هم نقش مهمی در توسعه هر چه سریعتر صنعت فضایی کشور دارد، آزمایش حمل و پرتاب و تزریق سه ماهواره در یک پرواز است که خوشبختانه در تست اخیر به بهترین وجه انجام شد. پیش از این نیز اعلام شده بود که قرار است دو ماهواره کوچک به همراه یک ماهواره اصلی در سال ۱۳۹۹ یا ۱۴۰۰ با ماهواره‌بر سیمرغ در مدار قرار داده شود که این کار راه را برای قراردهی همزمان ماهواره های کاربردی با مأموریت های مختلف یا منظومه ماهواره ای در آینده باز می کرد.

کدام ماهواره های ایرانی و با چه ماموریتی به فضا رفتند ؟

ماهواره بر سیمرغ در حالی در پرتاب جدید و هفتمین پرواز خود ماهواره "مهدا" و دو نانوماهواره "کیهان ۲ " و "هاتف ۱ " را از پایگاه امام خمینی (ره) با موفقیت در مدار بیضوی با ارتفاع کمینه ۴۵۰ کیلومتر و ارتفاع بیشینه ۱۱۱۰ کیلومتری زمین تزریق کرد که این اولین بار است تزریق چندگانه در حوزه فناوری فضایی کشور به ثبت رسیده و همزمان ماهواره‌بر توانسته به مداری با ارتفاع و اوج ۱۱۱۰ کیلومتر دست یابد تا جمهوری اسلامی ایران برای اولین بار، از ارتفاع هزار کیلومتری در پرتاب های خود عبور کند.

ماهواره بومی مهدا

ماهواره مهدا ماهواره‌ای تحقیقاتی است که مراحل طراحی، ساخت، تجمیع و آزمون آن در پژوهشگاه فضایی ایران انجام شده و نانوماهواره‌های کیهان ۲ و هاتف ۱ نیز توسط شرکت صنایع الکترونیک ایران (صاایران وابسته به وزارت دفاع) طراحی و آماده پرتاب شده‌اند. ماهواره مهدا یک ماهواره، 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.

نانوماهواره کیهان ۲ از سری ماهواره‌های مکعبی شرکت صاایران است که برای اثبات فناوری موقعیت‌یابی فضاپایه طراحی و ساخته شده 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. این ماهواره در حوزه ناوبری فضاپایه و تعیین موقعیت گام اول تحقیقاتی در این حوزه است که متخصصان وزارت دفاع آنرا توسعه داده‌اند و ایستگاه‌های زمینی آن نیز توسعه داده شده است. قدم‌های بعدی برای پرتاب ماهواره‌های بعدی در این حوزه نیز انجام خواهد شد.

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. نکته مهم اینکه این ماهواره به عنوان نسخه آزمایشی اول از مجموعه ماهواره‌های منظومه ماهواره‌ای شهید سلیمانی، به فضا پرتاب شده است. این ماهواره اولین قدم تحقیقاتی در راستای منظومه اینترنت اشیاست که در راستای برنامه ۱۰ ساله فضایی کشور تعریف و بدین منظور قراردادی با سازمان فضایی منعقد شده تا در آینده تعدادی ماهواره در قالب یک منظومه قرار بگیرند، لذا این ماهواره اولین گام به عنوان گام تحقیقاتی برای شروع منظومه اینترنت اشیا یا "مخابرات باریک باند" تعریف شده است.

نحوه دستیابی ایران به یک منظومه ماهواره‌ ای

همانطور که در بخش معرفی ماهواره های پرتاب شده به فضا بیان شد ماهواره هاتف ۱ به عنوان نسخه آزمایشی اول از مجموعه ماهواره‌های منظومه ماهواره‌ای شهید سلیمانی، به فضا پرتاب شده است. به گفته سالاریه رئیس سازمان فضایی کشور یکی از مهمترین پروژه‌های این سازمان، «منظومه‌ ماهواره‌ای مخابراتی باریک باند» موسوم به «پروژه شهید سلیمانی» است که متشکل از ماهواره‌های سبک وزن برای ارائه خدمات اینترنت اشیا بوده و به نظر می رسد با پرتاب اخیر، رسما وارد فاز اجرایی شده است.

سردار علی جعفرآبادی فرمانده فضایی نیروی هوافضای سپاه نیز در خلال گفتگوی گذشته خود در خصوص ویژگی های ماهواره نور ۳ و پرتاب موفق آن اعلام کرده بود "سپاه قصد دارد پس از این، با نرخ بالاتری شروع به پرتاب ماهواره کند تا منظومه‌ای از ماهواره‌های ایرانی را در مدار قرار دهد". به گفته این مقام مسئول، این ماهواره‌ها برای مردم‌یاری و رصد مخاطرات طبیعی نیز کاربرد داشته و علاوه بر آن، در حوزه دفاعی نیز ما می‌توان از این ماهواره‌ها برای اشراف اطلاعاتی فرماندهی کنترل و هدایت تجهیزات هدایت پذیر استفاده کرد"

همان طور که از اسم آن مشخص است، منظومه ماهواره ای به مجموعه ای از ماهواره هایی گفته می شود که در یک مدار مشخص قرار گرفته و برای انجام یک یا چند ماموریت به کار می روند. اگر بخواهیم در حال حاضر به نمونه های معروفی از منظومه های ماهواره ای اشاره کنیم می توانیم به مجموعه ماهواره های خدمات اینترنتی استارلینک، سامانه های مکان یابی موقعیت یابی جی پی اس، بایدو یا گلوناس یا مجموعه ارتباطی TDRSS مخصوص سازمان ناسا اشاره کرد. از طرح های جدید در این حوزه می توان به طرح موسوم به Blackjack توسط سازمان دارپا در وزارت دفاع آمریکا اشاره کرد که قرار است ماهواره های شناسایی کوچک تر و ارزان تر نسبت به مدل های قبلی را در تعداد بالا به مدار زمین ارسال کند.

نمایه ای گرافیکی برای آشنایی با مفهوم و حرکت منظومه‌های ماهواره ای

از مزایای این کلاس از ماهواره های کوچک و داشتن منظومه های ماهواره ای خصوصا در بحث نظامی این است که در بحث مقابله کار دشمن بسیار سخت خواهد بود. اگر دشمن به سمت بحث مقابله نرم و بحث هایی مثل استفاده از اخلال گرها برود حجم زیاد ماهواره ها که از زوایای مختلفی یک منطقه را پوشش می دهند کار را برای دشمن سخت خواهد کرد.

با رصد اخبر مربوط به تولید ماهواره در کشور، به خوبی مشخص می شود توسعه ماهواره های کوچک یا همان "کیوب ست" ها در کنار ماهواره های بزرگ ایرانی، جریان داشته و در عین حال ماهواره‌بر های قدرتمند تر نیز وارد کار شده اند. تصور کنیم با پرتاب دو یا سه ماهواره بر قائم سپاه یا سیمرغ و ذوالجناح وزارت دفاع می توان بین ۲۰ تا ۳۰ ماهواره شناسایی را به صورت همزمان در مدار زمین قرار داد. در این شرایط وضعیت رصد از نقاط مختلف زمین به صورت لحظه ای بسیار ارتقاء یافته و می توان گفت که با رسیدن به مرحله تشکیل منظومه ماهواره های شناسایی مثل سری نور، چشم جمهوری اسلامی ایران به صورت زنده و همزمان در تمامی نقاط جهان باز خواهد شد.

دولت در سند تحول خود که اسفندماه ۱۴۰۰ بخش هایی از آن رونمایی شد، ۲ راهبرد شامل «توسعه و تنوع بخشی سرمایه گذاری در صنعت فضایی» و «تجمیع توانمندی‌ها و ظرفیت‌های ملی و بین المللی» برای برون رفت از چالش‌های موجود در صنعت فضایی را در نظر گرفته که شامل ۱- تولید حداقل یک منظومه ۱۰ ماهواره‌ای ارتفاع پایین (بلندمدت- وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات) و ۲- اعطای مجوز سرمایه گذاری بخش غیر دولتی در تولید و قراردادن ماهواره در مدارهای عملیاتی (میان مدت- وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات، وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح). است که به نظر می رسد پاسخی به رخوت و رکود تاسف برانگیز صنعت فضایی در دولت قبل است.

با این اوصاف، حالا به نظر می‌رسد در سال‌های آینده باید منتظر ورود به خدمت نسل جدیدی از موتورها و ماهواره‌برهای سوخت جامد و مایع توسط سپاه و وزارت دفاع باشیم که توان حمل محموله‌های سنگین‌تری را در مدارهای بالاتر خواهند داشت؛ مسیری که از رهگذر آن می‌توان مسیر حرکت کشور به سمت فتح مدار ۳۶۰۰۰ کیلومتری زمین را هم تسهیل کرد؛ انشاء الله.