پرتاب ظ‍فر مقدمه جهش در صنعت ماهواره

به گزارش خبرگزاري رسا، طراحی، ساخت و پرتاب یک ماهواره در یک کشور عموما نشانگر آن است که سطح تکنولوژی ملی و توان علمی نخبگان آن کشور در سطح بسیار بالایی قرار دارد. دستیابی به دانش ساخت و پرتاب ماهواره، در ایران نیز علاوه‌بر اینکه یکی از دستاوردهای پرافتخار پژوهشگران و نخبگان ایرانی پس از پیروزی انقلاب اسلامی است، نشان‌دهنده رشد علمی و ترقی فضای پژوهشی کشور است. شاید وقتی در سال 1957 میلادی، اولین ماهواره فضایی توسط روسیه (اتحاد جماهیر شوروی) با نام اسپوتنیک-1 ساخته و به فضا فرستاده شد، در ایران، کسی گمان نمی‌کرد که روزی ایران نیز بتواند به چنین تکنولوژی پیچیده‌ای دست پیدا کرده و بتواند ماهواره‌های فضایی را به فضا ارسال کند و در مدار زمین قرار دهد.مطالعات نشان می‌دهد که حتی در همان سال‌های دهه 60 میلادی نیز تبدیل شدن به یک قدرت بزرگ در حوزه هوا و فضا برای دولت شوروی دور از ذهن بوده است، اما طبیعتا کارشناسان و متخصصان این کشور، با گذراندن آزمون و خطاهای فراوان و کسب تجربه توانستند امروزه به یکی از کشورهای قدرتمند در حوزه پرتاب ماهواره به فضا شناخته شوند.

  ایران در میان 9 کشور سازنده ماهواره

باید اعتراف کرد که به واقع تلاش و پشتکار نخبگان و پژوهشگران ایرانی و ساخت و پرتاب ماهواره به فضا، در سال‌های اخیر این افتخار را به همراه داشته است که ایران را در میان ۸ کشور دنیا قرار دهد که  توانسته‌اند ماهواره بومی تولید و به فضا پرتاب کنند. درحال حاضر طبق آمار بین‌المللی، روسیه، آمریکا، فرانسه، ژاپن، چین، انگلیس و هند کشورهایی هستند که موفق به پرتاب ماهواره به فضا شده‌اند. همچنین براساس اعلام قبلی اتحادیه جهانی مخابرات، ایران در زمره پنج قدرت نوظهور فناوری فضا و جایگاه اول منطقه است حتی به‌زعم این اتحادیه، ایران جزء پرسرعت‌ترین کشورها در دستیابی به این دانش است.طبق اطلاعات موجود، ماهواره مصباح-1 اولین پروژه کشور برای ساخت ماهواره پس از انقلاب بود. پس از آن مصباح2 ساخته شد که البته هرکدام به دلایلی به فضا پرتاب نشد. در سال‌های 84 تا 97 نیز چندین ماهواره دیگر با نام‌های سینا، طلوع، رصد، نوید، فجر و پیام به دست متخصصان ایرانی ساخته و برخی با موفقیت به فضا پرتاب شد و در مدار زمین قرار گرفت و پرتاب تعدادی نیز به دلایل فنی ناکام ماند.

سال 90 سازمان فضایی ایران با همکاری دانشمندان، نخبگان و جوانان ایرانی در دانشگاه علم‌وصنعت ماهواره‌ای با نام ماهواره «نوید» طراحی کردند که به‌عنوان یک ماهواره تمام‌ایرانی، در نوع خود بی‌نظیر و ماموریت سطح یک آن، تصویربرداری از سطح زمین با قدرت تفکیک مناسب برای ماموریت محوله و ارسال تصاویر و اطلاعات پایشی سیستم به ایستگاه‌های زمینی بود. این ماهواره در بهمن‌ سال 90 به فضا پرتاب شد و این باور را در فضای عمومی کشور تقویت کرد که عزم و اراده دانشمندان ایرانی حتی در شرایط تحریم و فشارهای اقتصادی آن‌ سال‌ها نیز به اندازه‌ای است که بتوانند ساخت ماهواره‌ای با چنین سیستم پیچیده‌ای را کاملا بومی‌سازی کنند. طراحی و ساخت ماهواره نوید مقدمه‌ای شد برای ساخت ماهواره دیگری به نام «ظفر» که یک ماهواره‌ عملیاتی و سنجش از راه دور با قابلیت تصویربرداری بود و مقرر شد تا پایان سال 98 به فضا پرتاب شده و در مدار زمین قرار گیرد.

  ماهواره ظفر پرتاب شد، اما ...

روز یکشنبه، بیستم بهمن‌ماه سال جاری، مسئولان و تعدادی از خبرنگاران با استقرار در پایگاه فضایی امام خمینی(ره) سمنان پرتاب ماهواره ظفر را به تماشا نشستند و درنهایت ظفر با استفاده از موشک ماهواره‌بر سیمرغ به فضا پرتاب شد، اما متاسفانه و به‌رغم محاسبات دقیقی که توسط کارشناسان داخلی انجام شده بود، این ماهواره پس از پرتاب در مدار قرار نگرفت. درواقع و طبق گفته کارشناسان، ماهواره ظفر نتوانست به سرعت لازم برای قرار گرفتن در مدار برسد، چراکه سرعت لازم برای رسیدن به عملیات موفقیت‌آمیز، هفت هزار و 400 کیلومتر بود، اما لحظه‌ای که ماهواره ظفر از موشک خود جدا شد، در سرعت 6 هزار و 500 کیلومتر بر ساعت قرار گرفت. البته مسافت طی‌شده (540 کیلومتر) به استاندارد لازم رسید، اما درست مانند ماهواره پیام، ماهواره ظفر هم در لحظه جداشدن از ماهواره‌بر موفق به استقرار در مدار نشد، با این تفاوت که نقص اصلی ماهواره پیام، مدار الکترونیکی آن بود و در ماهواره ظفر موتور ماهواره‌بر. بیان این نکته ضروری است که آزمایش‌های علمی وقتی از جایگاه تئوری وارد حوزه عملیاتی می‌شود، ضریب خطا به دلیل شرایط متفاوت محیطی افزایش می‌یابد. این موضوع در حوزه آزمایش‌های فضایی هم مستثنی نیست.

  مروری بر مراحل پرتاب یک ماهواره

امروزه تمامی ماهواره‌ها یا به وسیله موشک به فضا پرتاب شده و در مدار قرار می‌گیرند یا به وسیله شاتل تا مدار موردنظر حمل می‌شوند. پس از پرتاب، ماهواره از ماهواره‌بر خارج و در فضا رها می‌شود. در هر دو حالت امکان قرار دادن هم‌زمان چند ماهواره در مدار وجود دارد. بعد از اینکه موشک شلیک شد، مکانیسم کنترل موشک، سیستم داخلی هدایت را به‌کار می‌گیرد تا با استفاده از آن مراحل بعدی محاسبه شوند و تغییرات در نازل موشک (خروجی موتور) برای ماندن در مسیر پرواز اعمال شود. این قسمت یکی از دقیق‌ترین و حساس‌ترین مراحل پرتاب ماهواره است. علاوه‌بر موتور اصلی (که به نظر می‌رسد تنها موتور باشد) موتورهای دیگری روی ماهواره‌بر وجود دارد که تصحیح مسیر، سرعت و جهت پرواز را کنترل می‌کنند.  در نخستین گام، پیشران موشک (موتور) روشن شده، نیروی بالابرنده فراهم می‌شود. با ایجاد نیروی بالابرنده، ماهواره‌بر به همراه مخازن سوخت و ماهواره‌ای که با خود دارد، از زمین جدا شده، به سوی آسمان حرکت می‌کند. پس از اینکه سامانه پیشران، تمام سوخت را سوزاند، بخش نخست از بدنه موشک جدا می‌شود و به زمین سقوط می‌کند. در گام دوم، سامانه پیشران مرحله دوم روشن می‌شود و چون موشک سبک‌تر شده، با سرعت بیشتری ماهواره را به ارتفاع بالاتر و برای قرار دادن در مدار به پیش می‌راند. به همین ترتیب و با پایان یافتن سوخت، مرحله دوم نیز از دیگر اجزای موشک جدا می‌شود و برحسب ماموریت ماهواره بقیه مراحل انجام می‌شود. پس از اینکه موشک به ارتفاع موردنظر رسید، سیستم هدایت موشک، موتورهای کوچکی را فقط به اندازه‌ای که ماهواره را درحالت افقی قرار دهد، روشن می‌کند. سپس ماهواره را که تا قبل از این زیر پوشش مخصوصی در دماغه موشک قرار داشت تا از حرارت عبور از اتمسفر در امان بماند، رها می‌کند. در این لحظه دوباره موتورهای کوچکی روشن می‌شوند تا بین ماهواره‌بر و ماهواره فاصله مطمئنی به وجود‌ آید. ماهواره‌بر به طرف زمین سقوط کرده و ماهواره به وسیله موتورهای پایدار‌کننده در مدار خود قرار می‌گیرد.

  ایران؛ یک کشور نوپا در صنعت هوافضا

فرشاد پازوکی، عضو هیات‌علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم‌وتحقیقات و نایب‌رئیس انجمن هوافضای ایران در گفت‌وگو با «فرهیختگان» در توضیح علت عدم موفقیت ماهواره ظفر با تاکید بر اینکه محاسبات پرتاب ماهواره ظفر بسیار دقیق و کامل بوده است، می‌گوید: «موتور ماهواره‌بر ماهواره ظفر نتوانست سرعت لازم را برای قرار دادن ماهواره درون ارتفاع تامین کند و این، یک امر کاملا طبیعی در سراسر دنیاست که پرتاب یک یا چند ماهواره موفقیت‌آمیز نیست.»

به گفته وی فرافکنی درمورد عدم موفقیت ماهواره ظفر که معمولا توسط رسانه‌های غربی مطرح می‌شود، توجیهات غیرعلمی است و این عدم موفقیت در پرتاب ماهواره، مختص به ایران نیست. ‌نگاهی به آمارها به خوبی نشان می‌دهد که پرتاب ماهواره‌های متعددی در روسیه، آمریکا و بسیاری از کشورهای صاحب‌نام، با شکست مواجه شده است و درواقع اگر اکنون موفقیت در پرتاب ماهواره به دست می‌آید، حاصل شکست‌های متعددی است که این کشورها در پرتاب ماهواره تجربه کرده‌اند.وی معتقد است که ایران یک کشور جوان و نوپا در تکنولوژی ساخت و پرتاب ماهواره است و نمی‌‌توان انتظار داشت که در مدت زمان کم، نتیجه‌ای حاصل شود که کشورهای پیشرو، طی دهه‌ها آزمون و خطا به آن دست‌ یافته‌اند.

پازوکی می‌گوید: «کشور هند که اکنون به عضویت باشگاه پرتاب‌کننده‌های فضایی پیوسته است، روزی جزء کشورهای نوپا در حوزه ساخت و پرتاب ماهواره به فضا بود. اما اکنون با سپری کردن دوران تجربه و آزمون خود، به عضویت باشگاه پرتاب‌کننده‌های فضایی درآمده است. ناگفته نماند که در جریان پرتاب ماهواره، تا زمانی که جان انسان‌ها به خطر نیفتد، عدم موفقیت، یک تجربه و یک تلاش محسوب می‌شود. اما برای مثال وقتی در آمریکا ماهواره‌ای به همراه متخصصان آن به فضا پرتاب  و پس از شکست موجب از دست رفتن جان آنها می‌شود، می‌توان گفت که اتفاق ناگواری رخ داده، در غیر این صورت، عدم موفقیت در پرتاب ماهواره، یک روند طبیعی در سراسر جهان است.»

وی ادامه می‌دهد: «نکته قابل‌توجه دیگر اینکه، بسیاری از ماهواره‌هایی که از سوی کشورها به فضا پرتاب شده ولی موفق به قرار گرفتن در مسیر زمین نبوده‌، اکنون به زباله فضایی تبدیل شده‌اند. این درحالی است که اکنون افزایش تعداد زباله‌های فضایی، یکی از معضلات مهم جو در سراسر دنیاست.»

  شکست‌ 60 درصدی ماهواره‌های پرتاب‌شده در دنیا

حسن ناصح، استادیار و کارشناس مهندسی هوافضا در گفت‌وگو با «فرهیختگان» با اشاره به اینکه، عدم موفقیت در پرتاب ماهواره، امری است که در سراسر دنیا و حتی در کشورهای صاحب‌نام در این حوزه، طبیعی و اجتناب‌ناپذیر است، می‌گوید: «این کشورها، در سال‌هایی ابتدایی دستیابی به تکنولوژی ساخت ماهواره، با عدم موفقیت در پرتاب مواجه می‌شدند.»

به گفته وی، از سال 1957 میلادی که نخستین ماهواره توسط روسیه (شوروی سابق) ساخته شد تا سال 1959یعنی دو سال پس از آن، 54 ماهواره در سراسر جهان به فضا پرتاب شد که از این تعداد 32 پرتاب با شکست مواجه شد. به‌عبارت دیگر تنها حدود 40 درصد از پرتاب‌ها موفقیت‌آمیز و 60 درصد ناموفق بود. بنابراین، این، یک امر طبیعی است که رسیدن به مرحله پرتاب‌های موفق، نیازمند زمان است.

وی با تاکید بر اینکه، ایران یک کشور نوظهور در عرصه پرتاب ماهواره به فضاست، ادامه می‌دهد: «حقیقتا نخبگان و متخصصان هوافضا در کشور، برای کسب تکنولوژی‌های به‌روز ساخت و پرتاب ماهواره زحمات فراوانی می‌کشند و نمی‌‌توان از تلاش این متخصصان چشم‌ پوشید، اما همان‌طور که سایر کشورها نیز در یک بازه زمانی با عدم موفقیت در پرتاب ماهواره مواجه بوده‌اند، متخصصان ایرانی نیز باید این مسیر را طی کنند.»

   ماهواره‌‌های ناموفق دنیا

ماهواره‌های فضایی کاربردهای مختلفی دارند و از ابتدای ساخت و پرتاب ماهواره تاکنون انواع مختلفی از آنها توسط کشورهای مختلف ساخته و به فضا پرتاب شده است. به‌عنوان مثال «ماهواره‌های هواشناسی» برای بررسی و مطالعه وضعیت آب‌وهوایی زمین، «ماهواره‌های مخابراتی» با هدف گسترده‌تر شدن ارتباطات و پوشش امواج رادیویی، «ماهواره‌های اکتشافی» با هدف نظامی و «ماهواره‌های زمین‌شناسی» که برای تهیه نقشه‌ها طراحی شده  و به فضا پرتاب می‌شوند. اما این  امر همیشه موفقیت‌آمیز نبوده است. برای مثال چندی پیش ماهواره نظامی روسی با عنوان  Geo-IK2 نتوانست به مدار موردنظر خود برسد یا موشک بالستیک مینتمن3 آمریکا از مسیر حرکت اصلی خود منحرف شد، به‌طوری که مقامات آمریکایی را مجبور به انهدام آن در هوا کرد. این شکست‌ها ربطی هم به هزینه‌های صورت‌گرفته برای ماهواره‌ها ندارد، مثلا ماهواره چند صد میلیون دلاری آب‌وهوایی آمریکا با عنوان «گلوری» نتوانست به مدار خود برسد و ماهواره‌بر این ماهواره دچار نقص فنی شد و در اقیانوس آرام سقوط کرد. آمریکا و روسیه دو کشور اول در صنعت فضایی هستند و در سایر کشورهای فضایی این مشکلات بیشتر به چشم می‌خورد. برای نمونه ماهواره SJ-11-04 چینی‌ها هم دچار نقص فنی شد و به مدار موردنظر نرسید. همچنین اولین فضانورد کشته‌شده در برنامه‌های فضایی «ولادیمیر کاماروف» روسی بود که در جریان ماموریت «سایوز-1» در سال 1967 کشته شد. سانحه آپولو1 هم درست در همان سال و در کشور آمریکا رخ داد که درنتیجه آن، سه فضانورد کشته شدند. اما این حوادث انسانی به دهه‌های قبل محدود نمی‌شود و در سال 2003 حادثه مشهور نابودی فضاپیمای کلمبیا رقم خورد و به واسطه آن هفت فضانورد کشته شدند. سال 2019 در هند نیز پس از پرتاب یک ماهواره‌‌ سپر حرارتی موشک از هم جدا نشد و دانشمندان حدود 19 دقیقه منتظر ماندند تا ببینند آیا سپر حرارتی از موشک جدا می‌شود یا نه. اما پس از آن ماموریت را ناموفق اعلام کردند./1360/