چندین سال است که پرتابگر ماهواره با قابلیت اطمینان مناسب برای مدار‌های بالاتر از آنچه ماهواره‌بر سفیر‌ـ‌۱ به آن می‌رسید به گلوگاه برنامه فضایی کشور تبدیل شده است.

در بخش پرتابگر، برنامه فضایی ایران دارای ماهواره‌بر‌های دولتی شامل سفیر‌ـ‌۱ و سیمرغ (سفیر‌ـ‌۲) و ذوالجناح است. سفیر‌ـ‌۱ با دو مرحله سوخت مایع توان حمل محموله نهایتاً ۶۰ کیلوگرمی به مدار بیضوی ۲۵۰ در ۳۵۰ کیلومتر را داشت و با چهار پرتاب موفق و حداقل ۴ پرتاب ناموفق در سال گذشته از خدمت کنار گذاشته شد.

بیشتربخوانید

• ماهواره نور ۲ به صورت سالم به مدار تزریق شده است

در رده بعدی، ماهواره‌بر دومرحله‌ای سوخت مایع سیمرغ قرار دارد که توان آن، رساندن محموله تا ۲۵۰ کیلوگرمی به مدار تا ۵۰۰ کیلومتری اعلام شده است. این ماهواره‌بر از سال ۱۳۹۵ وارد آزمایش‌های پروازی شد و در بعضی پرتاب‌های آن وجود ماهواره‌های ساخته‌شده در کشور نیز تأیید شد، اما تاکنون این ماهواره‌بر موفق به قراردهی هیچ‌یک از محموله‌های خود در مدار نشده است که آخرین مورد آن در سال اخیر و با حمل یک ماهواره اصلی و دو ماهواره مکعبی کوچک صورت گرفت.

ماهواره‌بر ذوالجناح هم به‌عنوان آخرین محصول ارائه‌شده در این حوزه از سوی سازمان صنایع هوافضای وزارت دفاع دارای دو مرحله ابتدایی سوخت جامد و مرحله سوم سوخت مایع است. پرتاب آزمایشی اولیه این حامل هم در سال ۱۳۹۹ صورت گرفت و تاکنون از آن خبر جدیدی منتشر نشده است.

لزوم دستیابی به قابلیت‌های فضاپایه از یک سو و مشکلات ماهواره‌برهای سوخت مایع سفیر و سیمرغ از سوی دیگر سبب شد سپاه علاوه بر برنامه‌ریزی برای نقش‌آفرینی در عرصه فضایی برای رفع نیازهای نظامی از طریق ماهواره‌ها، به طراحی و ساخت ماهواره‌برهای لازم هم ورود کند.

نیازهای یک نیروی نظامی به فضا امروزه بسیار گسترده است و به‌گفته سردار حاجی‌زاده فرمانده نیروی هوافضای سپاه، سایر کارها بدون دستیابی به فضا ناقص می‌ماند. به‌طور خلاصه تصویربرداری در طیفهای مختلف نوری با کیفیت و تفکیک بالا، خدمات رله مخابرات، ارسال فرامین و دریافت داده در مسافتهای بسیار دور به‌صورت بی‌درنگ (Real time) مثلاً برای پهپادها و شناورهای دریایی و در نهایت خدمات مکانیابی جهانی برای سامانه‌های هدایت و ناوبری موشکها و ادوات نظامی و نفرات از جمله مهمترین نیازهای یک نیروی نظامی به خدمات ماهواره‌ای است.

ماهواره‌بر قاصد نیروی هوافضای سپاه

علاوه بر هزینه گزافی که تأمین خدمات فوق برای بخش دولتی از ماهواره‌های خارجی برای کشور داشته و دارد استفاده از این خدمات برای بخش نظامی کشور با محدودیت‌های خاصی همراه است که نیاز به تصاویر با تفکیک یا رزولوشن بالا از جمله موارد آن است. امکان افشای مأموریت نظامی در صورت استفاده از خدمات تبادل داده از ماهواره خارجی هم همواره وجود دارد.

در نتیجه سپاه با محوریت فرماندهی فضایی نیروی هوافضای سپاه نقشه راهی برای رسیدن به ماهواره‌های نظامی لازم را بر اساس تمامی تجربیات کسب‌شده در بخش‌های مختلف کشور در عرصه طراحی و ساخت ماهواره در دستور کار قرار داد که محموله آزمایشی نبأ با پرتاب در فروردین سال ۱۳۹۸، ماهواره سنجشی نور ۱ با پرتاب در اردیبهشت ۱۳۹۹ و نور ۲ با پرتاب در ۱۷ اسفند ۱۴۰۰ اولین نتایج مسیر فضایی شدن سپاه هستند. در گزارش‌های پیشین به نبأ و نور ۱ و رکوردشکنی‌های سپاه با پرتاب سال ۱۳۹۹ پرداخته شد.

پرتاب ماهواره‌بر قاصد که طی نزدیک به دو سال گذشته موتورهای فضایی آن با بهره‌گیری از داده‌ها و تجربه پرتاب قبلی بهینه‌سازی شده‌اند و نیز زیرسامانه‌های ماهواره نور هم مورد بازبینی و بهینه‌سازی قرار گرفتند برای اثبات تکرارپذیری و نشان دادن قابلیت اطمینان این ماهواره‌بر لازم بود، در نتیجه پرتاب موفق و البته بسیار دقیق ماهواره نور2 هم‌اکنون سپاه به‌طور همزمان دو ماهواره نور1 و 2 را در مدار دارد که برای اولین بار از زمان ورود کشور به عرصه فضایی رخ داده است.

پرتاب قاصد حامل نور ۲

نور ۲ ماهواره‌ای با مأموریت سنجشی است که مدار تسخیرشده توسط یک ماهواره ایرانی را از حدود ۴۲۵ کیلومتر در نور ۱ به ۵۰۰ کیلومتر ارتقاء داده است یعنی در حدود ۱۷.۶ درصد ارتقاء مداری، این امر عمر مداری بالاتری نسبت به نور ۱ فراهم می‌کند، اما استفاده از تجربیات ارزنده کسب‌شده در نور ۱ خصوصاً در مورد دوام و کارکرد مستمر زیرسامانه‌ها سبب شد به‌خلاف نور ۱ که عمر کاری یک‌ساله برای آن در نظر گرفته شده بود، نور ۲ با هدف عمر کاری ۳ ساله پرتاب شود.

نور ۲ با سرعت ۷۶۰۰ متر بر ثانیه در مدار مذکور تزریق شده است و کل فرایند پرتاب تا قراردهی ماهواره در مدار ۴۸۰ ثانیه به‌طول انجامیده است. مدار ماهواره نور ۲ به‌گونه‌ای طراحی شده که از دو قطب زمین عبور نداشته است و بیشترین عبور را از روی ایران و منطقه غرب آسیا دارد.

همان‌طور که در گزارش‌های قبلی شرح داده شد تفاوت عمر کاری و عمر مداری در این است که عمر کاری ماهواره به عمر و دوام زیرسامانه‌های آن در محیط عملیاتی مربوط است در حالی که عمر مداری صرفاً به ارتفاع مداری نسبت به زمین و نوع مدار مرتبط است، در نتیجه نور ۱ با وجود گذشت بیش از ۲۲ ماه از پرتاب آن همچنان در حال کار است و تبادل داده با ایستگاه زمینی دارد، البته در این مدت ارتفاع مداری آن از حدود ۴۳۰ به ۳۵۰ کیلومتر کاهش یافته است، بر این اساس پیش‌بینی می‌شود که تا نزدیک به یک سال دیگر هم نور ۱ در مدار گردش کند و به بیش از ۱۰ هزار بار گردش فعلی خود به دور زمین اضافه کند.

همچون پرتاب سال قبل در این پرتاب هم از ماهواره‌بر قاصد استفاده شد. جزئیات در دسترس از این ماهواره‌بر سه‌مرحله‌ای در گزارش‌های پیشین شرح داده شد. قاصد در مرحله اول خود از پیشران موشک بالستیک قدر استفاده می‌کند در نتیجه برای این بخش هزینه‌ای متفاوت پرداخت نمی‌شود، همچنین این پیشران قابلیت اطمینان خود را طی ۲۰ سال استفاده در موشک‌های شهاب‌ـ‌۳ و قدر و عماد نشان داده است.

تغییر مسیر قاصد در پرتاب اسفند ۱۴۰۰ به‌سمت مدار موردنظر

در مرحله دوم قاصد از موتور سوخت جامد پیشرفته سلمان استفاده شد که در بهمن ۱۳۹۸ رونمایی شد. این موتور در بدنه بیرونی و عایق اطراف سوخت جامد از مواد فیبرکربن بهره می‌برد که سبب کاهش وزن قابل‌توجهی برای آن شده است، به‌علاوه سلمان دارای خروجی یا نازل تمام متحرک است که فناوری بالایی محسوب می‌شود و سبب استفاده بهینه از نیروی رانش می‌شود.

در مرحله سوم قاصد هم از موتور سوخت جامد استفاده شده است که البته در گذشته تصور می‌شد این بخش سوخت مایع است، اما در مصاحبه‌های اخیر سردار حاجی‌زاده تصریح شد که مرحله سوم قاصد سوخت جامد است.

در اینجا سؤال مهم این است؛ با توجه به عدم امکان کنترل لحظه‌ای فرایند احتراق موتور‌های سوخت جامد، مرحله سوم قاصد چگونه سرعت دقیق لازم برای تزریق ماهواره در مدار را تنظیم می‌کند؟

یک پاسخ منطقی که با توجه به شکل گرافیکی اجزای موتور مرحله سوم قاصد هم قابل ارزیابی است، برخورداری مرحله سوم قاصد از چندین موتور سوخت جامد با نازل متحرک در زوایای مختلف است.

در این صورت با انحراف متقارن نازل‌ها به‌سمت خارج از محور طولی وسیله پروازی می‌توان مؤلفه رانش در جهت پرواز را کمتر کرد و سرعت مطلوب را به دست آورد، همچنین استفاده از موتور‌های ترمزی (که نازل آن‌ها خلاف جهت پرواز قرار دارد) در جلوی مرحله سوم هم می‌تواند به تنظیم دقیق سرعت کمک کند، در هر صورت استفاده از موتور سوخت جامد در مرحله سوم یک ماهواره‌بر هم از نقاط برجسته قاصد سپاه است که آن را از دردسر‌های پیشران سوخت مایع رها کرده است.

تصویری از نمایشگر عملکرد مرحله سوم قاصد که وجود چند نازل و قاعدتاً چند موتور در جهات مختلف را تأیید می‌کند

یک نکته جالب توجه در اینجا این است که اطلاعات موجود در سال گذشته نشان می‌داد که نور ۱ یک ماهواره کوچک در کلاس جرمی بسیار سبک است، از طرفی با افزایش ارتفاع مداری و عدم تغییر ماهواره‌بر انتظار می‌رود که محموله سبکتر شود در حالی که با نکات ذکرشده توسط فرمانده فضایی سپاه نور ۲ باید در همان حدود وزنی نور ۱ باشد.

این نشان می‌دهد که احتمالاً در پرتاب سال ۱۳۹۹ قاصد از تمام توان حمل بار خود استفاده نکرده است که در این پرتاب توان رسیدن به حدود ۷۰ کیلومتر ارتفاع بیشتر را یافته است. باید در نظر داشت که بیش از ۱۷ درصد افزایش ارتفاع مداری، انرژی بیشتری نسبت به حدود ۲ درصد سرعت فرار کمتر در ارتفاع ۵۰۰ نسبت به ۴۳۰ کیلومتر طلب می‌کند.

به‌گفته سردار جعفرآبادی فرمانده فضایی نیروی هوافضای سپاه خانواده‌ای از ماهواره‌های نور در دست توسعه است که در پرتاب‌های بعدی در فضا قرار خواهند گرفت. یکی از اهداف سپاه می‌تواند استفاده از ترکیب تصاویر چند ماهواره نور با دقت مشابه برای رسیدن به تفکیک چند برابر بهتر باشد که قبلاً توسط سردار جعفرآبادی به آن اشاره شده بود.

سردار حاجی‌زاده فرمانده نیروی هوافضای سپاه در سال گذشته اعلام کرده بود که نمونه‌های بعدی قاصد در مرحله اول هم از موتور سوخت جامد استفاده خواهند کرد. چندی پیش در بهمن ۱۴۰۰ سپاه از موتور فضایی رافع با نمایش آزمایش زمینی آن رونمایی کرد. رافع که همانند سلمان از بدنه و عایق غیرفلزی و سبک و همچنین نازل متحرک بهره می‌برد رانش ۶۸ تن ایجاد می‌کند که بیش از دو برابر رانش موتور مرحله اول قاصد است. استفاده از رافع به‌عنوان یک پیشران جدید و قدرتمند می‌تواند افزایش قابل‌توجهی در میزان محموله قابل حمل توسط ماهواره‌بر بعدی یا به‌بیان دیگر نسل بعدی قاصد داشته باشد.

در صورتی که رافع قطر مشابه با مرحله اول قاصد داشته باشد، محاسبات تقریبی نشان می‌دهد صرفاً از بابت سبک‌سازی بدنه بیش از ۱۰۰ کیلوگرم به محموله قابل حمل افزوده شده (که با وزن صرفه‌جویی‌شده به‌خاطر استفاده از مواد سبک متفاوت بوده و برابر نیست) و میزان افزایش محموله از بابت افزایش بیش از دو برابری نیروی رانش هم بیشتر از مقادیر فوق خواهد بود، البته امکان استفاده از دو موتور سلمان یا دو مرحله موتور رافع هم وجود دارد که قطعاً به ساخت ماهواره‌بر بسیار قدرتمندتری منجر می‌شود که می‌تواند بار بزرگی از دوش برنامه فضایی ایران بردارد همان‌طور که در مصاحبه ریاست سازمان فضایی ایران هم از به‌کارگیری ماهواره‌بر‌های سپاه در سال آتی برای پرتاب ماهواره‌های ساخت ارگان‌های دولتی خبر داده شد.

به نتیجه رساندن موتور پیشرفته رافع و تثبیت توانمندی سپاه در تزریق ماهواره در مدار ۵۰۰ کیلومتری با پرتاب مجدد قاصد و توسعه نمونه‌های بعدی آن با تلاش جهادی کارکنان گمنام و بی‌ادعای آن علاوه بر اینکه سپاه را در آستانه جهش در عرصه فضایی قرار داده است امید‌ها را برای شتاب گرفتن مجدد برنامه فضایی ایران و تثبیت سریع توانمندی‌های کشور در مدار نزدیک به زمین (لئو) و حرکت برای تسخیر مدار ژئو زنده کرده است که در صورت حمایت همه‌جانبه می‌توان زمان رسیدن به مدار ژئو را به حدود ۵ سال کاهش داد.

منبع: تسنیم