نگاهی به ماهواره برهای ایرانی (سفیر و سیمرغ )

ماهواره بر سیمرغ بر روی سکوی پرتاب

سلسله مقالات علوم فضایی (قسمت ۱- ماهواره برهای ایرانی)

توسعه فضایی

توسعه فضایی هر کشور یکی از گامهای مهم توسعه فناوری است. علوم فضایی به عنوان های تک ترین علوم موجود در دنیا همواره مورد توجه قشر زیادی از دانشمندان و رجال سیاسی کشورها بوده است.

ایران نیز در این بین تلاش دارد تا نامی در بین کشورهای صاحب تکنولوژی فضایی داشته باشد و برای رسیدن به این هدف گامهای مهمی تا کنون برداشته شده است.

در این سلسله مقالات قصد داریم، نگاهی داشته باشیم به جنبه های مختلف علوم فضایی در ایران و جهان. در گام نخست با توجه به نزدیک بودن به زمان پرتاب ماهواره ظفر و نخستین پرتاب عملیاتی ماهواره بر سیمرغ تصمیم گرفتیم نگاهی داشته باشیم به ماهواره برهای ایرانی.

انواع مدارهای اطراف زمین:

به طور کلی چندین دسته بندی برای مدارهای ماهواره ای وجود دارد که می توان آنها را به طور ساده به چهار دسته اصلی:

ماهواره های مدار پایینی زمین (LEO)

به ماهواره‌هایی که در فاصله نسبتاً کمی از سطح زمین قرار دارند، ماهواره‌های مدار پایینی زمین یا لئو ( LEO: Low Earth Orbit ) می‌نامند. گفته می‌شود. بیشترین ارتفاع این نوع ماهواره‌ها از سطح زمین بین ۱۶۰ تا ۲۰۰۰ کیلومتر (۱۰۰–۱۲۴۰ مایل) از سطح زمین است. مسیر حرکت این ماهواره‌ها از غرب به شرق و همجهت با دَوَران زمین به دور خودش است. زمان یک دور چرخش به دور زمین در این مدارها، حدود ۹۰ دقیقه است.

به دلیل نزدیکی فاصله این نوع ماهواره‌ها از سطح زمین، سرعت حرکت این ماهواره‌ها خیلی بیشتر از سرعت دوران زمین بدور خودش است؛ سرعت این گونه ماهواره‌ها باید به حدی باشد تا به زمین سقوط نکنند. گاهی سرعت آنها به ۲۷٬۰۰۰ کیلومتر بر ساعت نیز می‌رسد. برخی از ماهواره‌های هواشناسی، ماهواره‌های سنجش از دور و ماهواره‌های جاسوسی از این نوع‌اند.

ماهواره های مدار میانی (MEO)

طبق تعریف مدارهای بالای لئو (بالای ۲۰۰۰ کیلومتر) و زیر مدار ژئو (۳۶۰۰۰ کیلومتر) را مدارهای میانی با علامت اختصاری مئو ( MEO: Medium Earth Orbit ) می‌نامند. در این مدارها معمولا ماهواره‌های مکان یاب، مانند سامانه جی‌پی‌اس امریکا، گلوناس روسیه و گالیله اروپا، قرار می‌گیرند. ماهواره‌های مخابراتی پوشش دهنده قطب‌های شمال و جنوب نیز در این مدارها مستقر می‌شوند. پریود مداری این مدارها از ۲ تا ۲۴ ساعت متغیر است.

ماهواره های مدار بیضوی بالا (HEO)

مدارهای با بیضویت بالا با نام اختصاری هئو ( HEO: Highly Elliptical Orbit ) با این مشخصه بارز شناخته می‌شوند که ارتفاع نقطه حضیض آنها بسیار کم و ارتفاع نقطه اوج‌شان بسیار زیاد است. این ویژگی سبب می‌شود ماهواره مدت زیادی را برای رسیدن و عبور از نقطه اوج در آسمان محل طی کند و مدتی طولانی را در آسمان منطقه مورد نظر به سر برد. ابن مدت زمان گاهی بیش از دوازده ساعت طول می کشد. این در حالی است که عبور از نقطه حضیض به سرعت انجام می‌گیرد و طی این مرحله بسیار کوتاه‌تر است. این مدارها برای پاره‌ای از کاربردهای مخابراتی مناسب هستند. به عنوان مثال از آنجایی که مدار زمین‌ثابت برای کشورهایی مانند روسیه که در عرض‌های جغرافیایی بالا قرار گرفته‌اند چندان مناسب نیست این مدارها پوشش‌دهی بهتری برای این کشورها فراهم می‌کنند. از جمله این مدارها به مدار مولنیا و مدار توندرا می‌توان اشاره کرد.

ماهواره های مدار زمین ثابت (GEO)

ویژگی مشخص ماهواره‌های زمین‌آهنگ که در فاصله حدود ۳۶ هزار کیلومتری از سطح زمین قرار دارند، این است که همیشه در یک نقطه خاص در آسمان باقی می‌مانند، بدین معنی که گیرنده‌های زمینی این ماهواره‌ها نیاز به جابه‌جایی نداشته و می‌توانند در یک جهت ثابت باشند. ماهواره های زمین اهنگ اغلب مصارف مخابراتی دارند. البته در کاربری های هواشناسی یا مأموریت های نظامی نیز می توانند مورد استفاده قرار گیرند. مدار این ماهواره ها در زاویه میل صفر درجه در صفحه استوا تعریف می شود.

ماهواره و ماهواره بر (پرتابگر)

هر ماهواره برای رسیدن به هر یک از مدارهای فوق نیاز به یک ماهواره بر دارد که قادر باشد ماهواره را درمدار تعیین شده به سرعت و زاویه مناسب برساند و آن را رها کند.

تکنولوژی ساخت ماهواره و ماهواره بر دو بحث کاملا مجزا از یکدیگر هستند.

ساخت ماهواره، فعالیتی کاملا تحقیقاتی است که در فضای آکادمیک دانشگاهی و توسط دانشجویان و اساتید دانشگاه در رشته های مختلفی از قبیل: الکترونیک، سنجش از راه دور، مخابرات و … صورت می گیرد، اما فرایند ساخت ماهواره بر، کاملا بحث فنی و تکنیکی است که در ساخت موشک های بالستیک دوربرد مورد استفاده قرار می گیرد.

در حال حاضر بسیاری از کشورهای دنیا تکنولوژی ساخت ماهواره را در اختیار دارند و یا با مشارک یکدیگر ماهواره های مختلفی را طراحی می کنند. اما فرایند ارسال ماهواره بسیار سخت و دشوار است به طوری که تکنولوژی ساخت ماهواره بر تنها در انحصار ۱۲ کشور است. (در ابتدای سال ۲۰۲۰)

ایران نیز در سال ۲۰۰۹ با پرتاب ماهواره امید با ماهواره بر سفیر۱ رتبه نهم این لیست را در اختیار دارد.

ماهواره بر سفیر

موشک ماهواره‌بر سفیر یا ماهواره‌بر سفیر، ۱ نخستین موشک ماهواره‌بر ساخت صنایع هوافضای جمهوری اسلامی ایران است.

ماهواره‌بر سفیر در دو نسل ساخته شده که به نام‌های ۱-آ و ۱-ب شناخته می‌شوند. ماهواره بر سفیر ۱-آ از بهینه‌سازی موتور ترمزی مرحله دوم، سیستم جداسازی ماهواره، حسگرها و سیستم تله‌متری، تجهیزات زمینی و هدایت و کنترل و پایگاه پرتاب با افزایش ارتفاع حضیض مداری از ۲۵۰ کیلومتر به ۲۷۵ کیلومتر بهره می‌برد. ماهواره‌بر سفیر ۱-ب نسل تکمیل‌شده این ماهواره‌بر است که نیروی پیشران موتور آن از ۳۲ به ۳۷ افزایش یافته (افزایش در حدود ۵۰ درصدی در وزن و ۲۵ درصدی در ارتفاع) و قابلیت حمل ماهواره تا وزن ۵۰ کیلوگرم در مدار بیضوی ۳۰۰-۴۵۰ کیلومتری را دارد.

پرتابگر سفیر تا کنون ۱۰ برنامه پرتاب عملیاتی داشته که دو برنامه آن لغو شده و ۸ پرتاب از سوی مراجع رسمی اعلام شده است. که از این بین ۴ پرتاب موفق بوده و توانسته ماهواره های امید، رصد، نوید و فجر را در مدار قرار دهد.

بنا به گفته مهندس حسینی، سخنگوی سازمان هوافضا در برنامه چرخ، ماهواره بر سفیر هم اکنون بازنشسته شده است و دیگر پرتابی برای آن برنامه ریزی نشده است.

ماهواره پیام امیرکبیر در بهمن ماه ۱۳۹۷ یکی از پرتاب های ناموفق ایران بود، ماجرای این پرتاب ناموفق را در مقاله

از محمودخان قمی تا پیام امیرکبیر می توانید دنبال کنید.

ماهواره بر سیمرغ

موشک ماهواره‌بر سیمرغ ماهواره‌بر چند مرحله‌ای ساخت صنایع هوافضای جمهوری اسلامی ایران که در ۱۴ بهمن ۱۳۸۸ روز ملی فناوری فضایی رونمایی شده‌است. این ماهواره ‌بر می‌تواند توان لازم را برای قرار دادن ماهواره‌ها با وزن حداکثر ۲۵۰ کیلوگرم در مدار ۵۰۰ کیلومتری زمین با زاویه میل مداری ۵۵ درجه تأمین کند. قطر بخش مرحله اول سیمرغ ۲٫۵ متر و قطر مرحله دوم آن ۱٫۵ متر است،  موتور ماهواره‌بر سیمرغ از ترکیب ۴ موتور ۳۲ تن ماهواره بر سفیر تشکیل شده که با کلاستر شدن این ۴ موتور، نیروی پیش‌برنده ایجاد شده به میزان ۱۲۸ تن افزایش می‌یابد. می‌توان از آن در ماهواره‌برهایی با قدرت زیادتر در آینده استفاده کرد. این موتور می‌تواند ماهواره‌هایی با وزن ۷۰۰ کیلوگرم را در مدار ۱۰۰۰ کیلومتری زمین قرار دهد.

سیمرغ در واقع گام نخست ایران برای انتقال ماهواره ها در مدار بیش از ۱۰۰۰ کیلومتری است که علاوه بر عمر طولانی برای ماهواره ها، مدت زمان پوشش دهی برکشور را نیز به نحو چشمگیری ارتقا خواهد داد. سیمرغ قادر است به سرعتی نزدیک به ۷۵۰۰ متر بر ثانیه برسد که به سرعت فرار از جاذبه زمین یعنی ۱۱۲۰۰ متر بر ثانیه نزدیک شده است. رسیدن به این سرعت گلوگاه مهمی برای ورود به مرحله ساخت ماهواره بر با هدف مدار زمین ثابت است.

مشخصات فنی ماهواره بر سیمرغ

ابعاد
۲۷ متر ارتفاع
۲٫۵ متر قطر
۸۷ تن جرم
۳ مرحله ای مراحل
ظرفیت
۳۵۰ کیلوگرم ظرفیت ترابری تا مدار LEO
تاریخچه پرتاب
فعال وضعیت
پایگاه فضایی امام خمینی (سمنان) محل پرتاب
۳ تعداد کل پرتاب ها تا کنون
۱ تعداد پرتاب های موفق
۲ تعداد پرتاب های ناموفق
۳۱ فروردین ۱۳۹۵ (۲۰۱۶) نخستین پرتاب
۲۵ دی ماه ۱۳۹۷ آخرین پرتاب
۴ موتور اصلی نوندانگ موتور
۱۳۰۰ kN تراست
IRFNA / UDMH سوخت

لیست پرتاب های سیمرغ از ابتدا تا کنون:

بنا به اظهارات رسمی مسئولین کشوری تا کنون ۳ پرتاب توسط ماهواره بر سیمرغ انجام گرفته است:

 

توضیحات نتیجه ظرفیت ترابری تاریخ پرتاب شماره پرتاب
پرتاب آزمایشی زیرمداری موفق بدون بار ۳۱ فروردین ۱۳۹۵ (۲۰۱۶) ۱
پرتاب آزمایشی (مرحله دوم ناموفق) افتتاح رسمی پایگاه فضایی امام خمینی ناموفق بدون بار ۵ مرداد ۱۳۹۶ (۲۰۱۷) ۲
مرحله سوم ناموفق ناموفق ماهواره پیام امیرکبیر ۲۵ دی ۱۳۹۷ (۲۰۱۹) ۳
هنوز پرتاب انجام نشده ماهواره ظفر آماده پرتاب ۴

 

نسل های بعدی ماهواره برهای ایرانی

دو ماهواره بر دیگر نیز در طرح های آینده ماهواره بر های ایرانی وجود دارد، ماهواره بر سریر و سروش

ماهواره بر سریر با ۳۵ متر ارتفاع و قطر ۴٫۵ متر نسل بعدی ماهواره بر سیمرغ خواهد بود و پس از آن ماهواره بر سروش با توانایی انتقال ماهواره به مدار ژئو سردمدار ماهواره برهای سنگین وزن ایرانی خواهند بود.

آخرین نوشته ها

آخرین نوشته ها

من میخواهم

برترین نوشته ها