ایران در فضا به دنبال چیست؟ +عکس

به گزارش حلقه وصل، بنابر اسناد بالادستی تصویب شده 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. در کنار آن ماهواره های کاملاً کاربردی و عملیاتی متناسب با نیاز سنجشی کشور نیز باید توسعه یابد تا کشور از خرید روزانه تصاویر ماهواره ای از خارج بی نیاز 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 می دهد. درحالی که با توجه به هزینه های توسعه داخلی، نهایتاً در میان مدت و نه زمانی دورتر، صرفه اقتصادی برای کشور حاصل خواهد شد.

به طور کلی استقرار ماهواره های سنجشی تا مدار 1000 کیلومتر، ماهواره های موقعیت یاب تا مدار 20000 کیلومتر و ماهواره های 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.

به جز ماهواره‌ها، بلوک های انتقال مداری، ماهواره برها، پایگاه های پرتاب و ایستگاه های زمینی دریافت داده ها و کنترل ماهواره مقدمات اصلی این هدف هستند. با توجه به ابعاد پیچیده فناورانه ساخت، پرتاب و راهبری ماهواره سنگین در مدار ژئو، گام های مقدماتی و میانی برای دستیابی به فناوری های لازم، تثبیت آنها و سپس به کارگیری فناوری ها در مأموریت نهایی مدنظر پیش بینی شده است.

زیر سامانه های توان الکتریکی، مدیریت داده و فرمان، مخابرات، تعیین و کنترل موقعیت و وضعیت، مکانیزم، پیشرانش، کنترل حرارت و سازه از جمله زیرسامانه های اصلی یک ماهواره کاربردی و عملیاتی هستند که در هر یک از این زیرسامانه ها فناوری های مختلفی به کار گرفته می شود.

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 به عنوان ماهواره های قرارگیرنده در مدار ژئو معرفی شده بودند. ممکن است در طراحی مفهومی با توجه به تجربیات کسب شده و کسب شونده و نیز رشد فناوری های ساخت ماهواره، تغییراتی در هر یک از دو ماهواره فوق اعمال شود.

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

صرف نظر از مشخصات ماهواره ملی مخابراتی ایران که قرار است در مدار ژئو قرار گیرد در این گزارش به معرفی گام های مختلف ماهواره ها و بلوک های انتقال مداری پیش بینی شده در برنامه فضایی ایران که تاکنون توسط مسئولان برنامه فضایی معرفی شده اند پرداخته ایم. در هر یک از این ماهواره ها، یک یا چند فناوری جدید آزمایش شده و سایر فناوری ها نیز بر اساس نمونه های قبلی، آزمایش مجدد و تثبیت فناوری خواهند شد.

* خانواده ماهواره های ناهید

به گفته معاون فناوری سازمان فضایی، ماهواره های ناهید-1 و 2 و 3 از جمله گام های رسیدن به ماهواره مخابراتی حرفه ای در سال 1404 هستند. در هر یک از این ماهواره ها، تعدادی فناوری کسب شده و وزن هر یک از نمونه قبلی بیشتر است.

ناهید-1 با جرم بیشینه 50 کیلوگرم دارای شکل مکعب مستطیلی و ابعاد 80*70*60 سانتیمتر، اولین قدم در جهت رسیدن به فناوری های ماهواره مخابراتی زمین آهنگ 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 سه محوره از جمله مأموریتهای ناهید-1 است.

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

مدل مهندسی ماهواره مخابراتی ناهید در پژوهشکده سامانه های ماهواره‌ای پژوهشگاه فضایی وابسته به سازمان فضایی ایران با اهداف مذکور و نیز توسعه و اجرای پروژه های مشترک چند رشته ای در قالب تیم های تخصصی به منظور توسعه سامانه های پیشرفته فضایی ساخته شده است. طراحی و ساخت47.5 درصد زیرسامانه های این ماهواره به دانشگاه امیرکبیر واگذار شده است.

حسگر، عملگرها، حلقه کنترل، تغییر و کنترل وضعیت، آزمایش آنتن مدل مهندسی ماهواره از جمله زیر سامانه‌هایی است که در این دانشگاه طراحی شده است. در این بین زیرسامانه تغییر و کنترل در ماهواره ناهید به دلیل جهت گیری خورشید پیچیده‌تر بوده و این جهت گیری برای بهره برداری 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 ناهید 1 طراحی و ساخته شود. کار طراحی و ساخت از سال 1394 آغاز و در بهمن 95 به اتمام رسید.

به طور کلی مهمترین دستاوردهای پروژه ناهید-1 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 داده پردازی ماهواره با قابلیت افزونگی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری تصویربرداری با سرعت و نرخ فشرده سازی بالا مطابق شرایط لینک مخابراتی و نرم‌افزار تخمین نرخ گسترش پانل‌ها

برای تکمیل عملکرد ماهواره ناهید-1، چهار ایستگاه در نقاط مختلف کشور ساخته شده است. قرار بر این بود که ناهید-1 با ماهواره بر سفیر-1بی در مدار 250 در 375 کیلومتری مستقر شده و با عمر 40 روز مأموریت خود را انجام دهد.

در ابتدا قرار بر این بود تا در تابستان 1398 ناهید-1 با ماهواره بر سفیر-1 به مدار ارسال شود اما وقوع حادثه فنی پیش از پرتاب سفیر سبب لغو مأموریت شد.

با توجه به اعلام خبر بازنشسته شدن سفیر-1 در بهمن ماه این سال، احتمالاً با پرتابگر دیگری به مدار ارسال خواهد شد. برخی اخبار حاکی از آن است که ناهید-1 با ماهواره بر جدید سوخت جامد ذوالجناح در خرداد 1399 راهی مدار خواهد شد. برخی خبرگزاری ها از ارسال ناهید به مدار 500 کیلومتری و برخی به مدار 250 کیلومتری خبر دادند.

ناهید-2 به عنوان 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 سامانه های انتقال مداری داخل ماهواره با استفاده از پیشرانش تک مؤلفه ای و دستیابی به عمر عملیاتی 2 سال است. رانشگر در ناهید-2 کار افزایش ارتفاع مداری آن را انجام خواهد داد.

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 به عنوان ماموریت ثانویه در نظر گرفته شده است.

ماهواره ناهید-2 یک ماهواره مکعبی شکل است که توان مورد نیاز خود را با استفاده از آرایه‌های خورشیدی روی بدنه تامین می‌کند.این ماهواره با توجه به الزامات ماموریتی تعریف شده از یک زیر سیستم کنترل وضعیت سه محوره با دقت نشانه روی 3 درجه RMS در هر راستا بهره می‌برد.

ارتباطات مخابراتی ماهواره ناهید-2 در باندهای فرکانسی S و KU و UHF و VHF انجام می‌شود و برای کنترل حرارت زیر سیستم‌های بحرانی همچون پیشرانش از ترکیب کنترل حرارت فعال و غیر فعال در این ماهواره استفاده شده است.

تاکنون آزمایش‌های نمونه مهندسی سامانه پیشرانش ماهواره مخابراتی ناهید-2 با موفقیت در پژوهشکده سامانه‌های حمل و نقل فضایی انجام شد. نمونه مهندسی پیشرانش ماهواره ناهید-2 شامل رانشگرهای تک مولفه‌ای پروکسید هیدروژن به سطح فناوری نمونه مهندسی رسیده است. در اواخر پائیز 1398 از اتمام ساخت مدل مهندسی ناهید-2 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 ماهواره های عملیاتی در مدار 500 کیلومتری تا سال 1400 باید تثبیت شوند، احتمالاً ناهید-2 نهایتاً تا سال 1400 باید پرتاب شود.

* سُها

این ماهواره به عنوان یک گام لازم برای ساخت ماهواره پیشرفته پارس-2 تعیین شده است. اهداف این ماهواره آزمون ارسال تصاویر در باند X، ارسال Offline و شبه بی‌درنگ تصاویر، موقعیت یابی 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 تامین خواهد کرد که در زمینه‌های مختلف از جمله مانیتورینگ اراضی، جنگل ها، آب‌ها و بررسی معادن و خطوط انتقال انرژی کاربردهای فراوانی خواهد داشت.

این ماهواره با ساخت مدل های VHM، مدل سازه‌ای-حرارتی، مدل مهندسی، مدل کیفی و پروازی به مرحله پرتاب خواهد رسید. زیرسامانه های مختلفی همچون محموله مخابراتی، تله متری و تله کامند، اجزاء الکترونیکی، کنترل حرارت و C&DH در این ماهواره به کار خواهد رفت.

* خانواده ماهواره های پارس

این خانواده از ماهواره ها، با هدف اجرای وظایف سنجش از دور با عمرهای مداری چند سال تعریف شده اند. مأموریت پارس-1 تصویربرداری از کشور به مدت سه سال است.

محموله های تصویربرداری این ماهواره شامل دوربین چند طیفی 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 3 محوره، مخابرات تله متری و تله کامند، لینک ارسال تصاویر با سرعت مناسب، دو صفحه سلول خورشیدی بازشونده برای تأمین توان، پیشرانش گاز سرد به منظور اصلاح خطای تزریق و حفظ مدار در طول مأموریت است.

سامانه پیشرانش ماهواره پارس 1 در جهت اصلاح مدار ماهواره در چرخه عمر آن در مدار عمل می کند و باعث می شود طول عمر ماهواره به صورت قابل توجهی افزایش یابد. آزمون ارتعاشی زیرسامانه کامپیوتر روی برد ماهواره در ابتدای سال 1398 انجام شد. طبق برنامه ریزی قرار بود تا پایان سال 1398 پارس-1 تحویل سازمان فضایی شود.

هدف از ساخت ماهواره پارس-2 دستیابی به فناوری طراحی و ساخت ماهواره های سنجش از دور عملیاتی، از نوع اپتیکی و با قدرت تفکیک مکانی متوسط است. در این پروژه تأمین دوربین های بسیار دقیق که به لحاظ اپتیکی بتواند دقت مناسبی را داشته باشد، تأمین توان با کمک سلولهای خورشیدی که روی آن نصب می شود و زیرسامانه هایی که بخواهد در شرایط فضایی تحت تاثیر تشعشعات و دماها و بارگذاری روی سازه عمل کند صورت خواهد پذیرفت.

این طرح عملیاتی سنجش از دور با عمر حداقل 3 سال طراحی می شود .این ماهواره سنجشی دارای دوربین های طیف مرئی و مادون قرمز است و دوربین های به کار رفته دراین ماهواره امکان تصویربرداری با تفکیک 5 متر را فراهم می کند.

مدت زمان ماموریت ماهواره سنجشی پارس-2، سه تا پنج سال است و این ماهواره قرار است در مدار 600 تا 700 کیلومتری زمین قرار گیرد. این ماهواره شامل یک پلت فرم و محموله سنجشی است که بخش های مختلفی در آن شامل زیرسامانه هایی برای پردازش، توان الکتریکی، کنترل حرارت، سازه و مکانیک و کنترل وضعیت وجود دارد. این زیرسامانه ها شرایط لازم را برای ماموریت ماهواره ایجاد می کنند.

این پروژه اغلب نیازهای غیرنظامی کشور در زمینه های کشاورزی، منابع طبیعی، خاک شناسی، شهری و روستایی، منابع آب، بلایای طبیعی، ژئومورفولوژی، زمین شناسی و هواشناسی را به صورت کاملاً کاربردی برآورده می سازد.

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 پارس-1 و 2 به ماهواره های سنجشی با دوربین هایی 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 پارس-1 با دقت 15 متر که قرار است تا میانه سال 1399 پرتاب شود، پارس-2 به دقت 5 متر و ماهواره های بعدی به ترتیب به دقت 2.5 متر و در نهایت 1 متر خواهند رسید.

* مصباح-2

صباح-2 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 مصباح-1 توسط ایتالیا تعریف شده. در حال حاضر مدل مهندسی ساخته و آزمون های عملکردی بر روی این مدل اجرا شده است و این پروژه وارد فاز ساخت مدل فضایی شده است.

اهداف اصلی پروژه شامل موارد زیر است:

کسب دانش فنی طراحی، تحلیل، ساخت و آزمایش ماهواره به صورت بومی دستیابی به فضا از طریق طراحی و پرتاب یک ماهواره نزدیک به زمین به منظور 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، بر عهده دارد. ماهواره مصباح-2 یک ماهواره مخابراتی Store & Forward بوده که وظیفه آن دریافت اطلاعات از درگاه های کاربری مبدأ، ذخیره و ارسال آن به ایستگاه مرکزی یا ترمینالهای کاربری مقصد است.

این ماهواره در راستای ساخت ماهواره های مخابراتی عملیاتی در داخل کشور تعریف شده است. مانیتورینگ وضعیت آب و هوایی مناطق صعب العبور، برقراری ارتباط پیام کوتاه مطمئن و غیرقابل شنود، خواندن پارامترهای عبور مواد از لوله های گاز و نفت و یا شبکه های آب در سراسر کشور از مأموریت های ماهواره مصباح-2 است.

* ظفر-2

ماهواره ظفر با جرم 113 کیلوگرم، ابعاد 120*90*90 سانتیمتر، برای قرارگیری در مدار دایروی 530 کیلومتری با زاویه شیب مداری 56 درجه آماده شده است. امید می رود 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 مأموریت های ظفر-2 علاوه بر تصویربرداری پانکروماتیک با دوربین رنگی با تفکیک 16 متر به صورت زمان واقعی و نیز ذخیره و سپس ارسال، برقراری ارتباط صوتی بین کاربران به شیوه های مختلف عنوان شده است. این ماهواره نسخه دوم ظفر-1 محسوب می شود که دوربین سیاه و سفید با تفکیک 25 متر داشته و در بهمن 1398 با ماهواره بر سیمرغ پرتاب شد اما در مدار قرار نگرفت. ظفر-2 امکان پخش پیام یک کاربر به صورت همگانی، امکان برقراری ارتباط صوتی یک طرفه بین دو کاربر و امکان ارسال پیام هر کاربر برای 256 کاربر مقصد از جمله مأموریت های مخابراتی آزمایشی در ماهواه ظفر است.

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 مأموریت های تحقیقاتی ظفر اندازه گیری میزان دوز یونیزه کننده توسط پرتوهای کیهانی دریافتی از فضا و همچنین تشخیص اثر آنها روی تراشه های نیمه هادی از جمله حافظه های SRAM مبتنی بر ترانزیستورهای اثر میدان ترکیبی است. نتایج این آزمایش ها در طراحی های بعدی برای ماهواره های کاربردی کشور در مدارات مختلف مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

از تصاویر دریافتی از این ماهواره برای به روز رسانی نقشه های کاربردی اراضی در مقیاس بزرگ، پایش توسعه شهری، به روز رسانی مرز پهنه های کشاورزی در مقیاس بزرگ، پایش تغییرات در عرصه های طبیعی و جنگلی، به روز رسانی نقشه های پهنه بندی و پایش دریاچه های دائمی و فصلی در سطح کشور استفاده خواهد شد. همچنین آثار تخریب بلایای طبیعی و تهیه نقشه های ساختاری شناسایی گسل ها و چین های موجود در کشور نیز با تصاویر دریافتی از این ماهواره ممکن خواهد شد.

با توجه به آماده بودن ماهواره ظفر-2 احتمالاً این ماهواره در سه ماهه اول یا دوم سال 1399 به مدار پرتاب خواهد شد. این پرتاب نیز با ماهواره بر سیمرغ و از پایگاه پرتاب امام خمینی(ره) در سمنان صورت خواهد پذیرفت.

* پیام-2

پس از عدم موفقیت ماهواره بر سیمرغ در تزریق موفق ماهواره پیام یا همان AUTSAT در مدار قراردادی برای ساخت نسخه دوم پیام-2 با بهبودهای مختلف ظرف کمتر از 3 سال آینده با دانشگاه امیرکبیر منعقد شد.

ماهواره پیام با هدف طراحی، ساخت، آزمایش و پرتاب میکرو ماهوارهای 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 تعریف شده بود.

قرار بود این ماهواره داده ها را بین ماهواره و ایستگاه زمینی منتقل نماید. تصویربرداری چند طیفی، بهره برداری از لینک های مخابراتی در باندهای فرکانسی S و UHF،VHF ، ارسال داده به صورت ذخیره و ارسال و نیز نزدیک به زمان واقعی از مأموریت های اصلی این پروژه بوده است.

پیام-2 به طور کلی مأموریت هایی مشابه با پیام-1 خواهد داشت اما در برخی ویژگی ها 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 پیام-2 با بهبود 40 برابری نسبت به پیام، به میزان 1 متر خواهد رسید. با تصاویر دریافتی از پیام-2 می‌توان ریزگردهای آلوده شهری را هم تفکیک کرد که این موضوع برای برخی شهرهای کشور بسیار اهمیت دارد.

* ایران باس-1

رئیس مرکز تحقیقات ماهواره دانشگاه علم و صنعت در جریان مصاحبه های 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 و در صورت حمایت در مدت 2 تا 3 سال آماده بهره برداری خواهد شد.

به نظر می رسد که ماهواره مذکور همان پلتفرم ایران باس-150 باشد که پیشتر رسانه ها از آن به عنوان 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 تله متری 2 مگابایت بر ثانیه و سرعت ارسال 80 مگابایت بر ثانیه برای تصاویر یکی از ماهواره های پیشرفته کشور خواهد بود. این ماهواره دارای دو صفحه سلول خورشیدی بازشونده بزرگ است که در 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 محدود کننده عمر تجهیزات نصب شده در داخل ماهواره خواهد بود. بنابراین در صورت تأمین تجهیزات بهتر، می توان عمر استفاده از ماهواره را در مدار مذکور تا حد نهایی 5 سال افزایش داد.

* خانواده ماهواره های طلوع

ماهواره طلوع-1 توسط گروه فضایی صاایران و پس از ماهواره فجر طراحی شده بود. این ماهواره دارای شکلی استوانه ای با ارتفاع 100 سانتیمتر و مقطع 6 ضلعی با عرض 86 سانتیمتر بوده و جرم بیش از 80 کیلوگرم داشته و قرار بود در مدار 500 کیلومتری دایروی با عمر عملیاتی 2 تا 3 سال مستقر شود. ماهواره طلوع-1 در بهمن 1388 رونمایی شده و با توجه به رده وزنی، پرتاب آن منوط به آماده شدن ماهواره‌بر سیمرغ بود. در نهایت طلوع-1 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 مأموریت های طلوع-1 بود.

طبق اعلام مسئولین سابق برنامه فضایی کشور، ماهواره طلوع-1 اولین نمونه از یک خانواده چهارتایی بوده است که قرار بود هر سال نمونه بعدی آن برای پرتاب آماده شود. این ماهواره‎ها با به کارگیری 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 ویژگی های سایر اعضای خانواده طلوع اطلاعات خاصی در دست نیست اما قدرت تفکیک دوربین در نظر گرفته شده برای طلوع-2 برابر 10 متر اعلام شده و ایجاد یک منظومه با این خانواده ماهواره در سال 1399 نیز در گذشته به عنوان اهداف این پروژه بیان شده بود.

* خانواده ماهواره های ایران ست

در نقشه راه تعریف شده برای دستیابی به ماهواره مخابراتی در مدار ژئو، سه ماهواره ایران ست به عنوان گام های میانی تعریف شده بود. ماهواره ایران ست-1 با هدف توسعه فناوری انتقال مداری و مقابله با تشعشعات فضایی انجام تعریف شد. وزن این ماهواره 70 کیلوگرم و قابلیت پوشش دهی آن در اولین قدم روزانه حداقل دو ساعت پخش برنامه های تلویزیونی خواهد بود.

پرتاب این ماهواره ابتدا توسط ماهواره بر سیمرغ تا ارتفاع250 کیلومتری به عنوان مدار پارکینگ انجام خواهد شده و سپس یک رانشگر گاز سرد در داخل ماهواره با تغییر شیب مداری 10 درجه آن را به ارتفاع 11 هزار کیلومتری خواهد رساند.

در قدم دوم که قرار بود در سال 1396 محقق شود ماهواره ایران ست-2 تعریف شده بود که ماموریت آن تثبیت فناوری ها و سامانه‌ها و انجام آزمایشی ماهواره اصلی ژئو خواهد بود. پرتاب این ماهواره توسط ماهواره بر سریر برنامه ریزی شده بود. طبق اعلام مسئولین، ایران ست-2 جهت انجام ارتباطات مخابراتی آزمایشی، دارای حداقل یک ترنسپوندر در باند KU خواهد بود.

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

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

این نخستین ماهواره حرفه ای ایرانی خواهد بود که از تمام قابلیت های 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 درحد یک تن برای عملکرد مخابراتی و تلویزیونی گسترده می شود.

* بلوک های انتقال مداری

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

سامان-1 اولین نسل از بلوک های انتقال مداری ساخت ایران است که برای انتقال یک محموله 100 تا 110 کیلوگرمی مشخص از مدار پارک دایروی به شعاع 400 کیلومتر و شیب 55 درجه به مدار بیضوی با اوج 7000 کیلومتر و حضیض 400 کیلومتر با شیب 58 درجه طراحی شده است.

این بلوک از زیرسامانه های مختلفی شامل جدایش، رانشگرهای کنترل وضعیت گاز سرد، مجموعه توان و سخت افزار پرواز، زیرسامانه مخابرات، سازه، حسگرهای تعیین وضعیت و موقعیت، ستاره نگر، GPS، پیشران جامد پرانرژی با بدنه فوق سبک، موتورهای دوران دهنده و نرم افزارهای کنترلی مختلف است. موتور سوخت جامد آرش-20 که در این بلوک انتقال مداری به کار می رود که آزمایش های موفق خود را پشت سر گذاشته است. ناهید-2 احتمالا اولین ماهواره ای است که با بلوک انتقال مداری سامان به مدار نهایی خود خواهد رسید.

یک موتور فضایی به نام آرش-24 نیز در کشور توسعه یافته که ماهواره را از مدار 500 کیلومتری به مدار 21000 کیلومتری می برد. این موتور احتمالاً در همان بلوک مداری سامان-1 یا نمونه بزرگتر آن به کار گرفته خواهد شد و ماهواره های سنگین تر ایرانی را به مدار مذکور منتقل می نماید.

مجموعه ماهواره های مختلف کشور که تعدادی از آنها در این گزارش معرفی شد با اهداف دستیابی به فناوری های لازم برای ماهواره های کاربردی و عملیاتی با طول عمر بالا که امکان هیچ گونه خطایی در عملکرد آنها قابل قبول نیست طراحی شده و توسعه یافته اند.

هر یک از این ماهواره ها باید فناوری های خاصی را برای اولین بار آزمایش و تعدادی فناوری را نیز تکرار و تثبیت کنند تا ماهواره های حرفه ای و گرانقیمت کاربردی بدون مشکل برای سالهای طولانی به اجرای عملیات در مدارهای مختلف پرداخته و کشور را از پرداخت هزینه چند صد میلیون دلاری در سال بی نیاز کرده و حتی درآمدزایی نیز داشته باشند.

صنعت فضایی کشور برای اجرای 4 پرتاب ماهواره های مختلف در سال 1399 و به طور تخمینی هر سه ماه یک پرتاب، برنامه ریزی کرده است که امید می رود با اجرای موفق این پرتاب ها، تجربیات حاصل از عملکرد این ماهواره ها در اختیار متخصصان برای بهبود طراحی های بعدی و نیز کاربردهای عملیاتی مقدماتی بدست آید.