امروز که در دیماه ۱۴۰۴ ایستادهایم، نگاهی به کارنامه فضایی کشور نشان میدهد چگونه از پرتابهای آزمایشی و مدارگردهای ساده، بهسمت منظومهسازی و پرتابگرهای سوخت جامد و ترکیبی حرکت کردهایم. این گزارش به بررسی تحلیلی پیشینه فضایی ایران در دو محور «ماهواره» و «پرتابگر» میپردازد.
رویای پیوستن به باشگاه فضایی
داستان فضایی ایران بهطور رسمی در دهه ۱۳۸۰ جدی شد اما نقطه عطف تاریخی آن به بهمن ۱۳۸۷ بازمیگردد. روزی که ماهواره «امید» سوار بر ماهوارهبر «سفیر ۲» دل آسمان را شکافت و ایران را به نهمین کشور جهان تبدیل کرد که توانایی پرتاب ماهواره با پرتابگر بومی را دارد. تا پیش از آن، ایران با مشارکت خارجی در پروژه ماهواره «سینا ۱» (پرتاب شده توسط روسیه در سال ۱۳۸۴) طعم حضور در فضا را چشیده بود اما «امید» طعم استقلال میداد. ماهوارهبر سفیر با سوخت مایع و تناژ پایین اگرچه محدودیتهای زیادی داشت اما در آن زمان یک شاهکار مهندسی محسوب میشد که توانست ایران را از سد جو عبور دهد. پس از امید، ماهوارههای «رصد» (۱۳۹۰)، «نوید» (۱۳۹۰) و «فجر» (۱۳۹۳) با موفقیت در مدار قرار گرفتند. این ماهوارهها عمدتا تحقیقاتی بودند و عمر مداری کوتاهی داشتند اما مأموریت اصلی آنها اثبات فناوری بود.
دوران گذار و چالشهای فنی
نیمه دوم دهه ۹۰ شمسی را میتوان دوران تثبیت فناوری و چالشهای پرتاب نامید. سازمان فضایی ایران و گروههای دانشگاهی (مانند دانشگاه امیرکبیر و علم و صنعت) بهسمت ساخت ماهوارههای سنگینتر و عملیاتیتر مانند «پیام» و «ظفر» حرکت کردند. برای پرتاب این ماهوارهها، دیگر «سفیر» پاسخگو نبود و نیاز به پرتابگری قدرتمندتر احساس میشد. این نیاز منجر به تولد «سیمرغ» شد. سیمرغ پرتابگری چندمرحلهای با سوخت مایع بود که برای مدارهای بالاتر و محمولههای سنگینتر طراحی شد. با این حال، پیچیدگیهای فنی و شاید فشارهای ناشی از تحریمهای فناورانه باعث شد چندین پرتاب سیمرغ (حامل ماهوارههای پیام و ظفر) با شکست در مراحل پایانی روبهرو شود. اگرچه در ادبیات عمومی، اینها شکست تلقی میشدند اما در منطق مهندسی فضایی، هر کدام کلاسی از دادهبرداری برای اصلاح مسیر بودند.
تغییر پارادایم
بهار ۱۳۹۹ نقطه عطف دیگری در تاریخ فضایی ایران رقم خورد. نیروی هوافضای سپاه پاسداران با رونمایی از پرتابگر سهمرحلهای و ترکیبی (سوخت جامد و مایع) «قاصد»، ماهواره نظامی «نور ۱» را با موفقیت در مدار ۴۲۵کیلومتری تزریق کرد. این اتفاق از دو جهت حائز اهمیت بود:
۱. ورود رسمی بخش نظامی به پرتاب ماهواره که نشاندهنده لایهای جدید از بازدارندگی و توانمندی بود.
۲. تغییر استراتژی پیشران که استفاده از موتورهای فضایی سوخت جامد (مانند موتورهای سلمان و رافع در سالهای بعد) که قابلیت تحرکپذیری بالا، هزینه کمتر و آمادهسازی سریعتر را داشتند. پس از نور۱، ماهوارههای «نور۲» و «نور۳» نیز با موفقیت پرتاب شدند که نشاندهنده ضریب اطمینان بالای پرتابگرهای کلاس قاصد و بعدتر «قائم ۱۰۰» بود. قائم ۱۰۰ بهعنوان یک پرتابگر تمام سوخت جامد توانست مرزهای جدیدی را در ارتفاع و وزن محموله برای ایران تعریف کند و راه را برای پرتاب ماهوارههایی نظیر «ثریا» و «چمران ۱» هموار سازد.
دیپلماسی فضایی و خیام
در کنار توسعه بومی، ایران از دیپلماسی فضایی نیز غافل نشد. پرتاب ماهواره «خیام» در مرداد ۱۴۰۱ توسط پرتابگر سایوز روسیه نشان داد ایران ضمن تلاش برای بومیسازی پرتابگرها، برای دریافت خدمات پایدار و تصاویر با وضوح بالا (یک متر و کمتر) حاضر به همکاریهای بینالمللی است. خیام یک جهش در دریافت دادههای سنجشی برای مدیریت منابع آب، کشاورزی و پایش مرزها محسوب میشد.
تثبیت جایگاه عملیاتی ایران در مدار
صنعت فضایی ایران که روزگاری با پرتاب ماهواره ۲۵ کیلوگرمی «امید» ورود خود را به باشگاه فضایی جهان اعلام کرد، اکنون در دیماه ۱۴۰۴ با پرتاب همزمان سه ماهواره با مأموریتهای متنوع، وارد فاز جدیدی از مدیریت مداری شده است. این عملیات که در ادامه موفقیتهای راهبردی اخیر همچون پرتاب ماهواره «خیام» و موفقیت «چمران ۱» در تغییر مدار صورت گرفت، نشاندهنده دسترسی ایران به پلتفرمهای پایدار و چندمنظوره است.
جهش به استاندارد مینیماهوارهها
ماهواره «پایا» که پیش از این در اسناد توسعهای با نام «طلوع ۳» شناخته میشد، پیشرفتهترین محصول شرکت صنایع الکترونیک ایران (صاایران) است. این ماهواره با جرم ۱۵۰ کیلوگرم، عملا ایران را از رده نانو و میکروماهوارهها به کلاس «مینیماهواره» ارتقا داده است. از منظر فنی، پایا نخستین تجربه کشور در بهکارگیری «فناوری تصویربرداری آینهای» است. این سامانه اپتیکی به همراه دو سنجنده با تفکیک مکانی ۵ متر (پانکروماتیک) و ۱۰ متر (رنگی)، توانایی بالایی در پایش سطحی زمین دارد. نکته کلیدی در این پروژه، ادغام هوش مصنوعی در فرآیند پردازش تصویر است که دقت نهایی تصاویر را به ۳ متر بهبود میبخشد. همچنین تجهیز این ماهواره به زیرسامانه پیشرانش فضایی، امکان اصلاحات مداری را فراهم کرده و عمر عملیاتی آن را به بیش از سه سال افزایش داده است که در مقایسه با عمر کوتاه ماهوارههای آزمایشی پیشین، یک موفقیت استراتژیک محسوب میشود.
تداوم میراث دانشگاهی در مدار لئو
ضلع دوم این مأموریت، ماهواره «ظفر ۲» محصول دانشگاه علم و صنعت است. این دانشگاه که پیش از این با ساخت ماهوارههای «نوید» و «تدبیر»، نقش محوری در بومیسازی دانش فضایی داشت، اکنون با «ظفر ۲» گام نهایی را برای پایش دقیق منابع طبیعی برداشته است. ظفر ۲ که بر پایه تجربیات حاصل از شکستها و موفقیتهای دهه ۹۰ طراحی شده، حامل ۶۴ قطعه تجهیزات پیشرفته بومی است. این ماهواره با استقرار در مدار لئو (مدار ارتفاع پایین زمین) توسط پرتابگر سایوز، وظیفه نقشهبرداری و کنترل تغییرات زیستمحیطی را برعهده دارد. برخلاف نسخههای اولیه که جنبه تحقیقاتی داشتند، ظفر ۲ با هدف تولید دادههای کاربردی برای بخشهای کشاورزی و نقشهبرداری ملی وارد مدار شده که نشاندهنده رسیدن دانشگاههای ایران به چرخه کامل طراحی تا بهرهبرداری است.
تبلور بخش خصوصی در فضا
مهمترین ویژگی پرتاب ۷ دیماه، حضور ماهواره «کوثر ۵/۱» متعلق به شرکت دانشبنیان «امیدفضا»ست. کوثر ۱.۵ یک ماهواره ترکیبی مبتنی بر استاندارد مکعبی (CubeSat) است که قابلیتهای سنجشی و مخابراتی را همزمان ارائه میدهد. این ماهواره با رزولوشن ۴۵/۳ متر در طیف مرئی و مادون قرمز نزدیک (NIR)، پایداری تصویربرداری خود را مدیون سامانه کنترل وضعیت (ADCS) مبتنی بر چرخهای عکسالعمل دقیق است. علاوه بر تصویربرداری، تجهیز این ماهواره به ماژول «اینترنت اشیاء» (IoT)، امکان جمعآوری داده از حسگرهای زمینی در نقاط دورافتاده را فراهم میکند. استفاده از پنلهای خورشیدی بازشونده و عایقهای حرارتی MLI در سازه، کوثر ۱.۵ را به محصولی استاندارد برای رقابت در بازارهای بینالمللی دادههای فضایی تبدیل کرده است.
عبور از تحقیقات، حرکت به سمت کاربرد
اکنون در دیماه ۱۴۰۴، صنعت فضایی ایران به بلوغ نسبی رسیده است. براساس برنامه ۱۰ساله فضایی (۱۴۰۰- ۱۴۱۰)، ایران در حال گذار از «تثبیت فناوری» به «تثبیت عملیاتی» است. همچنین از مهمترین دستاوردهای سالهای اخیر (۱۴۰۲ و ۱۴۰۳) صنعت فضایی میتوان به این موارد اشاره کرد:
تزریق در مدارهای بالاتر: دستیابی به مدار ۷۵۰کیلومتری با پرتابگر قائم ۱۰۰ و ماهواره ثریا
منظومهسازی: حرکت بهسمت پروژه منظومه ماهوارهای شهید سلیمانی برای ارائه خدمات اینترنت اشیا (IoT)
پرتابگرهای سنگینتر: توسعه پرتابگرهای سری«سریر»وبهبود عملکردسیمرغ وذوالجناح برای حملمحمولههای چندگانه
احیای زیستفضا: پیگیری برنامههای کپسولهای زیستی بهعنوان پیشدرآمدی برای اعزام فضانورد
تحلیل فنی پرتابگرهای ایران
برای درک بهتر پیشینه ساخت پرتابگر، میتوان آنها را در سه خانواده دستهبندی کرد. نخست خانواده سفیر و سیمرغ (وزارت دفاع) است که مبتنی بر سوخت مایع، برگرفته از تکنولوژی موشکی اسکاد اما با تغییرات بنیادین فضایی. سیمرغ با موتورهای کلاستر (خوشهای) تلاشی برای رسیدن به مدار ۵۰۰کیلومتر با وزن ۲۵۰کیلوگرم بود.
دومین گروه خانواده قاصد و قائم (سپاه پاسداران) است و مبتنی برسوخت جامد ونازلهای متحرک(TVC). این پرتابگرها گلوگاههای فنی بسیاری را در کنترل و هدایت رفع کردند. موتور فضایی «رافع» و «سلمان» از شاهکارهای این بخش است. در نهایت خانواده سوم ذوالجناح (وزارت دفاع) که پرتابگری با سوخت ترکیبی است و تلاش دارد مزایای سوخت جامد (قدرت اولیه) را با دقت سوخت مایع ترکیب کند.
پیش به سوی فضا
پرتاب همزمان پایا، ظفر ۲ و کوثر ۱.۵، زنجیره تکاملی را تکمیل کرد که از سال ۱۳۸۲ آغاز شده بود. ایران اکنون با عبور از مراحل ابتدایی، به توانمندی ساخت پلتفرمهای مشترک، تزریق دقیق در مدار توسط پرتابگرهای خارجی و داخلی وازهمه مهمتر،ورودبخشخصوصی به زنجیره ارزشدست یافته است.این سهماهواره نه تنهاابزارهایی برای تصویربرداری و مخابرات، بلکه زیرساختی برای توسعه خدمات دادهمحور در اقتصاد ملی و منطقهای خواهند بود. نیل به بومیسازی ۸۰ درصدی در پلتفرمهای سنگینتر، نویدبخش دسترسی به مدارهای بالاتر و پایداری بیشتر در مأموریتهای آتی است.
بررسی پیشینه فضایی ایران نشان میدهد این صنعت از مرحله «تحقیقاتی صرف» عبور کرده و به مرحله «کاربردی» رسیده. ترکیب توانمندیهای دانشگاهی، وزارت دفاع و نیروی هوافضای سپاه، اکوسیستمی را شکل داده که علیرغم فشارهای خارجی توانسته زنجیره ارزش فضایی (از طراحی ماهواره تا ساخت پرتابگر و ایستگاه زمینی) را تکمیل کند. امروز ایران نهتنها به فضا دسترسی دارد بلکه در حال برنامهریزی برای اقتصادی کردن این دسترسی و ارائه خدمات فضایی به سایر کشورها در آینده نزدیک است.