ماهواره ظفر در مدار قرار نگرفت

فقط یک چیز است که دستیابی به رویا را غیر ممکن می‌سازد؛ ترس از شکست خوردن. رویای خیلی‌ها این بود که ماهواره ظفر امروز در پایگاه فضایی امام خمینی(ره) با ماهواره بر سیمرغ با موفقیت پرواز کند و در مدار قرار بگیرد، اما نشد. «ظفر۱» به موفقیت صد در صدی نرسید. هنوز کسی نمی‌داند مشکل از ماهواره بر بوده یا ماهواره، اما تنها چیزی که می‌توان به آن امید داشت، نقش پر رنگ امیدی است که لا به لای نگاه حسرت‌آمیز مسوولان و دانشمندان حوزه فضایی به چشم می‌خورد.

ساخت ماهواره ظفر حدود ۶ سال قبل در دانشگاه علم و صنعت آغاز شد. نتیجه تلاش چند ساله دانشمندان حوزه فضایی در نهایت به ساخت ماهواره ظفر ۱ و ۲ ختم شد. ماهواره‌ای که نسخه اول آن با دوربین تصویربرداری با کیفیت ۲۵ متر امروز در مدار قرار گرفت تا رویای ساخت ماهواره در مدار ژئو و با کیفیت یک متر هر روز بیشتر از قبل جان بگیرد.

‌ماهواره ظفر تقریبا یک ماه است که تیتر اخبار حوزه فناوری، فضای مجازی، توئیتر وزیر ارتباطات و روسای سازمان و پژوهشگاه فضایی را به خود اختصاص داده است. در یک خط زمان کوتاه به مرور اخبار این یک ماه پرداخته‌ایم.

۲۹ دی ماه

«حسین بلندی» رییس مرکز تحقیقات فضایی دانشگاه علم و صنعت در حاشیه مراسم تحویل ماهواره‌های ظفر ۱ و ۲ اعلام کرد برای ساخت ماهواره‌های ظفر ۱ و ۲ تنها چهار قطعه از تجهیزات مورد نیاز را از بیرون تهیه کردیم و تمام تجهیزات دیگری که برای ساخت ماهواره ظفر مورد نیاز بود، توسط بچه‌های دانشگاه ساخته شده است.

به گفته رییس مرکز تحقیقات فضایی دانشگاه علم و صنعت ماموریت هر دو ماهواره یکی است، با این تفاوت که هر کدام دوربینی با کیفیت مختلف دارند. ظفر ۱ دوربینی با کیفیت ۲۵ متر دارد و دوربین ظفر ۲، شانزده متری رنگی است. تقریبا بالای ۹۰ درصد دانش ساخت این دو ماهواره بومی دانشی خودمان است که می‌تواند نیازهای جامعه را از این طریق برطرف کند. تحریم‌های امریکا روی ساخت ماهواره تاثیر نداشت اما کار دانشمندان حوزه فضایی را سخت کرد به طوری که ماهواره ظفر را با تجهیزاتی خلق کردند که بیش از ۹۰ درصد آن را اصلا در اختیار نداشتند. 

روزی که ماهواره ظفر از سوی دانشگاه علم و صنعت تحویل سازمان فضایی شد، در اتاق تمیز دو ماهواره به چشم می‎خورد. رییس سازمان فضایی در این خصوص به ایرنا، گفت: روزی که درباره ساخت ماهواره ظفر تصمیم گرفتیم، قرارداد دو ماهواره یکسان را منعقد کردیم اما در مسیر طراحی این ماهواره به توان ساخت با دقت بیشتر دست پیدا کردیم و در این راستا متناسب با نقشه راه، ماهواره ظفر ۱ با دقت تصویربرداری ۲۵ متر و ظفر ۲ با دقت تصویربرداری ۱۶متر رنگی طراحی و ساخته شد. هر دوی این ماهواره‌ها بیش از صد مرتبه تست شده‌اند و آماده تحویل هستند.

برنامه فضایی فناوری‌های پیچیده‌ای دارد. تلاش ما مبنی بر این است که ظفر۱ در مدار قرار بگیرد، اما اگر پیچیدگی‌هایی در این خصوص به وجود آمد، ماهواره دوم با نام ظفر۲ قدرت تصویربرداری با کیفیت بهتر آماده پرتاب است.

۲ بهمن

وزیر ارتباطات در حاشیه جلسه هیات دولت درباره نحوه اطلاع‌رسانی پرتاب ماهواره صحبت کرد و گفت: پیرمردها اعتقادی دارند و جوانان یک اعتقادی. اعتقاد ما این است که از ابتدا شفاف سازی کنیم و مردم را در جریان روند پرتاب ماهواره قرار دهیم. ماهواره‌ای که  سه ماموریت اصلی دارد. ماموریت اول تصویربرداری است و برای استفاده‌های سنجشی در حوزه کشاورزی و بحران‌های طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماهواره مخابراتی است، ۲۵۶ کانال مخابراتی فعال دارد که می‌تواند ارتباطات را برقرار کند. ماموریت سوم جمع‌آوری اطلاعات فضایی برای دانشمندان است.

۷ بهمن

سخنگوی کمیسیون امنیت ملی و سیاست خارجی مجلس شورای اسلامی با اشاره بررسی تخصص و ظریفت دانشمندان ایران در حوزه فضا و ماهواره‌ها در حضور مسئولان وزارت ارتباطات و دفاع، گفت: مسئولان حاضر در نشست امروز از پرتاب ماهواره ظفر با ماهواره بر سیمرغ در دهه فجر خبر دادند.

۹ بهمن

وزیر ارتباطات و فناوری اطلاعات در این روز از استقرار ماهواره‌بر «سیمرغ» برای پرتاپ ماهواره «ظفر» به فضا، در سایت خبر داد و گفت: سیمرغ، ظفر را تا ۵۳۰کیلومتری زمین خواهد برد. سیمرغ ایرانی که در سایت مستقر شده، بیش از ۸۰ تن وزن دارد و طی هشت دقیقه عملیات تزریق ماهواره در مدار را انجام خواهد داد. 

در این روز رییس سازمان فضایی ایران از آغاز رصد و تعیین پارامترهای مداری ماهواره ظفر خبر داد و گفت: علاوه بر ایستگاه‌های زمینی، رصدخانه مرکز فضایی ماهدشت و بوشهر، چند تیم رصدی دیگر هم برای رصد و تعیین پارامترهای مداری(TLE) ماهواره ظفر آماده و در مناطق مختلف کشور مستقر شده‌اند.

۱۸ بهمن

سخنگوی فضایی وزارت دفاع اعلام کرد ماهواره‌بر سیمرغ و ماهواره ظفر جهت فرایند پرتاب به پایگاه فضایی منتقل شدند. وی با بیان این که زیرساخت‌های پایگاه فضایی با انجام عملیات‌های مورد نیاز آماده پرتاب است، گفت: ۲۰۰ فرایند اصلی توسط ۳۰ تیم و ارتباطات مورد نیاز با ۶ استان جهت انجام عملیات برقرار شده است.

جزئیات فنی ماهواره ظفر

ماهواره ظفر با سه ماموریت اصلی تصویربرداری، ذخیره و ارسال داده و اندازه‌گیری تشعشعات فضایی در مدت زمان سه سال در دو نمونه ظفر ۱ و ظفر ۲ در دانشگاه علم و صنعت ایران طراحی و ساخته شده است.

 این ماهواره در رده ماهواره‌های Low Earth orbit (مدار نزدیک زمین) با ارتفاع مداری ۵۳۰ کیلومتر، شیب ۵۶ درجه و جرم ۱۱۳ کیلوگرم است. در بخش فضایی، ماهواره ظفر شامل محموله تصویربرداری، محموله ذخیره و ارسال، محموله تحقیقاتی تشعشعات فضایی، زیر سیستم‌های تعیین موقعیت، تعیین و کنترل وضعیت، مدیریت داده و فرمان، انرژی، سازه و مکانیزم و کنترل حرارت است.

بخش زمینی شامل ایستگاه تله کامند (سیستم ارسال دستورات از یک نقطه مرکزی برای سایر نقاط راه دور)، تله متری (اندازه‌گیری)، دریافت تصویر، مدیریت محموله ذخیره و ارسال است.

ماموریت‌ها و کاربردها

ماهواره ظفر۱ دارای محموله تصویربرداری پانکروماتیک (سیاه و سفید) با تفکیک مکانی بهتر از ۲۵متر است، تهیه نقشه یکی از مهم‌ترین کاربردهای این ماهواره است. با استفاده از این کاربرد مهم، تولید و به روز رسانی نقشه‌های کاربری اراضی، پایش توسعه شهری، مرز پهنه‌های کشاورزی، مرز پهنه‌های جنگلی، نقشه‌های پهنه‌بندی دریاچه‌های دائمی و فصلی آن هم در مقیاس ملی انجام می‌شود.

کاربرد دیگر این ماهواره هیدروگرافی است که پایش مرز دریاچه‌ها و بهبود در پایش خطوط ساحلی را ممکن می‌کند، تعیین مرکز گسترش شهری و پایش رشد مناطق شهری، به روزرسانی نقشه‌های ساختاری در مقیاس ملی نیز کاربردهای شهری و زمین شناسی است که برعهده ماهواره ظفر۱ گذاشته شده است.

ماهواره ظفر۲ دارای محموله تصویربرداری چند طیفی با تفکیک مکانی بهتر از ۱۶ متر است. در ماهواره ظفر۲ علاوه بر تمام امکانات ماهواره ظفر۱، پایش بستر رودخانه‌ها، شناسایی مناطق تخریب شده بعد از بحران در نواحی شهری در مقیاس منطقه‌ای و بهبود در سامانه پایش حریق نیز وجود دارد.

محموله تحقیقاتی تشعشعات فضایی

محموله تحقیقاتی ماهواره یا SPU برای اهداف تحقیقاتی آزمایشی همراه ماهواره ارسال می‌شود. وظیفه محموله تحقیقاتی تشعشعی تحت عنوان SPU در ماهواره ظفر، اندازه‌گیری میزان دُز یونیزه کننده توسط پرتوهای کیهانی دریافتی از فضا و همچنین تشخیص اثر آن‌ها روی تراشه‌های نیمه هادی (نیمه رسانا) از جمله حافظه‌های SRAM مبتنی بر ترانزیستورهای (قطعه الکترونیکی که مانند یک کلید در مدار عمل می‌کند) اثر میدان ترکیبی است.

پرتوهای کیهانی و ذرات پر انرژی در خارج از جو اتمسفر زمین و فضا، باعث ایجاد نرخ واژگونی بیت می‌شود، برد محموله تحقیقاتی ماهواره ظفر با بهره‌گیری از یک تراشه FPGA مرکزی، توانایی اندازه‌گیری دُز یونیزه کننده توسط ۸ سنسور را به صورت تجمعی و ۵ سنسور دما را فراهم می‌کند. همچنین نرخ واژگونی بیت در حافظه‌های SRAM داخلی یک تراشه FPGA و حافظه‌های خارجی را پایش و گزارش می‌کند.

ماموریت ماهواره ظفر تصویربرداری به صورت زمان واقعی و ذخیره و ارسال پیام ارتباط صوتی یک‌طرفه بین دو کاربر است. ارتفاع این ماهواره سه محوره ۵۳۰کیلومتر است و در مدار LEO دایروی با باند فرکانسی s&f قرار خواهد گرفت.

ماموریت‌های ماهواره ظفر

از کاربردهای ماهواره ظفر می‌توان به تهیه نقشه کاربری اراضی، تهیه نقشه پایه، تهیه نقشه پایش توسعه شهری، تهیه نقشه مرز پهنه‌های کشاورزی، تهیه نقشه پایش تغییرات در عرصه‌های طبیعی و جنگلی، تهیه نقشه پهنه‌بندی و پایش تغییرات دریاچه‌های دائمی و فصلی، شناسایی مناطق تخریب‌شده بعد از بحران در نواحی شهری، به روزرسانی نقشه‌های ساختاری (شناسایی گسل‌ها و چین‌ها) اشاره کرد.

جزئیات فنی ماهواره بر سیمرغ

سیمرغ گام نخست ایران برای انتقال ماهواره‎ها در مدار برگشت‌ناپذیر بیش از ۱۰۰۰ کیلومتری از سطح زمین است که علاوه بر تامین عمرهای بالاتر ماهواره‌ها، زمان پوشش‌دهی بر کشور را به نحو چشمگیری می افزاید. بیش از دوسال قبل  پایگاه ملی فضایی امام خمینی (ره) با پرتاب آزمایشی موفق ماهواره بر سیمرغ به فضا، به طور رسمی افتتاح شد. بر این اساس، پایگاه فضایی امام (ره) نخستین پایگاه با سکوی ثابت کشورمان به شمار می رود که کلیه مراحل آماده سازی، پرتاب، کنترل و هدایت ماهواره برها را برعهده دارد.

 ماهواره‌بر سیمرغ نیز که امروز اول شلیک موفق آن به ثبت جهانی رسید، قادر است ماهواره هایی تا وزن ۲۵۰ کیلوگرم را در مدار ۵۰۰ کیلومتری زمین قرار دهد.

برای ساخت سیمرغ سه قرارداد میان معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و وزارت دفاع برای طراحی و ساخت ایستگاه پرتاب ماهواره امام خمینی (ره)، طراحی و ساخت ماهواره بر سیمرغ و ماهواره سنجشی منعقد شد.

موتور کنترلی ماهواره بر سیمرغ ۱۹۵۶ قطعه با ۵۷۰ تنوع قطعه و ۴۷ تنوع جنس دارد. سازه آن با بیش از ۴هزار قطعه و تنوع ۸۰۰ قطعه ساخته شده است. این ماهواره بر ۱۵ بلوک الکترونیکی هدایت و کنترل دارد که هر بلوک دارای ۲۰۰۰ قطعه با تنوع ۲۵۰ قطعه است.