بلوک انتقال مداری ایرانی چگونه ماهواره را به GEO می‌برد؟

گروه فضا و نجوم خبرگزاری تسنیم ــ علی‌اصغر اصولی: فناوری فضایی به دلیل آن‌که سامانه‌ها و زیرسامانه‌ها باید در محیطی با شرایط خاص مانند تشعشعات کیهانی، تغییرات شدید دمایی و تنش‌های حرارتی عملکرد قابل اطمینانی داشته باشند، نیازمند طراحی و ساخت بسیار دقیق و پیشرفته است. علاوه بر این، به دلیل نبود امکان تعمیر و تعویض تجهیزات در فضا، این سامانه‌ها باید از قابلیت اطمینان بسیار بالایی برخوردار باشند.

در سامانه‌های فضایی جرم باید حداقل باشد! در حوزه فناوری فضایی، هر گرم از وزن تجهیزات اهمیت دارد. کاهش جرم، نه‌تنها به بهینه‌سازی عملکرد سامانه کمک می‌کند، بلکه در فرآیند پرتاب نیز اثرگذار است.

تحریم‌های بین‌المللی علیه ایران باعث شد بسیاری از فناوری‌ها را از پایه در داخل کشور توسعه دهیم. بسیاری از این فناوری‌ها از سطح آمادگی فناوری (TRL) پایین در دانشگاه‌ها آغاز شد و به نمونه‌های آزمایشگاهی و در نهایت به نمونه‌های عملیاتی و نهایی رسیده است.

گاهی زیرساخت‌های مورد نیاز برای آزمون سامانه‌ها از خود سامانه‌ها پیچیده‌تر است. برخی کشورها سامانه‌های فضایی خود را برای تست به کشورهای دیگر ارسال می‌کنند، اما ما در کشور موفق به ایجاد زیرساخت‌های لازم برای انجام آزمون‌های استاندارد شده‌ایم. به‌عنوان نمونه، مرکز تجمیع و تست AIT پژوهشگاه فضایی ایران، به‌صورت یونیک طراحی شده و حتی ماهواره‌های توسعه‌یافته توسط دانشگاه‌ها نیز در این مرکز آزمون می‌شوند.

دو نوع مدار رایج در حوزه فضایی وجود دارد: مدارهای پایین (LEO) و مدارهای زمین‌ثابت (GEO). ماهواره‌های مدار پایین معمولاً در حوزه‌های سنجش از دور فعال‌اند و در تصویربرداری در طیف‌های مختلف کاربرد دارند؛ کاربردهایی از جمله آمایش سرزمین، مدیریت منابع آب و کشاورزی. در مقابل، ماهواره‌های مدار GEO به حوزه‌های مخابرات، پخش تلویزیونی و Broadcast ارتباط دارند و تثبیت خدمات ارتباطی در کشور در گرو دستیابی به این مدار است.

فرآیند رساندن ماهواره به مدار GEO

برای قرار دادن یک ماهواره در مدار 36هزار کیلومتری GEO، معمولاً پرتابگر تا ارتفاع 400 تا 500 کیلومتری صعود می‌کند. از آنجا، یک سامانه انتقال مداری (بلوک انتقال مداری) فعال می‌شود تا ماهواره را به مدار نهایی ( از 400 کیلومتری به 36 هزار کیلومتری) برساند. ما نیز در کشور ناچار به طی این مسیر هستیم. نمونه آزمایشگاهی بلوک انتقال مداری سامان 1 توسط متخصصان ایرانی ساخته شده است که نمونه‌ای از آن در سال گذشته پرتاب شد که هدف آن، انتقال یک ماهواره 100 کیلوگرمی از ارتفاع 400 کیلومتر به 7000 کیلومتر بود.

دستیابی به GEO تنها با یک پرتاب انجام نمی‌شود! ماهواره پس از رسیدن به لایه‌های میانی مانند ارتفاع‌های 2000، 4000 یا 6000 کیلومتری، به کمک بلوک انتقال مداری به GEO منتقل می‌شود. بلوک انتقال مداری از اجزای مختلفی مانند تراسترها بهره می‌برد. ساخت این تراسترها و بستر آزمون آن‌ها از جمله فناوری‌هایی است که با وجود تحریم‌ها، در کشور توسعه یافته است.

عملکرد بلوک انتقال مداری

این سامانه شامل یک موتور اصلی با سوخت جامد است که از نازل خاصی بهره می‌برد و دمایی حدود 3000 درجه را تحمل می‌کند. بدنه آن نیز از تیتانیوم ساخته شده تا هم استحکام بالا داشته باشد و هم وزن آن پایین باشد. لازم به ذکر است که فرآیند ماشین‌کاری، شکل‌دهی و جوشکاری تیتانیوم، هرکدام یک فناوری پیشرفته محسوب می‌شود و نیازمند توسعه دانش بومی است.

پس از آن‌که حامل، ماهواره را تا ارتفاع حدود 400 کیلومتر بالا می‌برد، فرآیند جدایش اتفاق می‌افتد که خود دارای تکنولوژی خاصی است؛ به‌ویژه جدایش سرد (Light Band) که باید با کمترین شوک انجام شود. سپس بلوک انتقال مداری در شرایطی معلق قرار می‌گیرد و باید به‌وسیله تراسترهایی با نیروی رانش بسیار پایین – در حد چهار نیوتن یا کمتر از نیم کیلوگرم – وضعیت خود را تثبیت کند. این تراسترها معمولاً در قالب 12 عدد توزیع شده‌اند تا وضعیت پایداری را فراهم کنند.

پس از پایداری، موتورهای اسپین وارد مدار می‌شوند تا چرخش مورد نیاز را ایجاد کنند. مانند خان‌دار بودن تفنگ که گلوله را در مسیر خود پایدار می‌کند، این چرخش به ماهواره کمک می‌کند تا در زمان روشن شدن موتور اصلی به‌درستی جهت‌گیری کند. پس از آن، موتور روشن می‌شود و ماهواره به ارتفاع حدود 7000 کیلومتر می‌رسد. در این مرحله نیز مجدداً موتورهای ‌"دی‌اسپین" وارد عمل می‌شوند تا چرخش را متوقف کرده و ماهواره را رها کنند.

موفقیت‌آمیز بودن تست اولیه این سامانه در سال گذشته

نمونه اول بلوک انتقال مداری در سال گذشته با موفقیت 80 درصدی تست شد و بسیاری از فرآیندها پاسخ مثبتی داشتند. نمونه دوم نیز اکنون آماده تست است.

انتهای پیام/