در آستانه رونمایی از دستاوردهای جدید فضایی کشور و پس از افتتاح رسمی مرکز آزمایشگاه های فضایی، گزارش مشرق با تصاویری که برای اولین بار منتشر می شود، دستاوردهای این عرصه بسیار مهم را بیشتر معرفی می نماید.

وانایی ساخت و پرتاب ماهواره، موتور محرک برای توسعه سایر فناوری های پیشرفته محسوب می شود و از طرف دیگر نشانگر توان علمی بالا در کشورهای صاحب این فناوری است.
پرتاب ماهواره امید با ماهواره بر بومی سفیر، نخستین گام عملی در بومی سازی فناوری فضایی محسوب می شود که توانست نام ایران را در بین معدود کشورهای عضو باشگاه فضایی جهان ثبت کند.
تلاش ها قبل از سال 1380 به منظور دستیابی به دانش فنی و ساخت انواع ماهواره ها، ایستگاه های زمینی و پرتاب کننده ها آغاز شد و اولین دستاورد آن طراحی و ساخت ماهواره ملی امید و ماهواره بر سفیر با ایستگاه های زمینی مربوطه است.
هم اکنون پس از دو سال از پرتاب ماهواره امید، کشورمان با یک جهش و خیزش عمده در عرصه فناوری های فضایی روبرو است. در واقع باید چندین رشته از علوم و فنون در کنار یکدیگر قرار گیرند تا چنین پروژه بزرگی به اجرا درآید.
برای قرار دادن یک ماهواره در مدار زمین، به نیروی بسیار زیادی نیاز است. این نیروی عظیم را ماهواره بر(موشک حامل) تولید می کند. ماهواره برای قرار گرفتن در مدار باید در ارتفاعی بیش از 200 کیلومتر از سطح زمین به سرعتی در حدود 28000 کیلومتر در ساعت برسد.
ماهواره برها به شکل موشک های چند مرحله ای با سوزاندن سوخت شیمیایی انرژی لازم برای بردن ماهواره به مدار زمین را فراهم می کنند.
در نخستین گام، موتور موشک روشن شده و نیروی بالابرنده فراهم می شود. با ایجاد نیروی بالابرنده ماهواره بر به همراه مخازن سوخت و ماهواره ای که با خود دارد از زمین جدا شده به سوی آسمان حرکت می کند.
پس از اینکه سامانه پیشران، تمام سوخت را بسوزاند بخش نخست از بدنه موشک جدا می شود و به زمین سقوط می کند.
در گام دوم سامانه پیشران مرحله دوم روشن می شود و چون موشک سبک تر شده است با سرعت بیشتری ماهواره را به ارتفاع بالاتر و برای قرار دادن در مدار به پیش می راند. به همین ترتیب و با پایا ن یافتن سوخت، مرحله دوم نیز از دیگر اجزای موشک جدا می ش.د و بسته مأموریت ماهواره بقیه مراحل انجام می شود.
پس از قرارگرفتن ماهواره در ارتفاع مورد نظر، یک سامانه پیشران راکتی دیگر به کار می افتد و ماهواره را در مدار مورد نظر قرار می دهد. پس از قرار گرفتن ماهواره در مدار با توجه به قوانین فیزیک، مأموریت ماهواره ادامه پیدا می کند.
ماهواره ها در سر موشک ها جاسازی شده و به فضا پرتاب می شوند. دماغه مخروطی شکل موشک که در برابر گرما مقاوم است ماهواره را از اصطکاک هنگام گذشتن از جو زمین محافظت می کند.
بعد از عبور از جو زمین، لایه محافظتی از ماهواره ها جدا شده در مرحله آخر، موشک، ماهواره را در مدار مورد نظر قرار می دهد. بسیاری از ماهواره ها از سامانه پیشران موشکی خود برای رفتن به مدارهای بالاتر استفاده می کنند.
بسیاری از شرکت های تجاری و کشورها دارای قابلیت های پرتاب موشک ماهواره بر هستند و ماهواره هایی به جرم چند تن را می توانند سالم درست و منظم قرار دهند.
به گزارش مشرق، بیشتر پرتاب های ماهواره ای با موشک هایی انجام می شود که شروع پرتاب آن ها مستقیم به سوی بالا برنامه ریزی شده است. چنین روشی موشک را از میان سخت ترین بخش های جو زمین به سرعت عبور می دهد و بهترین راه برای کاهش مصرف سوخت است.
پس از اینکه موشک مستقیم به بالا پرتاب شد مکانیسم کنترل موشک سامانه هدایت اینرسی را به کار می گیرد تا با انجام محاسبات لازم، دماغه موشک را به خط سیری که در طرح پروازیش در نظر گرفته شده متمایل کند.
در بیشتر موارد در طرح پرواز، جهت مستقیم موشک را در ابتدا به سمت شرق قرار می دهند؛ چون زمین از غرب به شرق می چرخد و چنین حرکتی، به موشک یک نیروی تقویت کننده اضافی وارد می کند. نیروی این تقویت به سرعت گردش زمین در محل پرتاب بستگی دارد.
ماهواره برها به عنوان ابزار قراردادن ماهواره ها در مدار، می بایست از بالاترین استانداردها برخوردار باشند. پرتاب با نیروی عظیم راکتی، تنش های فراوانی به بدنه، سازه و اجزای دیگر آن وارد می آورد.

اصطکاک پوسته بدنه با هوا، و نیز حرکت پرشتاب گازهای بسیار داغ خروجی پیشران، شوک های عظیم حرارتی را به بخش های مربوطه وارد می سازد.
و اینها تنها، بخشی از ماجراست.
تمامی زیر سامانه های موجود در ماهواره بر، از اجزای مختلف مراحل پیشران سوخت مایع مانند پمپ ها، فشارسنج ها، شیرها و ادوات کنترلی گرفته تا سامانه های ارتباطی ماهواره بر با زمین، باید بدرستی کار کنند تا پس از رسیدن آن به ارتفاعات بالا مانند 250 کیلومتری، 700 کیلومتری و حتی بیشتر، بخش نهایی ماهواره بر، ماهواره را رها کرده و در مدار و موقعیت از پیش تعیین شده، با دقت بسیار بالا قرار دهد، واین کاریست که ماهواره بر ساخته شده بدست متخصصان توانمند و جوان کشورمان موفق به اجرای آن گشته است و هم اکنون برای اجرای مجدد آن، این بار برای انتقال ماهواره های بزرگتر و مهمتر از ماهواره تحقیقاتی امید، به فضا آماده است. 

با توجه به اینکه، ارسال محموله به فضا معمولاً با موشک های غول پیکر انجام می شود، تنها کشورهایی می‌توانند وارد این عرصه شوند که ساختار کارشناسی و فناوری لازم را دارا باشند. پرتاب سفیر امید با اینکه گام اول در این مسیر بود، اما پرتاب یک ماهواره بر26 تنی جهت قراردادن یک ماهواره در مدار بیضوی 530-250 کیلومتری کار بزرگی تلقی می شود.
این مهم با تکیه بر سوابق تجربی مراکز هوافضایی ایران که تا کنون بارها موشک‌های بزرگی را برای تست‌های مختلف و از جمله تست کاوشگر پرتاب نموده‌اند قابل انجام می‌باشد، این مراکز هستند که با داشتن سامانه‌ های مدیریتی و کیفیتی بالا و داشتن متخصصین مورد نیاز می ‌توانند ضریب اطمینان لازم برای اینگونه ماموریت‌ها را ایجاد نمایند.
نکته مهم اینکه در ماهواره بر سفیر2 بیش از 10 هزار نوع قطعه به کار رفته است. سهم قطعات پیچیده صنعتی در آن قابل توجه است و تمام قطعات تولیدی آن در صنایع داخلی ساخته می‌شود.

صنایع تولید بخش‌های مختلف ماهواره بر

بخش طراحی و تحقیقات
برای تحقیقات، طراحی و تولید یک ماهواره ‌بر بخش طراحی با توجه به انتظارات کارفرما طراحی کلی ماهواره بر را اجرا می‌نماید و سپس مشخصات مورد نیاز خود را از مجموعه‌های موتور و پیشرانه، سوخت، هدایت و کنترل، سازه و محفظه ی ماهواره معلوم می‌نماید.
پس از آن صنایع سیستم، به عنوان کارفرما برای سازنده اجزاء فوق، عمل کرده و پروژه‌های مختلفی برای هر یک از صنایع تعریف می‌کند.

صنایع موتور
ماهواره بر سفیر2 دارای دو موتور مرحله یک و مرحله دو می باشد که هر دو در این صنایع ساخته می‌شود. موتور مرحله اول که موتور اصلی پرتاب می باشد قادر است موشک 26 تنی را تا ارتفاع 68 کیلومتر حمل نماید و پس از آن با جدایش مرحله اول مامویت موتور مرحله دوم شروع می شود که خود از دو موتور تشکیل شده است و علاوه بر ایجاد رانش، با تغییر زوایه، امکان کنترل مرحله دوم سفیر را فراهم می نماید. در صنایع موتور، فرایندهای پیچیده‌ای در ساخت قطعات، محفظه موتور، انژکتورها و توربوپمپ‌ها وجود دارد که تماماً با توان داخلی انجام می‌شود.

صنایع سازه
سازه‌های فضایی به خاطر نوع کابرد از ویژگی های خاص برخوردارند، و علاوه بر سبک بودن بایستی دارای تحمل خوب مکانیکی باشند تا در برابر فرکانس‌های لرزش و تنش‌ها و فشارهای درونی و بیرونی مقاومت نمایند.
از اینرو به تخصص بالای طراحی و فناوری قابل قبول تولید نیاز است تا مواد مورد نظر انتخاب شده و اجزاء ساخته شوند و به روش‌های علمی و مهندسی اتصالات صورت گیرد.

صنایع سوخت
ماهواره بر ها در جهان از سوخت های خاصی استفاده می نمایند که تامین آنها به هیچ وجه از منابع خارجی میسر نمی باشد بنابراین در این صنایع تاسیسات صنعتی سوخت های مورد نیاز ایجاد شده که توانایی تامین نیازهای صنایع موتور و بخش‌های تحقیقاتی را دارا می باشد. مهندسین طراحی در این صنایع بدون نیاز به کمک خارجی کارخانجات لازم را طراحی نموده و به بهره برداری رساندند.

صنایع هدایت کنترل
در این صنایع، ده ها مجموعه الکتریکی و الکترونیکی که در سامانه پرتاب ماهواره کاربرد دارند، طراحی و ساخته می‌شود. قطعات الکترونیک را بخش آماد تهیه کرده و قطعات تولیدی در بخش‌های صنعتی تولید می شوند. بلوک‌های کامپیوتر پرواز، سامانه های ناوبری، منابع تغذیه، باتری‌ها، عملگرها، فشارسنج‌ها، سیم کشی ها و کلیه آزمایشگرهای داخلی بلوک‌ها، آزمایشگر ماهواره بر و آزمایشگر پرتاب در این صنایع طراحی و ساخته می‌شوند.

صنایع تجهیزات پرتاب
در این صنایع، کلیه تجهیزات حمل و آماده‌سازی ماهواره بر و تجهیزات میدان تست و پرتاب ماهواره بر ساخته شده و نصب می‌گردند، برج سرویس مستقر در میدان نیز در این صنایع طراحی و ساخته شده است. همچنین آماده سازی قبل از پرتاب و شارژ سوخت در این میدان انجام می‌گردد.

صنایع ساخت سنسور
در صنایع هوافضایی، ساخت سنسورهای شتاب و سرعت از عوامل تعیین کننده است و توانمندی در این زمینه گام مهمی در ساخت سامانه‌های ناوبری به شمار می‌آید.

عبور سفیر و سیمرغ از هشت خوان رستم

به گزارش مشرق،  برای اطمینان از صحت عملکرد سامانه های گوناگون فعال در یک ماهواره بر، لازم است تا پیچیده ترین و سختگیرانه ترین آزمایشات، پس از طراحی و پیش از ساخت نهایی آن به اجرا در بیاید. همه این آزمایشات در داخل کشور و بر روی ماهواره بر بومی سفیر امید،‌ به انجام رسیده که صد البته نیاز به برخورداری از تجهیزات مدرن آزمایش و اندازه گیری و نیز نیروهای مجرب و متخصص دارد که در ادامه به هشت آزمایش مهم اشاره می کنیم :
آزمایش استاتیک
در این آزمایش، تحقیقات و آزمون های لازم مربوط به استحکام و سختی محصول در سطوح مختلف از قطعات گرفته تا مجموعه های مونتاژی، حین بارگذاری های ثابت یا استاتیک، در فرآیند توسعه و نهایی سازی محصول به اجرا در می آید. این آزمایشات از لحاظ سامانه بارگذاری، پارامترهای مختلف داده برداری و کنترل، در سطح منحصر به فردی در کشور می باشد و در خاورمیانه جزو پیشرفته ترین انواع آن می باشد.

آزمایش خواص جرم
خواص جرمی یک سازه عبارت است از جرم، مختصات مرکز جرم و ماتریس ممان اینرسی آن سازه. در صنایعی که کنترل حرکت مجموعه ها مورد نظر باشد از جمله صنایع هوایی و فضایی، اندازه گیری دقیق مشخصات مذکور، بسیار حائز اهمیت است. این آزمایشات برای ماهواره بر، با دقت بالایی انجام شده است.

آزمایش مودال
در این آزمایش، پارمترهای مربوط به ماهیت رفتار سازه تحت بارهای دینامیکی، استخراج شده و برای شبیه سازی دینامیکی سازه که آزمایش عملی آن غیرممکن می باشد، در اختیار گروه مربوطه قرار می گیرد. این آزمایشگاه نیز، پیشرفته ترین آزمایشگاه مودال خاورمیانه است.

آزمایش تلاطم
در ماهواره برهایی با پیشران از نوع سوخت مایع، از مخازن بزرگی برای ذخیره سوخت و اکسید کننده استفاده می شود. با اجرای آزمایشات لازمه از وضعیت تلاطم سوخت در داخل مخزن، اطلاع کافی و اطمینان حاصل می شود.

آزمایش ارتعاشات
از جمله آزمایشات مورد نیاز، بررسی های تحقیقاتی و محیطی-عملکردی ارتعاشات سازه ها و سامانه های الکترونیکی می باشد که در صورت وجود وضعیت ارتعاشی نامطلوب در سامانه ها، خطر نابودی کل سامانه نیز وجود دارد.

آزمایش شوک
سازه های فضایی و به طور کلی، کلیه سازه ها، در تمام طول عمر خود، پدیده شوک را تجربه می کنند که می تواند ناشی از یک پدیده مکانیکی یا طبیعی که موجب تحریک می گردد، باشد.
این شوک می تواند اثرات مخربی بر روی سازه یا اجزاء الکترونیکی داخل آن داشته باشد. به عنوان مثال، اعمال شوک های بیش از حد، می تواند بلوک های الکترونیکی هدایت و کنترل موشک را دچار خرابی نماید و اجرای مأموریت ها را دچار اختلال نماید. بنابراین محاسبه میزان این شوک ها چه شوک های کلاسیک و چه پیچیده، بسیار تعیین کننده بوده که نیاز به آزمایشات پیش از پرتاب دارد تا از صحت عملکرد سازه ها و سامانه ها پس از بروز شوک، اطمینان حاصل گردد.

آزمایش حرارت سازه
هدف از این آزمایش، استخراج پارامترهای مربوط به استحکام/سختی حرارتی قطعه و انتقال حرارت در سطوح مختلف مجموعه شامل قطعات و مجموعه¬های مونتاژی در فرایند طراحی و توسعه و نهایی سازی سامانه ها است. منحصر به فردترین آزمایشات در کشور و یکی از پیشرفته ترین ها در خاورمیانه در این زمینه بر روی اجزای لازم ماهواره بر به انجام رسیده است.

آزمایش جدایش
موشک های چند مرحله ای شامل مراحل یا قطعاتی می باشند که در ادامه کار سامانه، مورد نیاز نبوده و به دلایل مختلف لازم است از سامانه اصلی(نهایی) جدا شوند. در واقع جدایش، مرحله ایست که تمام مراحل قبلی در فرآیند پرتاب ماهواره، برای آن اجرا می شود. در اتصال این بخش ها به یکدیگر، نیاز به ابزاری است که در زمان لازم، عمل کرده و باعث جدا شدن مراحل از یکدیگر شود. پس از جدایش مراحل، در ارتفاعی که نیروی آیرودینامیکی وجود ندارد، پوشش ماهواره (در بخش دماغه موشک) نیز باید از موشک جدا شود و سپس، ماهواره با رسیدن مرحله انتهایی ماهواره  بر به نقطه مورد نظر برای رها کردن ماهواره، مرحله فعلی و ماهواره نیز باید از یکدیگر جدا شوند. بنابراین پس از طراحی سامانه های جدایش مراحل و همچنین پوشش دماغه(فیرینگ) و ماهواره، قبل از پرتاب، لازم است تا سامانه های مذکور، چه از نظر اجزاء و چه بصورت کلی مورد آزمایشات محیطی و عملکردی قرار گیرند.

پس از اجرای دقیق هر یک از این آزمایش ها و بررسی و تحلیل موشکافانه داده های ثبت شده، تیم های طراحی در صورت نیاز مجدداً‌ اقدام به بازبینی بخش های مربوطه و تجدید طرح و ساخت نمونه جدید و اجرای مجدد آزمایش ها می نمایند و تنها پس از تأیید شدن نهایی تمام بخش ها ماهواره بر برای اجرای آزمایش عملیاتی مهیا می شود.
کشور ما نیز پس از طراحی ماهواره بر سفیر امید و اجرای آزمایش های لازم توسط متخصصان توانمند داخلی، اقدام به پرتاب عملی ماهواره بر نمود که با موفقیت کامل همراه بود. این موفقیت مرهون طراحی بسیار دقیق و اجرای سختگیرانه و مکرر آزمایشات پیش از پرتاب بوده و باعث رشد فزاینده و پرشتاب صنعت فضایی کشور گردید.