ویژگی های مهم دومین ماهواره نظامی سپاه پاسداران

در بخش پرتابگر، برنامه فضایی ایران دارای ماهواره‌برهای دولتی شامل سفیر-1 و سیمرغ (سفیر-2) و ذوالجناح است. سفیر-1 با دو مرحله سوخت مایع توان حمله محموله نهایتاً 60 کیلوگرم به مدار بیضوی 250 در 350 کیلومتر را داشت و با چهار پرتاب موفق و حداقل 4 پرتاب ناموفق در سال گذشته از خدمت کنار گذاشته شد.

در رده بعدی، ماهواره‌بر دو مرحله ای سوخت مایع سیمرغ قرار دارد که توان آن، رساندن محموله تا 250 کیلوگرمی به مدار تا 500 کیلومتری اعلام شده است. این ماهواره‌بر از سال 1395 وارد آزمایشهای پروازی شده و در بعضی پرتابهای آن وجود ماهواره‌های ساخته شده در کشور نیز تأیید شده اما تاکنون این ماهواره‌بر موفق به قراردهی هیچ یک از محموله های خود در مدار نشده که آخرین مورد آن در سال اخیر و با حمل یک ماهواره اصلی و دو ماهواره مکعبی کوچک صورت گرفت.

ماهواره‌بر ذوالجناح هم به عنوان آخرین محصول ارائه شده در این حوزه از سوی سازمان صنایع هوافضای وزارت دفاع دارای دو مرحله ابتدایی سوخت جامد و مرحله سوم سوخت مایع است. پرتاب آزمایشی اولیه این حامل هم در سال 1399 صورت گرفت و تاکنون از آن خبر جدیدی منتشر نشده است.

لزوم دستیابی به قابلیت‌های فضاپایه از یک سو و مشکلات ماهواره‌برهای سوخت مایع سفیر و سیمرغ از سوی دیگر سبب شد تا سپاه علاوه بر برنامه ریزی برای نقش آفرینی در عرصه فضایی برای رفع نیازهای نظامی از طریق ماهواره‌ها، به طراحی و ساخت ماهواره‌برهای لازم هم ورود کند.

نیازهای یک نیروی نظامی به فضا امروزه بسیار گسترده است و به گفته سردار حاجی زاده فرمانده نیروی هوافضای سپاه، سایر کارها بدون دستیابی به فضا ناقص می ماند. به طور خلاصه تصویربرداری در طیفهای مختلف نوری با کیفیت و تفکیک بالا، خدمات رله مخابرات، ارسال فرامین و دریافت داده در مسافتهای بسیار دور به صورت بی‌درنگ (Real time) مثلاً برای پهپادها و شناورهای دریایی و در نهایت خدمات مکانیابی جهانی برای سامانه های هدایت و ناوبری موشکها و ادوات نظامی و نفرات از جمله مهمترین نیازهای یک نیروی نظامی به خدمات ماهواره ای است.

ماهواره‌بر قاصد نیروی هوافضای سپاه

علاوه بر هزینه گزافی که تأمین خدمات فوق برای بخش دولتی از ماهواره‌های خارجی برای کشور داشته و دارد استفاده از این خدمات برای بخش نظامی کشور با محدودیت های خاصی همراه بوده که نیاز به تصاویر با تفکیک یا رزولوشن بالا از جمله موارد آن است. امکان افشای مأموریت نظامی در صورت استفاده از خدمات تبادل داده از ماهواره خارجی هم همواره وجود دارد.

در نتیجه سپاه با محوریت فرماندهی فضایی نیروی هوافضای سپاه نقشه راهی برای رسیدن به ماهواره‌های نظامی لازم را بر اساس تمامی تجربیات کسب شده در بخش های مختلف کشور در عرصه طراحی و ساخت ماهواره در دستور کار قرار داد که محموله آزمایشی نبأ با پرتاب در فروردین سال 1398، ماهواره سنجشی نور1 با پرتاب در اردیبهشت 1399 و نور2 با پرتاب در 17 اسفند 1400 اولین نتایج مسیر فضایی شدن سپاه هستند. در گزارشهای پیشین به نبأ و نور1 و رکوردشکنی های سپاه با پرتاب سال 1399 پرداخته شد.

پرتاب ماهواره بر قاصد که در طی نزدیک به دو سال گذشته موتورهای فضایی آن با بهره گیری از داده ها و تجربه پرتاب قبلی بهینه‌سازی شده اند و نیز زیرسامانه های ماهواره نور هم مورد بازبینی و بهینه‌سازی قرار گرفتند برای اثبات تکرارپذیری و نشان دادن قابلیت اطمینان این ماهواره‌بر لازم بود. در نتیجه پرتاب موفق و البته بسیار دقیق ماهواره نور2 هم اکنون سپاه به طور همزمان دو ماهواره نور1 و 2 را در مدار دارد که برای اولین بار از زمان ورود کشور به عرصه فضایی رخ داده است.

پرتاب قاصد حامل نور2

نور2 ماهواره ای با مأموریت سنجشی است که مدار تسخیر شده توسط یک ماهواره ایرانی را از حدود 425 کیلومتر در نور1 به 500 کیلومتر ارتقاء داده است یعنی در حدود 17.6 درصد ارتقاء مداری. این امر عمر مداری بالاتری نسبت به نور1 فراهم می کند. اما استفاده از تجربیات ارزنده کسب شده در نور1 خصوصاً در مورد دوام و کارکرد مستمر زیرسامانه ها سبب شد تا برخلاف نور1 که عمر کاری یک ساله برای آن در نظر گرفته شده بود، نور2 با هدف عمر کاری 3 ساله پرتاب شود.

نور2 با سرعت 7600 متر بر ثانیه در مدار مذکور تزریق شده و کل فرایند پرتاب تا قرار دهی ماهواره در مدار 480 ثانیه به طول انجامیده است. مدار ماهواره نور2 به گونه ای طراحی شده که از دو قطب زمین عبور نداشته و بیشترین عبور را از روی ایران و منطقه غرب آسیا دارد.

همانطور که در گزارشهای قبلی شرح داده شد تفاوت عمر کاری و عمر مداری در این است که عمر کاری ماهواره به عمر و دوام زیرسامانه های آن در محیط عملیاتی مربوط است در حالی که عمر مداری صرفاً به ارتفاع مداری نسبت به زمین و نوع مدار مرتبط است. در نتیجه نور1 با وجود گذشت بیش از 22 ماه از پرتاب آن همچنان در حال کار بوده و تبادل داده با ایستگاه زمینی دارد. البته در این مدت ارتفاع مداری آن از حدود 430 به 350 کیلومتر کاهش یافته است. بر این اساس پیش بینی می شود که تا نزدیک به یک سال دیگر هم نور1 در مدار گردش کند و به بیش از 10هزار بار گردش فعلی خود به دور زمین اضافه کند.

همچون پرتاب سال قبل در این پرتاب هم از ماهواره‌بر قاصد استفاده شد. جزئیات در دسترس از این ماهواره‌بر سه مرحله ای در گزارشهای پیشین شرح داده شد. قاصد در مرحله اول خود از پیشران موشک بالستیک قدر استفاده می کند در نتیجه برای این بخش هزینه ای متفاوت پرداخت نمی شود. همچنین این پیشران قابلیت اطمینان خود را طی 20 سال استفاده در موشکهای شهاب-3 و قدر و عماد نشان داده است.

تغییر مسیر قاصد در پرتاب اسفند 1400 به سمت مدار مورد نظر

در مرحله دوم قاصد از موتور سوخت جامد پیشرفته سلمان استفاده شده که در بهمن 1398 رونمایی شد. این موتور در بدنه بیرونی و عایق اطراف سوخت جامد از مواد فیبرکربن بهره می برد که سبب کاهش وزن قابل توجهی برای آن شده است. به علاوه سلمان دارای خروجی یا نازل تمام متحرک است که فناوری بالایی محسوب شده و سبب استفاده بهینه از نیروی رانش می شود.

در مرحله سوم قاصد هم از موتور سوخت جامد استفاده شده است که البته در گذشته تصور می شد این بخش سوخت مایع است اما در مصاحبه های اخیر سردار حاجی زاده تصریح شد که مرحله سوم قاصد سوخت جامد است.

در اینجا سوال مهم این است که با توجه به عدم امکان کنترل لحظه ای فرایند احتراق موتورهای سوخت جامد، مرحله سوم قاصد چگونه سرعت دقیق لازم برای تزریق ماهواره در مدار را تنظیم می کند؟

یک پاسخ منطقی که با توجه به شکل گرافیکی اجزای موتورمرحله سوم قاصد هم قابل ارزیابی است، برخورداری مرحله سوم قاصد از چندین موتور سوخت جامد با نازل متحرک در زوایای مختلف است.

در این صورت با انحراف متقارن نازلها به سمت خارج از محور طولی وسیله پروازی می توان مؤلفه رانش در جهت پرواز را کمتر کرد و سرعت مطلوب را به دست آورد. همچنین استفاده از موتورهای ترمزی (که نازل آنها در خلاف جهت پرواز قرار دارد) در جلوی مرحله سوم هم می تواند به تنظیم دقیق سرعت کمک کند. در هر صورت استفاده از موتور سوخت جامد در مرحله سوم یک ماهواره‌بر هم از نقاط برجسته قاصد سپاه است که آن را از دردسرهای پیشران سوخت مایع رها کرده است.

تصویری از نمایشگر عملکرد مرحله سوم قاصد که وجود چند نازل و قاعدتاً چند موتور در جهات مختلف را تأیید می کند

یک نکته جالب توجه در اینجا این است که اطلاعات موجود در سال گذشته نشان می داد که نور1 یک ماهواره کوچک در کلاس جرمی بسیار سبک است. از طرفی با افزایش ارتفاع مداری و عدم تغییر ماهواره‌بر انتظار می رود که محموله سبکتر شود در حالی که با نکات ذکر شده توسط فرمانده فضایی سپاه نور2 باید در همان حدود وزنی نور1 باشد.

این نشان می دهد که احتمالاً در پرتاب سال 1399 قاصد از تمام توان حمل بار خود استفاده نکرده است که در این پرتاب توان رسیدن به حدود 70 کیلومتر ارتفاع بیشتر را یافته. باید در نظر داشت که بیش از 17 درصد افزایش ارتفاع مداری، انرژی بیشتری نسبت به حدود 2 درصد سرعت فرار کمتر در ارتفاع 500 نسبت به 430 کیلومتر طلب می کند.

به گفته سردار جعفرآبادی فرمانده فضایی نیروی هوافضای سپاه خانواده ای از ماهواره‌های نور در دست توسعه است که در پرتابهای بعدی در فضا قرار خواهند گرفت. یکی از اهداف سپاه می تواند استفاده از ترکیب تصاویر چند ماهواره نور با دقت مشابه برای رسیدن به تفکیک چند برابر بهتر باشد که قبلاً توسط سردار جعفرآبادی به آن اشاره شده بود.

سردار حاجی زاده فرمانده نیروی هوافضای سپاه در سال گذشته اعلام کرده بود که نمونه های بعدی قاصد در مرحله اول هم از موتور سوخت جامد استفاده خواهند کرد. چندی پیش و در بهمن 1400 سپاه از موتور فضایی رافع با نمایش آزمایش زمینی آن رونمایی کرد. رافع که همانند سلمان از بدنه و عایق غیرفلزی و سبک و همچنین نازل متحرک بهره می برد رانش 68 تن ایجاد می کند که بیش از دو برابر رانش موتور مرحله اول قاصد است. استفاده از رافع به عنوان یک پیشران جدید و قدرتمند می تواند افزایش قابل توجهی در میزان محموله قابل حمل توسط ماهواره‌بر بعدی یا به بیان دیگر نسل بعدی قاصد داشته باشد.

در صورتی که رافع قطر مشابه با مرحله اول قاصد داشته باشد، محاسبات تقریبی نشان می دهد صرفاً از بابت سبک سازی بدنه بیش از 100 کیلوگرم به محموله قابل حمل افزوده شده (که با وزن صرفه جویی شده بخاطر استفاده از مواد سبک متفاوت بوده و برابر نیست) و میزان افزایش محموله از بابت افزایش بیش از دو برابری نیروی رانش هم بیشتر از مقادیر فوق خواهد بود. البته امکان استفاده از دو موتور سلمان یا دو مرحله موتور رافع هم وجود دارد که قطعاً به ساخت ماهواره‌بر بسیار قدرتمندتری منجر می شود که می تواند بار بزرگی از دوش برنامه فضایی ایران بردارد همانطور که در مصاحبه ریاست سازمان فضایی ایران هم از به کارگیری ماهواره‌برهای سپاه در سال آتی برای پرتاب ماهواره‌های ساخت ارگانهای دولتی خبر داده شد.

به نتیجه رساندن موتور پیشرفته رافع و تثبیت توانمندی سپاه در تزریق ماهواره در مدار 500 کیلومتری با پرتاب مجدد قاصد و توسعه نمونه های بعدی آن با تلاش جهادی کارکنان گمنام و بی ادعای آن علاوه بر اینکه سپاه را در آستانه جهش در عرصه فضایی قرار داده است امیدها را برای شتاب گرفتن مجدد برنامه فضایی ایران و تثبیت سریع توانمندی های کشور در مدار نزدیک به زمین (لئو) و حرکت برای تسخیر مدار ژئو زنده کرده است که در صورت حمایت همه جانبه می توان زمان رسیدن به مدار ژئو را به حدود 5 سال کاهش داد.