ایران در آستانه پرتاب بلوک انتقال مداری «سامان ۲» با موشک سیمرغ

جمهوری اسلامی ایران با آماده‌سازی نمونه دوم بلوک انتقال مداری «سامان»، گام مهمی در راستای توسعه توانمندی‌های فضایی خود برداشته است. این بلوک که قرار است توسط موشک سیمرغ به فضا پرتاب شود، نقش کلیدی در انتقال ماهواره‌ها به مدارهای بالاتر و پشتیبانی از ماموریت‌های فضایی ایفا خواهد کرد.

بلوک انتقال مداری سامان چیست؟

بلوک انتقال مداری سامان، در واقع یک سفینه فضایی است که برای جابجایی ماهواره‌ها بین مدارهای مختلف، به ویژه در ارتفاعات بالا، طراحی شده است. ماهواره‌ها ابتدا به این بلوک متصل شده و در مدار پایین (مدار پارکینگ) قرار می‌گیرند. سپس، بلوک سامان آن‌ها را به مدار نهایی و بالاتر منتقل می‌کند. این سامانه همچنین قابلیت اصلاح مداری را داراست که دقت تزریق و قابلیت اطمینان ماموریت‌های فضایی را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد.

با توجه به پیشرفت‌های کشور در زمینه حامل‌های ماهواره، بلوک‌های انتقال مداری با قابلیت اطمینان بالا و ماژولار، ابزاری ضروری برای ماموریت‌های فضایی، از جمله قرار دادن ماهواره‌های مخابراتی در مدار و اکتشافات اعماق فضا مانند ماه نشین و مریخ نورد، محسوب می‌شوند. پروژه بلوک انتقال مداری سامان در پژوهشکده سامانه‌های حمل و نقل فضایی تعریف شده و متخصصان بسیاری در تحقیق و توسعه فناوری‌های مرتبط با آن فعالیت داشته‌اند.

عملکرد و مشخصات فنی «سامان ۲»

بلوک «سامان ۱» از نوع سوخت جامد بود که نسخه اول آن در آذرماه سال گذشته پرتاب شد و پس از تأیید بخشی از سیستم‌ها، نیاز به اصلاحاتی داشت. اکنون، نمونه دوم این بلوک با نام «سامان ۲» ساخته و آماده پرتاب است. هدف اصلی این بلوک، انتقال ماهواره‌هایی با جرم ۵۰ تا ۱۰۰ کیلوگرم از ارتفاع ۴۰۰ کیلومتر به ارتفاع ۷۰۰۰ کیلومتر است. پس از پرتاب و بررسی نتایج آزمایش‌ها، طراحی نهایی آن تکمیل و وارد فاز ساخت انبوه خواهد شد.

بلوک انتقال مداری سامان کار خود را در مدار دایروی با شیب ۵۵ درجه آغاز خواهد کرد و ماهواره را در مدار بیضوی ۴۰۰ تا ۷۰۰۰ کیلومتری با شیب ۵۸ درجه تحویل خواهد داد.

زیرسیستم‌های کلیدی

• سازه و مکانیزم: تمامی تجهیزات بلوک توسط زیرسیستم سازه و مکانیزم حمل و نگهداری می‌شوند. سه مدل سازه‌ای، کیفی و پروازی برای صحه‌گذاری طراحی ساخته شده و تأیید شده‌اند.
• ایستگاه‌های زمینی: بخش زمینی شامل ایستگاه‌های ارسال و دریافت تله‌کامند و تله‌متری در باندهای UHF/VHF است. چهار ایستگاه زمینی در تبریز، مشهد، ماهشهر و قشم در حال ساخت و تجهیز هستند.
• کامپیوتر پرواز: این زیرسیستم پیچیده دارای افزونه سرد بوده و وظیفه اجرای نرم‌افزار، داده‌برداری، ذخیره و ارسال داده‌ها به زمین را بر عهده دارد. این بخش به منظور توانمندسازی بخش خصوصی برون‌سپاری شده است.
• جدایش: سیستم جدایش «لایت‌بند» (Light Band) که توسط پژوهشکده سامانه‌های حمل و نقل فضایی توسعه یافته، از نوع سرد بوده و با امنیت و قابلیت اطمینان بالا، خطای جداسازی را به حداقل می‌رساند.
• کنترل وضعیت: برای نشانه روی دقیق و پایدارسازی بلوک، از سنسورهایی نظیر ستاره‌نگر، GPS و IMU استفاده می‌شود. فرامین کنترلی توسط تراسترهای گاز سرد با نیروی رانش ۴ نیوتون و زمان عملکرد ۸۰۰ ثانیه اعمال می‌گردند.
• کنترل حرارت: این زیرسیستم شامل سنسورها و عایق است و با شبیه‌سازی‌های دقیق حرارت و تشعشعات، بدون نیاز به هیتر، دمای بلوک را کنترل می‌کند.
• تله‌متری و تله‌کامند: برای ارسال فرمان و دریافت داده‌های سلامت بلوک، از باندهای UHF/VHF استفاده می‌شود. لینک تله‌متری داده‌ها را با سرعت ۲۰kbps به مرکز کنترل ماموریت منتقل می‌کند.
• توان: برای تامین توان الکتریکی بلوک، بیش از ۱۲۰۰۰ وات باتری در نظر گرفته شده است که برای تکمیل ماموریت کافی است.
• مرکز کنترل ماموریت: یک مرکز کنترل مجهز در پژوهشکده سامانه‌های حمل و نقل فضایی، به چهار ایستگاه زمینی متصل بوده و امکان تبادل داده بین بلوک و زمین را فراهم می‌کند.
• پیشرانش: شامل موتور سوخت جامد کروی از خانواده آرش برای ورود به مدار نهایی و ۱۲ تراستر گاز سرد برای کنترل دقیق وضعیت است.

دستاوردها و افق‌های آینده

پروژه بلوک انتقال مداری سامان دستاوردهای فنی قابل توجهی را به همراه داشته است که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• دستیابی به دانش طراحی موتورهای سوخت جامد فضایی با ضربه ویژه ۲۸۹ ثانیه.
• فناوری تست موتورهای فضایی در شرایط خلاء با استفاده از دیفیوزر خلاء.
• توسعه عایق EPDM برای پیشران‌های فضایی.
• دستیابی به فناوری شکل‌دهی و جوشکاری تیتانیوم گرید ۵ با استفاده از میکرو پلاسما.
• دانش کنترل وضعیت سه محوره با استفاده از تراسترهای فضایی و تشخیص خرابی عملکرد.
• فناوری طراحی و ساخت سیستم جدایش لایت‌بند.
• فناوری ساخت مخازن تحت فشار کامپوزیتی با لایتر تیتانیومی.

این دستاوردها نه تنها توانمندی‌های فضایی ایران را ارتقا می‌بخشند، بلکه زمینه را برای ماموریت‌های پیچیده‌تر و اکتشافات فضایی در آینده فراهم می‌آورند.