شب یکشنبه بیستم بهمن ماهواره‌ی ظفر پس از مدت‌ها انتظار برفرار موشک ماهواره‌بر سیمرغ از پایگاه فضایی امام خمینی واقع در استان سمنان به فضا پرتاب شد. ماهواره‌ی ظفر که به دست محققان دانشگاه علم و صنعت ساخته شده، قرار بود قابلیت‌هایی چون تصویربرداری در لحظه (real-time) و ارسال پیام متنی و صوتی به صورت یک‌طرفه بین دو کاربر را با خود به ارمغان بیاورد.
اندکی پس از پرتاب، محمدجواد آذری جهرمی، وزیر ارتباطات از قرار نگرفتن ماهواره در مدار خبر داد. به گفته‌ی جهرمی پرتاب ماهواره موفقیت‌آمیز بود، اما به دلیل دست نیافتن به سرعت مورد نیاز، ماهواره در مدار قرار نگرفت و در اقیانوس هند سقوط کرد. جهرمی در این باره گفت: “این ماهواره حتی از مدار ۵۳۰ کیلومتر هم عبور کرد و به مدار ۵۴۰ کیلومتری رسید، اما از نظر سرعت کم آورد و با وجود اینکه باید به سرعت ۷ هزار و ۴۰۰ کیلومتر می رسید در سرعت ۶ هزار و ۵۰۰ کیلومتر بر ساعت متوقف شد”.
مرتضی براری رئیس، سازمان فضایی ایران بعداً طی مجموعه توییتی جزئیات بیشتری از پرتاب ماهواره ظفر ارائه داد. آقای براری در حساب توییتر خود نوشت:
“ماهواره ظفر با ماهواره‌بر سیمرغ در روز یکشنبه ۲۰ بهمن ۱۳۹۸، ساعت ۱۹:۱۵ از پایگاه پرتاب حضرت امام خمینی (ره) پرتاب شد. بعد از عملکرد موفق مرحله اول و جدایش مطلوب مرحله دوم، ماهواره بر و ماهواره به ارتفاع بیش از ۵۴۰ کیلومتر با سرعت بیش از ۶۵۰۰ متر بر ثانیه رسید. حین پرتاب ماهواره ظفر به مدت ۸ دقیقه، اطلاعات موقعیت خود و سرعت حرکت را ارسال کرد که با کمک سه ایستگاه (یک ایستگاه سیار در پایگاه پرتاب و ایستگاه‌های قشم و بوشهر) دریافت شد. عمل جدایش توسط ماهواره تشخیص داده شد و ضمن پیوستگی در ارسال داده‌های موقعیت، داده‌های مانیتورینگ ماهواره شامل داده‌های سلامت تمام تجهیزات، حسگرها، وضعیت باس‌ها و مدیریت مودهای ماهواره به مدت ۶ دقیقه و ۴۵ ثانیه، از طریق لینک تله‌متری ماهواره ارسال و در ایستگاه قشم دریافت شد.
موتور مرحله اول ماهواره‌بر:
- مدت زمان کارکرد: ۱۰۲ ثانیه
- سرعت: ۲۴۰۰ متر بر ثانیه
- ارتفاع: حدود ۸۵ کیلومتر
- عملکرد: موفق
موتور مرحله دوم:
- مدت زمان کارکرد: ۳۷۳ ثانیه
- سرعت: حدود ۶۵۰۰ متر بر ثانیه
- ارتفاع: ۵۴۱ کیلومتر
رفع مشکل حرارتی پرتاب قبلی مشاهده ایراد در عملکرد سیستم پیشرانش در ثانیه‌های نهایی پرواز و عدم دستیابی به سرعت ۷۴۰۰ متر بر ثانیه. نتیجه: با توجه به تحقیقاتی بودن فرایند پرتاب و تحقق بیش از ۹۵ درصد از اهداف طرح ریزی شده، لذا فرایند پرتاب موفق بوده است. ارتباط ماهواره با ایستگاه‌ها به مدت ۱۴ دقیقه و ۴۵ ثانیه و دریافت داده‌های موقعیت، صحت عملکرد تجهیزات و ماهواره. نتیجه: با توجه به عملکرد صحیح ماهواره و تجهیزات آن در شرایط خلا و فضا، ماموریت در این مرحله کاملاً موفق بوده و عملاَ ۵۴ تجهیز از ۸۶ تجهیز، دارای سابقه عملکردی در فضا شدند”.
ماهواره‌ها چطور درمدار قرار می‌گیرند؟
ماهواره‌ها برای قرارگرفتن در مدار زمین باید با استفاده از موشک‌های ماهواره‌بر به ارتفاع و سرعت مشخصی دست پیدا کنند. سرعت مداری ماهواره مستقل از جرم و زاویه‌ی مداری آن است و تنها به ارتفاع مدار ماهواره بستگی دارد. با استفاده از فرمولی ساده یا ابزارهای آنلاین می‌توان به‌راحتی سرعت موردنیاز برای هر ماهواره‌ای را در ارتفاع مشخص محاسبه کرد. ماهواره‌ی ظفر قرار بود در ارتفاع ۵۳۰ کیلومتری قرار بگیرد که درنتیجه سرعت موردنیاز آن برابر با ۷/۶ کیلومتربرثانیه بود.
تمام موشک‌های ماهواره‌بر چندمرحله‌ای (یا حداقل دومرحله‌ای) هستند؛ به‌این‌معنی که هنگام صعود در جو زمین، برای سبک‌تر شدن موشک قسمت‌هایی از آن جدا می‌شوند. برای مثال موشک‌های سایوز روسی و موشک مشهور ساترن ۵ ناسا که انسان را به ماه برد، هر دو سه‌مرحله‌ای هستند و موشک‌های فالکون ۹ اسپیس ایکس، اتلس ۵ و دلتا ۴ از دو مرحله استفاده می‌کنند. موشک ماهواره‌بر سیمرغ نیز موشکی دومرحله‌ای است که می‌تواند تا ۵۰۰ کیلوگرم محموله در مدار پایینی زمین یا لئو (LEO) قرار بدهد.
چرا ماهواره‌ها در مدار قرار نمی‌گیرند؟
قرارگرفتن ماهواره در مداری مشخص نیازمند دقت بسیار بالای موشک است؛ به‌طوری‌که اگر موتور موشک حتی چند ثانیه زودتر یا دیرتر خاموش شود، ماهواره به مدار موردنظر نمی‌رسد یا در مداری متفاوت قرار می‌گیرد. مدارهای LEO (که ماهواره‌ی ظفر قرار بود در آن قرار بگیرد) معمولا دایره‌ای هستند یا خروج از مرکز بسیار پایینی دارند؛ اما ماهواره‌ها قبل از رسیدن به این مدار، در مداری بیضوی قرار می‌گیرند. در این حالت به بالاترین نقطه‌ی مداری «اوج» (apogee) و به پایین‌ترین نقطه‌ی مداری «حضیض» (perigee) گفته می‌شود. وقتی موتور موشک به هر دلیلی عملکرد موردانتظار را نداشته باشد، ماهواره در مداری بیضوی قرار می‌گیرد و بسته به نقطه‌ی حضیض آن ممکن است تا چند روز همچنان در مدار باقی بماند. برای مثال در سال ۲۰۱۲ پس از خاموش شدن یکی از ۹ موتور موشک فالکون ۹، ماهواره‌ی Orbcomm نتوانست به مدار موردنظر برسد؛ اما توانست دو روز در مدار باقی بماند بیش از ۲۰ بار به دور زمین بچرخد.
پس از پرتاب، چه بر سر مراحل مختلف موشک می‌آید؟
به‌طور کلی مراحل مختلف موشک پس از به‌اتمام‌رسیدن سوخت‌شان به‌ترتیب از باقی قسمت‌های موشک جدا می‌شوند و پس از طی‌کردن مسیری بالستیک با زمین برخورد کرده یا وارد اقیانوس می‌شوند. اینکه پس از پرتاب ماهواره، چه بر سر قطعات و مراحل مختلف موشک می‌آید، بستگی به وزن و نوع ماهواره، نوع موشک ماهواره‌بر و مکان پرتاب آن دارد. برای مثال بیشتر پرتاب‌ها در آمریکا از پایگاه فضایی کندی در فلوریدا (شرق ایالات متحده) یا پایگاه وندنبرگ در کالیفرنیا (غرب ایالات متحده) انجام می‌شود. هر دو این پایگاه‌ها در مجاورت اقیانوس قرار دارند و درنتیجه قطعات باقی‌مانده از موشک‌ها در اقیانوس سقوط می‌کنند.
این درحالی است که پایگاه‌های فضایی بعضی کشورها مانند روسیه و چین، کیلومترها داخل خاک کشور قرار دارد و درنتیجه ضایعات موشکی ناشی از پرتاب ماهواره در داخل خاک کشور سقوط می‌کند. در این حالت نیز مکان سقوط بوستر و دیگر قطعاتی که از موشک جدا می‌شود ازقبل کاملا مشخص است و سازمان‌های فضایی براساس پروتکل‌های امنیت محدوده (Range Safety) پیش از پرتاب به ساکنان نزدیک به این نواحی هشدار می‌دهند.
به‌عنوان نمونه، بوسترهای سایوز پس از پرتاب، درفاصله‌ی ۳۴۸ کیلومتری پایگاه فضایی بایکونور در داخل خاک قزاقستان سقوط می‌کنند. همچنین دماغه‌ی محافظ موشک و مرحله‌ی دوم آن نیز به‌ترتیب در فاصله‌ی ۵۲۷ و ۱۵۷۰ کیلومتری از محل پرتاب به زمین برخورد می‌کنند.
به‌عنوان نمونه‌ای دیگر، مرحله‌ی اول موشک‌های فالکون ۹ اسپیس ایکس معمولا در فاصله‌ای کمتر از ۱۰۰۰ کیلومتری از محل پرتاب، روی قایق‌های خودکار اسپیس ایکس که در میانه‌ی اقیانوس اطلس یا آرام (بسته به محل پرتاب) قراره گرفته‌اند، فرود می‌آیند. درتصویر زیر یکی از دورترین محل‌های فرود که در سمت راست نقشه مشخص شده، مربوط به پرتاب ماهواره‌ی Arabsat 6A است که بوستر آن در فاصله‌ی ۹۷۰ کیلومتری فرود آمد.
منبع: وب سایت زومیت، نوشته سعید توکلی
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.