چهار گذر روزانه سه مسافر فضایی ایرانی از فراز کشور؛ آغاز مرحله آزمون‌های مداری

ایسنا/بررسی داده‌های دریافتی از ایستگاه‌های زمینی کشور نشان می‌دهد ۳ماهواره ایرانی «ظفر۲»، «پایا» و «کوثر» با موفقیت در مدار خورشیدآهنگ در ارتفاع حدود ۵۰۰ کیلومتری زمین مستقر شدند و مراحل اولیه آزمون‌های مداری، شامل دریافت سیگنال، پایش زیرسامانه‌ها و تثبیت پارامترهای مداری، طبق برنامه در حال انجام است و این مأموریت یکی از مهمترین گام‌های عملیاتی صنعت فضایی ایران در سال جاری به شمار می‌رود.

یکشنبه ۷ دی ۱۴۰۴ (۲۸ دسامبر ۲۰۲۵)، جمهوری اسلامی ایران یکی از بزرگترین و مهمترین مأموریت‌های فضایی خود را رقم زد و همزمان سه ماهواره ایرانی از پایگاه فضایی وستوچنی در روسیه با استفاده از ماهواره‌بر روسی سایوز به فضا پرتاب کرد. این پرتاب در پایگاه فضایی وستوچنی در دورترین نقطه شرقی روسیه انجام شد.

ماهواره بر سایوز به عنوان یکی از پیشرفته‌ترین سایت‌های پرتاب روسیه مامور پرتاب سه ماهواره «طفر۲»، «کوثر» و «پایا» ایرانی شد. سایوز که یکی از قابل‌ اعتمادترین و شناخته‌ شده‌ترین راکت‌های جهان است، این بار برای انتقال چند ماهواره همزمان به مدار نزدیک زمین (LEO) به کار گرفته می‌شود.

طبق برنامه‌ریزی‌ها، این ماهواره‌ها در ارتفاع حدود ۵۰۰ کیلومتر از سطح زمین قرار گرفتند؛ مداری که برای سنجش از دور، تصویربرداری زمینی و داده‌های کاربردی مناسب است و در عین حال امکان ارتباط و انتقال داده‌های سریع با ایستگاه‌های زمینی را فراهم می‌کند.

ماهواره‌بر سایوز با جرم پرتابی حدود ۳۰۰ تن، یکی از قدیمی‌ترین و در عین حال قابل‌اعتمادترین پرتابگرهای فعال جهان به شمار می‌رود و تاکنون صدها مأموریت موفق فضایی را در کارنامه خود ثبت کرده است.

پرتاب ۷ دی این غول ۳۰۰ تنی، سومین مأموریتی است که ماهواره‌های ایرانی با استفاده از ماهواره‌بر سایوز به فضا ارسال می‌شوند و به این ترتیب، برای سومین بار از ظرفیت این پرتابگر سنگین برای پرتاب ماهواره‌های کشور بهره گرفته شده است.

سایوز یک ماهواره‌بر سه‌مرحله‌ای است؛ مرحله نخست آن از چهار بوستر جانبی تشکیل شده که در زمان پرتاب، نیروی رانش اولیه را تأمین می‌کنند. پس از اتمام سوخت این بوسترها و جدایش آنها، مرحله دوم که در بخش مرکزی قرار دارد وارد مدار پروازی می‌شود. در ادامه، با روشن شدن موتور مرحله سوم، محموله به سرعت و ارتفاع مورد نظر رسیده و در نهایت فرآیند جدایش انجام می‌شود.

در بخش بالایی این ماهواره‌بر، بلوک انتقال (Upper Stage / Transfer Block) قرار دارد که وظیفه تزریق دقیق محموله‌ها به مدارهای تعیین‌شده را بر عهده دارد. در این مأموریت، نزدیک به ۵۰ ماهواره بر روی این بلوک نصب شده‌اند.

پرتابی که روز ۷ دی با ماهواره‌بر ۳۰۰ تنی سایوز انجام شد، از نوع پرتاب اشتراکی (Rideshare) بود. در این نوع پرتاب، یک یا چند ماهواره به‌عنوان محموله اصلی تعریف می‌شوند و سایر ماهواره‌ها به‌عنوان محموله‌های ثانویه یا جانبی، به‌ طور همزمان و با یک پرتابگر به فضا ارسال می‌شوند.

در این مأموریت، دو ماهواره روسی به‌عنوان محموله‌های اصلی در نظر گرفته شده‌اند و در کنار آنها، مجموعه‌ای از ماهواره‌های روسی و غیرروسی، در مجموع حدود ۴۵ تا ۴۶ ماهواره، به‌صورت اشتراکی پرتاب می‌شوند.

بر اساس فرآیند برنامه‌ریزی‌شده تزریق مداری، ابتدا محموله‌های اصلی در مدار هدف قرار می‌گیرند و سپس ماهواره‌های جانبی به‌صورت مرحله‌ای و مطابق توالی پروازی از پیش تعیین‌شده در مدارهای مورد نظر رهاسازی می‌شوند.

پس از انجام پرتاب، ماهواره‌ها بر اساس برنامه پروازی از پیش تعیین‌شده، به‌صورت مرحله‌ای و به نوبت در مدارهای هدف خود تزریق شدند و هر یک فرآیند تزریق مستقل خود را طی کردند.

بر اساس اعلام برنامه پروازی، ۱۹ دقیقه پس از پرتاب به وقت تهران، اولین ماهواره ایرانی یعنی ظفر۲ در مدار تعیین‌شده، تزریق شد. فرآیند تزریق این ماهواره حدود یک دقیقه و ۴۰ ثانیه به طول انجام گرفت.

مطابق پیش‌بینی‌های عملیاتی، اولین ارتباط مخابراتی با ماهواره بین ساعت ۲۰:۳۰ تا ۲۱:۰۰ شامگاه ۷ دی از طریق ایستگاه زمینی ماهدشت برقرار شد. پس از تزریق ماهواره نخست، ماهواره «پایا» و در ادامه ماهواره «کوثر» نیز وارد مدار شدند؛ به‌گونه‌ای که تزریق ماهواره کوثر حدود ۱۵ دقیقه پس از تزریق ماهواره قبلی انجام شد.

هم‌زمان با ورود به مراحل نهایی عملیات، شمارش معکوس پرتاب انجام شد و سه ماهواره ایرانی به‌طور همزمان به فضا پرتاب شدند. در جریان پرواز، در ثانیه ۱۱۸ مأموریت، جدایش مرحله‌ای انجام شد و مرحله اول پرتاب با موفقیت به پایان رسید.

ماهواره‌های ایرانی در چه مداری قرار گرفتند؟

هر سه ماهواره با موفقیت در مدار LEO (مدار پایین زمین) و در ارتفاعی مابین ۴۵۰ تا ۵۰۰ کیلومتری مستقر شدند. انتخاب دقیق‌تر دانشمندان فضایی، نوع خاصی از این مدار به نام مدار خورشیدآهنگ (Sun-Synchronous Orbit یا به اختصار SSO) است.

در این مدار، ماهواره به‌گونه‌ای حرکت می‌کند که همواره با زاویه‌ای ثابت نسبت به خورشید از فراز زمین عبور می‌کند. این ویژگی برای ماهواره‌های سنجشی حیاتی است؛ زیرا باعث می‌شود تصاویری که ماهواره در روزهای مختلف از یک نقطه (مثلا دریاچه ارومیه یا مزارع گندم) می‌گیرد، همیشه دارای نور و سایه یکسانی باشند. این «یک‌دستی نور» به تحلیل‌گران اجازه می‌دهد کوچکترین تغییرات عوارض زمین را بدون تداخل تغییرات نوری تشخیص دهند. برای درک بهتر ارزش مدار ۵۰۰ کیلومتری، باید آن را با دیگر «اتوبان‌های فضایی» مقایسه کرد:

۱. مدار زمین‌آهنگ (GEO): این مدار در ارتفاع بسیار بالای ۳۶ هزار کیلومتری قرار دارد. ماهواره‌ها در آنجا نسبت به زمین ثابت می‌مانند. این مدار برای پخش تلویزیونی و هواشناسی عالی است، اما به دلیل فاصله بسیار زیاد، برای تصویربرداری دقیق (جاسوسی یا کشاورزی) مناسب نیست؛ چرا که گرفتن عکس با کیفیت بالا از فاصله ۳۶ هزار کیلومتری تجهیزات بسیار سنگین و لنزهای غول‌آسایی می‌طلبد.

۲. مدار میانی (MEO): در ارتفاع حدود ۲۰ هزار کیلومتری قرار دارد و قلمرو ماهواره‌های GPS و ناوبری است. این مدار برای پوشش گسترده سیگنال‌های رادیویی طراحی شده و اولویت آن تصویربرداری نیست.

۳. مدار پایین زمین (LEO): جایی است که ایستگاه فضایی بین‌المللی و ماهواره‌های تصویربرداری حضور دارند. ارتفاع ۵۰۰ کیلومتری در این دسته، بهترین تعادل را ایجاد می‌کند: به زمین نزدیک است تا بتوان عکس‌هایی با دقت «متر» گرفت و از طرفی آنقدر دور است که غلظت جو باعث سوختن سریع ماهواره نشود.

دریافت اولین سیگنال های ۳ ماهواره ایرانی از ایستگاه فضایی کشور

سیگنال‌های سه ماهواره «ظفر ۲»، «پایا» و نمونه دوم «کوثر» در ساعت ۲۲ شامگاه ۷ دی در مرکز کنترل ماهواره ماهدشت، ایستگاه قشم و همچنین مرکز کنترل صاایران دریافت شد و دریافت هم‌زمان سیگنال‌ها از چند مرکز کنترلی، بیانگر پایداری ارتباط و صحت عملکرد سامانه‌های مخابراتی این ماهواره‌هاست.

دریافت سیگنال، نخستین گام کلیدی پس از پرتاب ماهواره‌ها به شمار می‌رود و موفقیت در این مرحله، زمینه لازم برای ادامه پایش‌های فنی، تثبیت مداری و آغاز مراحل بعدی مأموریت‌های پیش‌بینی‌شده را فراهم می‌کند.

هر سه ماهواره ایران در بازه زمانی ساعت ۱۹ تا ۲۱ به‌ترتیب در مدار قرار گرفتند و در نخستین گذر از فراز ایران، داده‌های کنترلی آنها در ایستگاه‌های زمینی دریافت شد. این داده‌ها سلامت برخی زیر سامانه‌های حیاتی از جمله تأمین توان، مخابرات، تله‌متری و تله‌کامند و بوردهای الکترونیکی واسطه را نشان می‌دهد و مبنای آغاز آزمون‌های مداری است.

در ردهای مداری صبح روز دوشنبه ۸ دی‌ماه، پارامترهای تکمیلی زیرسامانه‌ها دریافت شد و هرچند سرعت زاویه‌ای اولیه تزریق ماهواره «پایا» توسط بلوک انتقال مداری ماهواره بر (فریگات) بیش از حد معمول بود، فرآیند کاهش سرعت و پایدارسازی مداری با دقت بالا در حال انجام است. به‌روزرسانی موقعیت و سرعت مداری ماهواره‌ها (اطلاعات TLE) بر اساس داده‌های تزریق مداری و رصد زمینی برای برقراری ارتباط پایدار ادامه دارد.

هر یک از این سه ماهواره در طول ۲۴ ساعت حداکثر دو گذر در روز و دو گذر در شب از فراز ایران خواهند داشت و در هر عبور چند دقیقه امکان برقراری ارتباط، ارسال فرامین و دریافت داده‌های فنی فراهم می‌شود. این مراحل زمینه لازم برای ادامه آزمون‌های مداری و آماده‌سازی ماهواره‌ها برای بهره‌برداری عملیاتی را فراهم می‌کند.

عمر مسافران ایرانی در فضا 

عمر یک ماهواره در مدار LEO به دو عامل بستگی دارد: ارتفاع اولیه و توانایی اصلاح مدار. برای این سه ماهواره که در لایه ۵۰۰ کیلومتری تزریق می‌شوند، عمر مداری بین ۳ تا ۵ سال پیش‌بینی می‌شود.ماهواره‌ طلوع ۳ که سنگین‌تر است، به دلیل بهره‌گیری از سامانه انتقال مداری سینا-۱، توانایی بیشتری برای مقابله با افت ارتفاع تدریجی دارد. نهایتا پس از گذشت چند سال، با اتمام سوخت، گرانش زمین به تدریج بر سرعت ماهواره غلبه کرده و این سازه‌ها در بازگشتی آتشین به جو، به کار خود پایان می‌دهند.