آژانس خبری Tasnim فضا و گروه نجوم ، علی آسغار اسولی ؛ با توسعه صنعت فضایی جهان ، دسترسی به مدار Geosyncron به عنوان نقطه عطفی در فناوری فضا شناخته می شود ، زیرا جغرافیایی حدود ۷۸۶ کیلومتر در حدود ۳۵ ـ ۷۸۶ کیلومتر تنها مدارهایی است که ماهواره می تواند از یک نقطه از زمین ثابت بماند.
این ویژگی اصلی منجر به تقریباً تمام ارتباطات و ماهواره های تلویزیونی ، ایستگاه های مشاهده اقلیمی و حتی ماهواره ها برای هشدارهای سریع شده است. دستیابی به این مدار نیاز به فن آوری های پیشرفته انتقال مداری و موتورهای قدرتمند دارد که در این گزارش جزئیات را نشان می دهد.
پرتاب موفقیت آمیز ماهواره Nahid 2 ، ۲ ، محصول آژانس فضایی ایران ، توسط پرتابگر سویز روسیه و مدار پایین آن (LEO) ، بار دیگر مسئله Geosconker Orbit (GEO) و موقعیت حیاتی آن را در صنعت ماهواره ای کشور مطرح کرده است. این پرتاب نه تنها نتیجه همکاری های بین المللی است ، بلکه نقطه شروع ماهواره های ایرانی برای ورود به حوزه ارتباطات پیشرفته و حضور GEO است.
چرا مدار Geoscron از اهمیت ویژه ای برخوردار است؟
مدار مدار جغرافیایی Geo -Geoostationary یک مدار در ارتفاع تقریبی ۷۸۶ کیلومتر ۳۵ کیلومتر است ، جایی که یک ماهواره به طور مداوم در یک نقطه ثابت از استوا قرار می گیرد. اهمیت استراتژیک این مدار در صنعت فضایی ریشه در خصوصیات منحصر به فرد آن دارد:
- پوشش دائمی و گسترده: ماهواره ای در مدار Geo ، بدون حرکت زمین ، می تواند یک منطقه بزرگ را ۲۴ ساعت شبانه روز بپوشاند. این ویژگی برای ارتباطات از راه دور ، تلویزیون و اینترنت ماهواره ای بسیار مهم است.
- پایداری پیوند ارتباطی: بر خلاف مدارهای کم (LEO/MEO) که ماهواره ها به طور مداوم در مدار حرکت می کنند و به چندین پایه حمل و نقل/دریافت نیاز دارند ، یک ظرف ثابت همیشه می تواند با ماهواره در تماس باشد.
- حجم ارتباطی بزرگتر: به لطف ثبات ، پایانه های بسیار بیشتری را می توان به ماهواره همزمان وصل کرد. تمام شبکه های ارتباطات تلویزیونی سنتی و اینترنت جهان (VSAT ، Inmart ، Uttels ، Hotbird و غیره) به Geo اعتماد می کنند.
به همین دلیل ، قرار دادن ماهواره های ارتباطات از راه دور ایران در GEO برای ورود ایران به کلوپ های شبکه های ارتباطات ماهواره ای مستقل و یکی از الزامات استراتژیک صنعت فضایی کشور ضروری است.
زهره ۲ ؛ از پرتاب توسط سایوز به تحقق ارتباطات GEO
ماهواره زهره ۲ ، که اخیراً به مدار پایین زمین (۵۰۰ کیلومتر ارتفاع) با یک پرتاب سوزی روسی تزریق شده است ، پیش آزمون برای تست فن آوری های ارتباطات بومی و ارتباطات از راه دور است. این پرتاب نشان می دهد که طراحی ماهواره ای و فناوری تولید ماهواره در ایران بومی سازی شده است ، اما مرحله بعدی و حیاتی این است که یک ماهواره ارتباطات از راه دور به GEO -orb و عملیاتی شدن آن برای ارائه خدمات پایدار و مستقل ارائه شود.
پرتاب Soyuz یک ماهواره را با استانداردهای ماهواره ای کلاس جهان فعال کرد تا از تست کمتری استفاده کند. اما در مرحله بعدی ، ماهواره های نسل بعدی باید به ارتفاعات بالاتر و مدارهای GEO منتقل شوند. چالشی که نیاز به فن آوری های ویژه دارد.
فناوری ماهواره ای به جبهه GEO
روند انتقال ماهواره از LEO به GEO به طیف وسیعی از فن آوری های پیشرفته و پیشرفته در فضانوردان که به طور خلاصه به آن اشاره شده است ، نیاز دارد:
۱. پرتاب اولیه (توسط پرتاب چند مرحله ای):
این ماهواره برای اولین بار توسط یک پرتاب چند مرحله ای (مانند Soyuz ، Arian ، Falcon 9 ، Long March) یا مدار انتقالی اولیه قرار می گیرد.
۲. بلوک انتقال مداری یا مرحله فوقانی:
فناوری اصلی انتقال ماهواره به GEO استفاده از بلوک انتقال مداری است. بعد از اینکه ماهواره در مدار پایین قرار دارد ، بلوک ماهواره را به مدار بیضوی ژئو -ترانسیسی به نام GTO (مدار انتقال ژئوستانتری) منتقل می کند. سپس ، در اوج GTO ، معمولاً موتور دیگری که بر روی ماهواره نصب شده است یا به عنوان یک مرحله جداشونده ، دور مدار را دور می کند و ماهواره را به درون جغرافیایی تثبیت می کند.
این فرایند عمدتاً از چند طریق انجام می شود:
الف) بلوک های انتقال برای پرتاب:
“بلوک های انتقال ویژه” در واقع به آن بلوک ها (مراحل فوقانی یا مراحل فوقانی/وسیله نقلیه انتقال مداری) اشاره دارد که به طور خاص به عنوان بخشی از پرتاب (موشک اصلی) طراحی و ساخته شده اند. این بلوک ها پس از مراحل اصلی پرتاب فعال می شوند و وظیفه دارند از مدار پایین به مدار جغرافیایی (GTO) یا GEO خود به ماهواره برسند.
نمونه های جهان:
Blok-DM ، Briz-M (روسیه): پروتون و سویز برای تحویل ماهواره های سنگین به Geo راه اندازی می شوند.
Centaur (ایالات متحده): در اطلس و پرتاب ولکان (سوخت اکسیژن مایع و هیدروژن مایع) استفاده می شود.
Fregat (اروپا/روسیه): مرحله نهایی به طور کلی برای راه اندازی ماهواره های متوسط به GEO و بالاتر است.
Ariane Upper Stage (اروپا): مدل های ESC-A و ESC-B در موشک آریایی.
Long March Upper Stage (چین): مدل YF-75D و مشتقات آن برای انتقال به GEO.
مرحله فوقانی کرایوژنیک (هند): موتور CUS هند (GSLV) برای حمل و نقل GEO.
ب) بلوک های مستقل یا موتورهای انتقال (موتور لگد Apogee):
برخی از ماهواره ها پیشرانه خود را دارند که پس از تزریق به مدار GTO ، احتراق داخلی GEO Circuit (مانند پروانه های جامد یا نمونه های اخیراً اتحادیه) را ادغام می کنند.
Apogee Kick Motor (AKM) یا یک موتور مانور اوج ، یک موتور مستقل است که به طور مستقیم به خود ماهواره وصل می شود و معمولاً بخشی از طراحی خود ماهواره است.
پس از پرتاب ماهواره توسط موشک و معمولاً وارد مدار انتقالی Geo (GTO) ، ماهواره از پرتابگر جدا می شود. سپس ، در اوج مدار GTO ، موتور فعال می شود و با افزایش سرعت ، مدار ماهواره ای را از حالت بیضوی به حالت دایره ای حذف می کند (مدار GEO/GEO). این عمل معمولاً یک بار با زمان دقیق انجام می شود تا ماهواره را در ارتفاع ثابت قرار دهد.
این نوع موتور اغلب یک ماده شیمیایی نسبتاً قدرتمند (سوخت جامد یا مایع) است و از نمونه های معروف آن برای ارتباط از راه دور و اندازه گیری ماهواره ها استفاده می شود. از طرف دیگر ، نیازی به اضافه کردن یک بلوک انتقال ویژه به انتهای پرتاب وجود ندارد ، اما ماهواره با موتور اوج خود عمل می کند. تولید کنندگان همچنین بسته به این مأموریت می توانند قله مناسب را روی ماهواره نصب کنند.
نمونه های واقعی:
- R-4D (شرکت Aerojet Rocketdyne ، آمریکا): یکی از رایج ترین موتورهای اوج با سوخت مایع
- S400 و S500 (آریاناگروه آلمانی): برای ماهواره های اروپایی استفاده می شود
- Leros-1B (Moog ، Ampac سابق): برای بسیاری از ارتباطات جهانی و ماهواره های نظامی
- PS4 هندی یا موتورهای یوس و شمس (ایران در مرحله مطالعه)
ج) فناوری پیشرانه برقی:
پیشرانه الکتریکی (EP) یا “Hall Thuster” یکی از پیشرفته ترین روش های انتقال ماهواره ها به مدار Geo و همچنین حفظ و کنترل موقعیت آنها است.
بر خلاف موتورهای شیمیایی که سوخت را به احتراق تبدیل می کنند ، پروانه الکتریکی گاز مخصوص (معمولاً زنون) را با برق (به عنوان مثال ، از پانل های خورشیدی ماهواره ای) تبدیل می کند و با سرعت بسیار بالایی بیرون می رود.
پس از جدا شدن از پرتابگر ، ماهواره به جای استفاده از موتور ارتفاع شیمیایی (که سنگین و مصرف می شود) مدار خود را از GTO به GEO تغییر می دهد. این روند ممکن است چندین هفته یا حتی ماه ها طول بکشد ، اما حجم سوخت مورد نیاز و وزن کل ماهواره بسیار کمتر است.
نمونه های صنعتی و فن آوری های جهانی:
- Inmarsat GX5 و Eutelsat 172b (اروپا) از پیشران یونی برای مرحله نهایی استفاده می کنند.
- Boeing 702SS (ایالات متحده) اولین نسل اول نسل ماهواره های GEO بود.
- ماهواره های مدرن از راه دور ژاپن ، هند ، چین و روسیه نیز به این فناوری مجهز هستند.
پیشرانه الکتریکی یک تغییر اساسی در انتقال به GEO است. اگرچه به آرامی ، وزن ، هزینه و نیاز به سوخت را تا حد زیادی کاهش می دهد و آینده انتقال ماهواره ها به مدار Geo آنها را تشکیل می دهد.
د) TUGS فضایی/OTV: TUGS فضایی/OTV)
در نسل جدید خدمات فضایی ، شرکت هایی مانند Northrop Grumman (با MEV) و Faceflight ، بلوک های انتقال مداری چند منظوره را قادر به انتقال یا خدمت به ماهواره ها می کنند.
“Tugs Space” سیستمهایی هستند که مانند برج های مکانی عمل می کنند. یعنی آنها می توانند یک یا چند ماهواره را پس از رهاسازی در مدار پایین (LEO یا GTO) بکشند و به مدار هدف منتقل شوند (معمولاً GEO یا حتی مدارهای بالاتر). برخی از مدل ها همچنین می توانند مانورهای ثانویه ، تزریق سوخت ، ترمیم یا حتی بازیابی و حذف ماهواره های منسوخ را انجام دهند.
بلوک انتقال مداری ایران و سامان
با توجه به پیشرفت صنعت فضایی ، ایران نیز عملاً جرگه کشورهایی بوده است که توانایی توسعه فناوری انتقال ماهواره ای را از لئو به GEO در سالهای اخیر با ساخت و آزمایش “بلوک انتقال ارگانیک” دارند. بلوک این موتور بلوک و موفقیت آن در آزمایشات اولیه پرواز ، راه را برای بهره برداری از اولین ارتباطات ایران یا اندازه گیری ماهواره ها به مدار GEO هموار می کند.
این بلوک از موتورهای سوخت مایع پیشرفته و سیستم های کنترل بومی استفاده می کند و در آینده ایران را قادر می سازد تا با ترکیب راه اندازی های ملی به مأموریت های مستقل GEO برود.
Nahid 2 توسط Soyuz بهانه ای برای تأکید بر ضرورت و اهمیت فناوری GEO در صنعت ارتباطات و سازمان ارتباطات کشور است. Circuit Geo تنها راه ارائه خدمات ۲۴ ساعته از راه دور است و هنوز هم از نظر توانایی های فنی ، اقتصادی و استراتژیک در مسیر اقتدار فضایی ، یک نکته ایده آل برای ایران خواهد بود.
توسعه بلوک سامان ، پرتاب های قوی تر و همراهی با استانداردهای جهان ، افق امید را برای تأسیس ماهواره های ایران در مدار Geosenconcent ترویج می کند و موقعیت ایران را در باشگاه فضایی جهانی ترویج می کند.
پایان پیام/
منبع:تسنیم
