همان طور که تجربه های موفق جهانی همچون کارنامه شرکت فضایی اسپیس-ایکس نشان می دهد بهینه سازی سامانهای که توانمندی آن در عمل به اثبات رسیده و همچنین استفاده از فناوری های موجود در آن برای ساخت نمونههای دیگر، گامی منطقی و بسیار صرفه جویانه در جهت توسعه صنعت مورد نظر است.
شرکت فضایی اسپیس-ایکس به عنوان یک شرکت خصوصی، تنها در کمتر از ۱۰ سال، موفق شده به رقیب جدی برای شرکتهای باسابقه چند ده سال در عرصه پرتاب ماهواره تبدیل شود. این شرکت بر اساس ماهوارهبر «فالکون» خود، چندین مدل با توانمندیهای بسیار متفاوت را توسعه داده و از نظر قیمت تمام شده نیز فضای رقابت را سختتر کرده به طوری که موفق به دریافت سفارش پرتاب محمولههای فضایی از سازمان فضایی آمریکا، ناسا نیز شده است.
دانشمندان صنعت فضایی ایران نیز این رویکرد هوشمندانه و صرفهجویانه را در دستور کار قرار داده و ضمن بهینهسازی نمونه های موجود، اقدام به طراحی ماهواره برهای بزرگتر و سنگین تر برای رسیدن به ارتفاعات بسیار بالاتر با استفاده از بخشهای نمونههای موجود کرده اند. اولین محصول معرفی شده حاصل این روش، ماهوارهبر سیمرغ بود که نمونه مقیاس واقعی آن در ۱۴ بهمن ماه سال ۱۳۸۸ برای اولین بار رونمایی شد و قرار شد ماهواره هایی چون طلوع، ظفر، مصباح و آتست با آن، راهی ماموریت شوند.
ماهوارهبر دو مرحلهای سیمرغ
سیمرغ، ماهواره بری دو مرحلهای است که در راستای دستیابی به بخشی از اهداف برنامه فضایی ایران طراحی و ساخته شده است و با بهرهگیری از پیشران سوخت مایع میتواند ماهواره هایی در رده جرمی سنگین تر نسبت به موشک سفیر را در مدار حدود ۵۰۰ کیلومتری و زاویه میل مداری ۵۵ درجه قرار دهد و همچنین قادر به تزریق ماهواره هایی با جرم چند صد کیلوگرم در مدارهای نزدیک به زمین (LEO) است.
آنطور که در زمان رونمایی و سالهای اولیه پس از آن توسط مسئولان و کارشناسان کشورمان اعلام شده، این موشک دارای طول کلی ۲۵.۹ متر است که ۱۷.۸ آن مربوط به مرحله اول و ۸.۱ متر آن نیز متعلق به مرحله دوم آن است. قطر مرحله اول این موشک برابر ۲.۴ متر و قطر مرحله دوم آن برابر ۱.۵ متر است. همچنین در زمان رونمایی رانش مرحله اول ۱۴۲ و مرحله دوم نیز ۷.۲ تن-نیرو اعلام شد.
دو ماهواره بر سفیر-۱ و سیمرغ(سفیر-۲)
به گزارش مشرق، این ماهوارهبر در واقع گام نخست ایران برای انتقال ماهوارهها در مدار برگشت ناپذیر بیش از ۱۰۰۰ کیلومتری از سطح زمین است که علاوه بر تأمین عمرهای بسیار بالاتر برای ماهوارهها، زمان پوشش دهی بر کشور را نیز به نحو چشمگیری میافزاید. با توجه به تغییرات بسیار زیاد سیمرغ نسبت به سفیر، فناوریهای مورد نیاز برای رسیدن به یک ماهواره بر جدید یعنی طراحی، ساخت، آزمایش، شبیهسازی، ایمنی، دقت و صحت عملکرد مراحل و تمام زیرسامانه(هدایت، کنترل، ناوبری، مخابراتی، تزریق ماهواره، موتورها، پمپ ها، حسگرها، رایانه ها و ...) دوباره دست به دست هم دادند تا این محصول به تولید برسد.
این فناوریها توسط بخشها و صنایع مختلف نظیر طراحی و تحقیقات، موتور، سوخت، هدایت و کنترل، ساخت حسگر، سازه و تجهیزات پرتاب به کار گرفته شدند و در نهایت انواع آزمایش های لازم نظیر استاتیک، خواص جرم، مودال، تلاطم سوخت، ارتعاشات، شوک، حرارت سازه و جدایش روی بخشهای مربوطه در موشک به انجام رسید. پس از اجرای دقیق هر یک از این آزمایشها و بررسی و تحلیل موشکافانه دادههای ثبت شده، تیمهای طراحی در صورت نیاز مجدداً اقدام به بازبینی بخشهای مربوطه و تجدید طرح و ساخت نمونه جدید و اجرای مجدد آزمایشها می کنند و تنها پس از تأیید شدن نهایی تمام بخشها ماهوارهبر برای اجرای آزمایش عملیاتی مهیا میشود.
پس از این مراحل بوده که ماهوارهبر سیمرغ به امکان رسیدن به سرعتی برابر با ۷۵۰۰ متر در ثانیه (بر اساس اطلاعات اولیه اعلامی) دست یافته و پایه مناسبی برای رسیدن به سرعت فرار از جاذبه زمین است که برابر ۱۱.۲ کیلومتر در ثانیه بوده و بنا بر این توان انتقال ماهواره به مدارهای بالاتر و غیر قابل برگشت در فضا را دارد. محاسبات نشان میدهد که فقط نزدیک به ۱۴۴ تن نیروی رانش برای قرار دادن یک ماهواره ۱۰۰ کیلوگرمی در ارتفاع ۵۰۰ کیلومتری مورد نیاز است.
موتور سوخت مایع مرحله اول سیمرغ که ظاهرا از ترکیب ۴ موتور مرحله اول موشک سفیر حاصل شده
از این رو برای رسیدن به این مقدار رانش، ۴ موتور بهینه شده مورد استفاده در مرحله اول سفیر، که هرکدام از آنها رانشی تقریباً به اندازه ۳۲ تن-نیرو دارند، کلاستر شده اند یعنی برای رسیدن به قدرتهای بالاتر کنار هم قرار گرفتهاند و در مجموع حدود ۱۲۸ تن-نیرو را ارائه میدهند. سیمرغ ۸۷ تنی (طبق گفته مسئولان دولت سابق) باید بتواند در هنگام پرواز زاویه مناسب را بگیرد برای این منظور ۴ موتور یا به عبارت دقیقتر محفظه کنترلی دیگر نیز در مرحله اول سیمرغ حضور خواهند داشت که نزدیک به ۱۵ تن-نیرو ایجاد می کند و با اضافه شدن این میزان به توان موتورهای اصلی نیروی لازم برای رسیدن به مدار ۵۰۰ کیلومتری فراهم می شود.
بدین ترتیب با استفاده از پیشرانی که قبلا بدرستی کار کرده، یکی از اصلی ترین بخش های ماهواره بر سیمرغ، آماده میگردد. البته، موتور مرحله اول سیمرغ به گونهای طراحی شده است که بتواند تمام اعضای خانواده سیمرغ را تأمین کند یعنی تمام اعضای این خانواده که قرار است در سالهای آینده ماهوارههای سنگینتری را در مدار قرار دهند با همین موتور کار خواهند کرد.
طبیعی است امکان استفاده از نمونههای جدید موتورهای سفیر با رانش ۳۷ تن-نیرو هم در ماهواره بر سیمرغ وجود دارد که شاید از دلایل تأخیر اولین پرتاب این موشک نسبت به زمانهای اعلام شده نیز همین باشد. به گفته برخی مسئولان سابق حوزه فضایی، نسل بعدی ماهواره بر سیمرغ یعنی «سپهر» در آینده، به توان انتقال ماهوارههایی با جرم ۷۰۰ کیلوگرم به مدار ۱۰۰۰ کیلومتری دست خواهد یافت.
با توجه به الزامات پرتاب یک موشک ماهوارهبر بزرگ، نیاز به ساخت این پایگاه و سکوی پرتاب جدید ضرورتی انکار ناپذیر محسوب می شد زیرا سکوی پرتاب ماهواره بر سفیر که بر مبنای پرتابگرهای متحرک توسعه یافته بود امکان استفاده برای موشکی به بزرگی سیمرغ را نداشت.
امروزه حتی کشورهایی که سابقه آنها در صنعت فضایی از کل عمر انقلاب اسلامی نیز بیشتر است مانند هند و روسیه چه در کاربری ماهواره برهای فعلی خود و چه در توسعه نمونههای جدید با چالش ها بزرگ و حتی شکستهای فضایی سنگین و پرهزینه رو به رو میشوند بنا بر این در هر مقطعی از برنامه فضایی کشور خصوصا در گذار از ماهواره برهای فعلی به نمونههای بزرگ مانند سیمرغ باید انتظار بروز شکست و البته شجاعت پذیرفتن و اعلام آن را داشت؛ هرچند که خوشبختانه اولین تست با موفقیت تمام انجام شد.
مشخص است که بهرهگیری از تجارب فضایی کشورهای دیگر به طور مستقیم ممکن نیست اما میتوان با در نظر داشتن علل و عوامل اعلام شده از سوی آنها در این مسیر با خطای و شکست های کمتر به پیشرفت رسید و در عین حال، از جهش تقریبا ۵ برابری قدرت پرتاب ماهواره های ایران با تست موفق سیمرغ و پایگاه پرتاب آن، بر خود بالید.