از سفیر تا قله؛ تحول شگرف پرتابگرهای ایرانی

اجتماعی به گزارش باور خبر به نقل از تسنیم، در ساختار پیچیده و چندوجهی صنعت فضایی، دستیابی مستقل به فضا به‌عنوان اساس و پیش‌نیاز اصلی هرگونه فعالیت مداری شناخته می‌شود. پرتابگرها یا ماهواره‌برها، گلوگاه استراتژیک و حیاتی‌ترین حلقه از زنجیره ارزش فناوری فضایی هستند که نبود آن‌ها، تمامی دستاوردهای حوزه طراحی و ساخت ماهواره را با چالش وابستگی به بازیگران خارجی مواجه می‌سازد. در نظام ژئوپولیتیک معاصر، تسلط بر فناوری پرتابگرها تنها یک دستاورد مهندسی نیست، بلکه نمادی از استقلال راهبردی، قدرت بازدارندگی و توانمندی یک کشور در اعمال حاکمیت ملی در فراسوی جو زمین به شمار می‌آید. کشوری که قادر به تزریق مستقل محموله‌های خود به مدارهای مختلف نباشد، همواره در معرض آسیب‌پذیری ناشی از تحریم‌های فناورانه، فشارهای سیاسی و انحصارهای بین‌المللی قرار خواهد داشت.

جمهوری اسلامی ایران با درک این واقعیت ساختاری، در دو دهه گذشته سرمایه‌گذاری‌های هدفمندی را برای توسعه خانواده متنوعی از پرتابگرهای فضایی اختصاص داده است. این مسیر که با پرتابگرهای سبک و مبتنی بر سوخت مایع نظیر «سفیر» آغاز شد، اکنون به مرحله‌ای از بلوغ رسیده است که توسعه پرتابگرهای ترکیبی، تمام‌جامد و در آینده نزدیک کرایوژنیک (سرمازا) را در دستور کار دارد. با توجه به حساسیت‌های بالا و تلاقی فناوری‌های پیشرانش فضایی با دستاوردهای وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح، پیشرفت در این عرصه با دقتی موشکافانه و تحت دکترین‌های کلان ملی هدایت می‌شود.

دکترین فضایی ایران در اظهارات رئیس سازمان فضایی ایران، تحلیل محتوای نشست خبری اخیر حسن سالاریه، نشان‌دهنده یک تغییر پارادایم اساسی در برنامه فضایی ایران است. این دگردیسی، نمایانگر عبور کشور از مرحله «اثبات فناوری» (Technology Demonstration) و ورود به فاز «تثبیت عملیاتی و منظومه‌سازی» است. تثبیت پرتابگرهای میان‌رده و استراتژی تزریق چندگانه در بخش فنی سخنان سالاریه، تثبیت عملکرد پرتابگرهای «سیمرغ» و «قائم ۱۰۰» به عنوان یک دستاورد مطرح شد. مفهوم «تثبیت» در ادبیات هوافضا به معنای تکرار موفقیت‌آمیز پرتاب‌ها و رسیدن به سطح بالایی از قابلیت اطمینان (Reliability) است که اجازه می‌دهد محموله‌های گران‌قیمت و حساس دولتی یا خصوصی با ریسک پایین به فضا ارسال شوند.

سالاریه به‌عنوان یکی از مهم‌ترین برنامه‌های پیشِ‌رو در سال ۱۴۰۵، به مسئله «تزریق چندگانه» (Multi-satellite Injection) اشاره کرد. دستیابی به توانمندی رهاسازی همزمان سه یا چند ماهواره توسط یک پرتابگر در مدارهای لئو (LEO)، گلوگاه اصلی ایران برای ورود به عرصه منظومه‌سازی است. این توانمندی به طور خاص برای استقرار سریع «منظومه شهید سلیمانی» که یک منظومه باریک‌باند شامل ۲۴ ماهواره (۱۸ ماهواره اصلی و ۶ رزرو) برای ارتباطات بحران و اینترنت اشیا (IoT) است، حیاتی ارزیابی می‌شود. همچنین، استفاده از بلوک‌های انتقال مداری برای توزیع این ماهواره‌ها در زوایای میل مداری مختلف، از دیگر فناوری‌هایی است که به موازات پرتابگرها در حال توسعه است.

سالاریه تاکید کرد که نمونه‌های پیشرفته‌تر ماهواره‌بر سیمرغ، موسوم به «سیمرغ بهینه»، ظرفیت لازم برای انتقال جرم به مدارهای بالاتر و انجام این تزریق‌های چندگانه را دارا هستند. وی همچنین به پرتابگر «ققنوس» به عنوان یکی از پروژه‌های در دست اقدام اشاره کرد که قرار است عملیاتی شده و ظرفیت‌های پرتابی کشور را به شکل معناداری افزایش دهد.

اقتصاد دیجیتال و پیوند آن با داده‌های فضاپایه توسعه پرتابگرها صرفاً یک هدف انتزاعی نیست، بلکه ابزاری برای تحقق اقتصاد دیجیتال است. نسبت خروجی و اثرگذاری اقتصادی در صنعت فضایی نسبت به سرمایه‌گذاری اولیه، رقمی بین ۱۰ تا ۳۰ برابر است. هنگامی که یک پرتابگر بتواند ماهواره‌های سنجشی با دقت بالا نظیر «کوثر» و «پایا» را در مدار قرار دهد، داده‌های حاصل از آن‌ها می‌تواند ارزش افزوده‌ای نجومی در حوزه‌هایی چون مدیریت حق‌آبه‌های فرامرزی، پیش‌بینی آفات کشاورزی (مانند هجوم ملخ‌ها)، پایش سطح زیر کشت برای سیاست‌گذاری صادرات و واردات گندم و همچنین اکتشافات معادن از طریق سنجنده‌های هایپراسپکترال ایجاد کند. این زنجیره ارزش نشان می‌دهد که توجیه اقتصادی توسعه پرتابگرهای بومی، در صرفه‌جویی‌های کلان ناشی از بهره‌وری منابع ملی نهفته است.

دکترین «زون۵» و تغییر ریل فضایی در راهبرد ملی نگاه حاکمیتی و دفاعی به مسئله فضا، در راهبردهای کلان صنعت دفاعی کشور بازتابی عمیق و استراتژیک دارد. در دکترین نظامی و فضایی نوین ایران، فضا دیگر صرفاً یک محیط علمی نیست، بلکه صحنه جدید اعمال حاکمیت، رقابت‌های ژئوپلیتیک و شکل‌گیری هژمونی‌های آینده محسوب می‌شود. در این چارچوب، با استفاده از تمثیل‌های تخصصی هوانوردی، اصطلاح «پس‌سوز» (Afterburner) یا «زون۵» (Zone5) برای توصیف سرعت مورد نیاز در پیشرفت فضایی کشور به کار گرفته شده است. در موتورهای جت، استفاده از پس‌سوز زمانی رخ می‌دهد که خلبان نیازمند حداکثر قدرت و سرعت لحظه‌ای برای غلبه بر شرایط بحرانی یا درگیری است. سرعت تحولات فناوری فضایی در سطح جهانی به حدی بالا رفته است که حرکت با «سرعت عادی» منجر به عقب‌ماندگی جبران‌ناپذیر و از دست رفتن فرصت‌های حاکمیتی خواهد شد.

مدار زمین‌آهنگ (GEO) به‌مثابه خاکریز استراتژیک یکی از دغدغه‌های اصلی مطرح‌شده در این راهبرد، ضرورت حیاتی حضور در مدار زمین‌آهنگ (GEO) در ارتفاع ۳۶ هزار کیلومتری است. قوانین اتحادیه بین‌المللی مخابرات (ITU) در زمینه تخصیص نقاط مداری به شدت رقابتی و مبتنی بر اصل بهره‌برداری است. در صورتی که کشوری نتواند در زمان مقرر ماهواره‌ای را در نقطه تخصیص یافته خود مستقر سازد، حق امتیاز آن نقطه را از دست خواهد داد. از این رو، تاکید بر تسریع در ساخت پرتابگرهای فوق سنگین مانند «سریر» و بلوک‌های انتقال مداری توانمند، مستقیماً معطوف به دفاع از این حقوق مداری است.

پرتابگرهای هواپایه (Air-Launch) و انعطاف‌پذیری تاکتیکی علاوه بر پرتابگرهای متعارف زمین‌پا، تغییر ریل به سمت «پرتابگرهای هواپایه» به عنوان یک اولویت راهبردی دنبال می‌شود. پرتابگرهای هواپایه که توسط هواپیماهای حامل به لایه‌های رقیق جو منتقل شده و از آنجا شلیک می‌شوند، مزایای ژئوپلیتیک و فنی بی‌نظیری دارند. این سیستم‌ها نیازی به پایگاه‌های پرتاب ثابت و آسیب‌پذیر (نظیر آنچه در چابهار یا سمنان وجود دارد) ندارند، می‌توانند در هر شرایط آب‌وهوایی عملیات انجام دهند و مهم‌تر از همه، قادرند با پرواز به عرض‌های جغرافیایی مختلف، ماهواره‌ها را در زوایای میل مداری (Inclination) بسیار متنوعی تزریق کنند که برای استقرار منظومه‌های ماهواره‌ای یک ضرورت انکارناپذیر است.

هم‌افزایی ساختاری: نقش وزارت دفاع، نیروی هوافضا و گروه صاایران زیست‌بوم فضایی ایران بر مبنای یک شبکه درهم‌تنیده از نهادهای حاکمیتی، نظامی، دانشگاهی و خصوصی بنا شده است. در این ساختار، سازمان صنایع هوافضای وزارت دفاع و نیروی هوافضای سپاه پاسداران، دو بازوی اصلی و مکمل در توسعه پرتابگرها محسوب می‌شوند. رویکرد این دو نهاد، اگرچه در ظاهر دارای شباهت‌هایی است، اما از دو فلسفه طراحی و نیازسنجی متفاوت نشات می‌گیرد که در نهایت منجر به خلق یک سبد محصول جامع برای کشور شده است. در حلقه اتصال میان پرتابگرها و ماهواره‌ها، «گروه فضایی شرکت صنایع الکترونیک وزارت دفاع (صاایران)» نقشی حیاتی ایفا می‌کند.

بر اساس اظهارات مقامات، صاایران از مرحله انتقال فناوری در پروژه‌هایی مانند ماهواره «سینا-۱» (با همکاری روسیه در سال ۱۳۸۴) عبور کرده و اکنون از قطب‌های اصلی صنعتی‌سازی سامانه‌های فضایی به شمار می‌رود. صاایران تولید و طراحی ماهواره‌های پرافتخاری چون امید، رصد، فجر، طلوع، پایا، کیهان ۲، هاتف ۱ و اخیراً «چمران-۱» را در کارنامه دارد. این نهاد با تکیه بر بیش از ۱۳۰۰ شرکت دانش‌بنیان و ۷۰۰۰ شرکت خصوصی که با وزارت دفاع در ارتباط هستند، زنجیره تامین قطعات و زیرسامانه‌های فضایی را بومی‌سازی کرده است.

کالبدشکافی و تحلیل فنی نسل‌های پرتابگرهای فضایی ایران برای درک دقیق از مسیر رشد صنعت فضایی، بررسی تحلیلی مشخصات، تاریخچه و ماموریت‌های خانواده‌های مختلف پرتابگرهای ایرانی امری ضروری است. این پرتابگرها را می‌توان بر اساس نوع پیشرانش به سه دسته اصلی سوخت مایع، سوخت جامد/ترکیبی و کرایوژنیک تقسیم‌بندی کرد.

۱. خانواده پیش‌رانش مایع: از سفیر تا سیمرغ بهینه و ققنوس موتورهای سوخت مایع به دلیل بهره‌مندی از پمپ‌های توربینی پیچیده، امکان کنترل دقیق نیروی رانش (تراست) و از همه مهم‌تر قابلیت خاموش و روشن شدن مکرر در فضا، برای مراحل بالایی پرتابگرها و تزریق دقیق مداری بسیار ایده‌آل هستند. با این حال، فرایند آماده‌سازی آن‌ها زمان‌بر بوده و نیازمند زیرساخت‌های وسیع روی سکوی پرتاب است. ماهواره‌بر سفیر «سفیر-۱» به عنوان نخستین پرتابگر فضایی ایران، در ۱۴ بهمن ۱۳۸۷ ماهواره امید را با موفقیت در مدار قرار داد و ایران را به نهمین کشور دارای توانمندی پرتاب ماهواره در جهان تبدیل کرد. مشخصات سفیر این‌گونه تشریح شده است: پرتابگری دو مرحله‌ای با تراست برخاست حدود ۳۲ تن، قطر ۱.۲۵ متر و ظرفیت حمل محموله‌ای به وزن ۵۰ کیلوگرم به مدارهای پایین (LEO). این پرتابگر که موتورهای آن برگرفته از فناوری موشک‌های بالستیک میان‌برد بود، در حال حاضر بازنشسته شده و ماموریت‌های آن به نسل‌های جدیدتر واگذار شده است.

ماهواره‌بر سیمرغ سیمرغ، نماد گذار راهبردی ایران از پرتابگرهای سبک به کلاس متوسط است. توسعه این سامانه از اواسط دهه ۹۰ خرداد آغاز شد و با هدف قرار دادن ماهواره‌های سنگین‌تر در مدارهای بالاتر طراحی شد. از منظر مشخصات فنی، سیمرغ پرتابگری است با ارتفاع ۲۷ متر، قطر ۲.۵ متر و وزن برخاست ۸۷ تن. مرحله اول این ماهواره‌بر از کلاستر (خوشه) ۴ موتور بهینه‌شده استفاده می‌کند که تراست برخاستی معادل ۱۳۰۰ کیلونیوتن (حدود ۱۴۲ تن) را فراهم می‌آورد. سوخت مورد استفاده در این پرتابگر ترکیبی از دی‌متیل‌هیدرازین نامتقارن (UDMH) و اسید نیتریک دودکننده قرمز (IRFNA) است. فرآیند توسعه سیمرغ با چالش‌های فنی متعددی در زمینه رسیدن به سرعت‌های مداری مواجه بود. برای تزریق موفق ماهواره در مدار LEO، پرتابگر باید به سرعت نهایی ۷۶۰۰ تا ۷۸۰۰ متر بر ثانیه دست یابد. در آزمایش‌های اولیه، سیمرغ موفق به ثبت سرعت‌های ۶۸۰۰ و ۷۳۰۰ متر بر ثانیه شد، اما به دلیل فقدان امکانات کامل شبیه‌سازی شرایط خلأ در آزمایشگاه‌های زمینی، عدم قطعیت‌هایی در رفتار موتور مرحله نهایی وجود داشت که منجر به عدم تزریق محموله می‌شد. با وجود این، پس از اعمال اصلاحات مهندسی گسترده، سیمرغ در بهمن ۱۴۰۲ با پرتاب همزمان سه ماهواره «مهدا» (ساخت پژوهشگاه فضایی)، «کیهان ۲» و «هاتف ۱» (ساخت صاایران) به مدار، عملیاتی بودن خود را اثبات کرد. در برنامه‌های آتی، نسخه ارتقا یافته تحت عنوان «سیمرغ بهینه» قادر خواهد بود تا ۵۰۰ کیلوگرم محموله را در مدار ۵۰۰ کیلومتری قرار دهد.

۲. انقلاب پیش‌رانش جامد و رویکرد تاکتیکی: خانواده ذوالجناح و قائم دستیابی به فناوری ریخته‌گری یکپارچه موتورهای سوخت جامد غول‌پیکر، یکی از پیچیده‌ترین و در عین حال خطرناک‌ترین فرآیندهای مهندسی هوافضا است. با این حال، موتورهای سوخت جامد به دلیل سادگی مکانیکی (عدم نیاز به پمپ‌ها و لوله‌کشی‌های پیچیده)، پایداری بالای سوخت برای نگهداری طولانی‌مدت، و قابلیت واکنش سریع، مزایای بی‌نظیری در توسعه پرتابگرها دارند. ماهواره‌بر ترکیبی ذوالجناح ذوالجناح به عنوان دومین ماهواره‌بر سه مرحله‌ای ایران، نقطه عطفی در معماری پرتابگرهای وزارت دفاع محسوب می‌شود. این سامانه از دو مرحله پیشرانش سوخت جامد و یک مرحله پیشرانش سوخت مایع بهره می‌برد. برجسته‌ترین ویژگی ذوالجناح، موتور مرحله اول و دوم آن است که با قطر ۱.۵ متر، قادر به تولید ۷۴ تا ۷۵ تن نیروی پیشرانش است.