در شرایطی که کوچکترین تحرک منطقهای به سیگنال امنیتی ترجمه میشود، تهران اعلام کرده روز یکشنبه (7 دی 1404) صنعت فضایی ایران شاهد یکی از مهمترین رویدادهای سالهای اخیر خود است. در این روز سه ماهواره بومی با مأموریتهای سنجشی و کاربردی که هر یک نماینده بخشی متفاوت از زیستبوم فضایی کشور هستند روانه فضا میشوند. ماهوارههای «ظفر-۲»، «پایا» و نمونه ارتقایافته «کوثر» پس از طی مراحل نهایی آمادهسازی، در محفظه ماهوارهبر سایوز روسیه قرار گرفتهاند و طبق برنامه، از پایگاه فضایی وستوچنی روسیه وارد مدار پایین زمین (LEO) خواهند شد.
این عملیات که نشانهای از پیشرفت علمی و فناوری ایران است، همزمان نگاهها و نگرانیها در واشنگتن و تلآویو را متوجه خود کرده است؛ موضوعی که حتی عباس عراقچی، وزیر امور خارجه کشورمان نیز به آن واکنش نشان داد. او روز جمعه اعلام کرد بهرهبرداری از ماهواره، «کاملاً صلحآمیز» است و ایران در مسیر «پیشرفت این تکنولوژی» قرار دارد. وی تأکید کرد پیشرفت و توسعه در این حوزه مانند سایر کشورها یک «حق طبیعی» است و ماهوارههای ایران، «مأموریت علمی» دارند. این تأکیدات اما چیزی از نگرانی محور ضدایرانی کم نکرده است. بااینحال هر یک از ماهوارههای پرتابشونده، نماینده یک مسیر متفاوت در توسعه صنعت فضایی کشور است و نباید موضوعیت علمی و فنی آنها در اثر کشاکش با تفکرات جنگطلبانه غرب، کمرنگ شود.
پایا؛ مجهز به هوش مصنوعی
ماهواره پایا را میتوان مهمترین ماهواره پرتابی ایران دانست. این ماهواره با دو سنجنده تصویربرداری در طیف سیاهوسفید و رنگی، امکان ثبت تصاویر با دقت پایه ۵ متر را دارد. اما آنچه پایا را متمایز میکند، استفاده از الگوریتمهای پردازشی مبتنی بر «هوش مصنوعی» است که دقت نهایی تصاویر را به حدود «3 متر» میرساند؛ سطحی از دقت که برای نخستینبار در یک ماهواره بومی ایرانی محقق شده است.
از نظر فنی، پایا بهجای دوربینهای لنزی رایج، از فناوری تلسکوپ با آینه استفاده میکند؛ قابلیتی که هم دقت تصویربرداری را افزایش میدهد و هم امکان پایدارسازی بهتر تصویر را فراهم میکند. علاوه بر این، وجود سامانه پیشران داخلی به ماهواره اجازه میدهد ارتفاع مداری خود را اصلاح کند. این قابلیت عمر عملیاتی ماهواره را تا حداقل سه سال تضمین میکند و از الزامات اصلی ماهوارههای عملیاتی محسوب میشود.
«نرخ بالای ارسال داده»، یکی دیگر از ویژگیهای کلیدی پایاست. حجم تصاویر دریافتی از این ماهواره بهمراتب بیشتر از نسلهای پیشین است و امکان ارسال داده با میزانی چندبرابر ماهوارههای قبلی، از نقاط قوت مهم آن است.
ظفر-2؛ دستیار مدیریت بحران
ماهواره «ظفر-۲» یکی از پروژههای سنجشی ایران است که در دانشگاه علم و صنعت طراحی و ساخته شده و قرار است همراه با دو همسفر ایرانی خود وارد مدار پایین زمین شود. این ماهواره چهارمین محصول فضایی این دانشگاه محسوب میشود و ادامهدهنده برنامه ماهوارههای دانشگاهی ایران است.
ظفر-۲ یک ماهواره سنجشی با مأموریت اصلی تصویربرداری از سطح زمین و پایش منابع طبیعی است. این ماهواره به محموله تصویربرداری چندطیفی رنگی مجهز شده و توان ثبت تصاویر با تفکیک مکانی ۱۶ متر را دارد. دادههای حاصل از این ماهواره میتواند در تهیه و بهروزرسانی نقشههای کاربری اراضی، پایش توسعه شهری، نظارت بر پهنههای کشاورزی و جنگلی و بررسی تغییرات منابع آبی مورداستفاده قرار گیرد.
در حوزه مدیریت بحران، ظفر-۲ قابلیت شناسایی مناطق آسیبدیده پس از حوادث طبیعی، پایش آتشسوزیها و رصد پدیدههایی مانند گردوغبار را دارد. همچنین این ماهواره در حوزه زمینشناسی و محیطزیست برای شناسایی ساختارهای زمین، پایش گسلها و بررسی منشأ طوفانهای گردوغبار کاربرد خواهد داشت.
یکی از ویژگیهای فنی ظفر-۲، سامانه ارتباطی آن است که امکان ارسال و دریافت داده، دریافت اطلاعات تلهمتری و ارسال فرامین کنترلی را فراهم میکند. این ماهواره همچنین توان پشتیبانی ارتباطی همزمان برای تعداد قابلتوجهی از کاربران زمینی را دارد و میتواند در پایش زیرساختهای حساس از جمله انرژی، حملونقل و مخابرات ایفای نقش کند.
کوثر؛ پیوند تصویربرداری و اینترنت اشیا
نمونه ارتقایافته ماهواره کوثر، نتیجه جمعبندی تجربههای پیشین دو ماهواره «کوثر-۱» و «هدهد-۱» است. درحالیکه یکی از این دو مأموریت سنجشی و دیگری مأموریت اینترنت اشیا را دنبال میکرد، نسخه جدید تلاش کرده این دو کارکرد را در یک پلتفرم واحد تجمیع کند.
هدف اصلی این ماهواره، کمک به کشاورزی دقیق و هوشمندسازی مزارع است؛ بهویژه در مناطقی که به دلیل فاصله از زیرساختهای مخابرات زمینی، دسترسی مناسبی به ارتباطات ندارند. اینترنت اشیا مبتنی بر ماهواره میتواند شکاف ارتباطی این مناطق را کاهش دهد و دادههای میدانی را بهصورت منظم و قابلاعتماد منتقل کند. در نسخه جدید کوثر، بسیاری از ضعفهای فنی شناساییشده در مأموریتهای قبلی برطرف شده است؛ از بهبود سامانه کنترل وضعیت و تثبیت ماهواره گرفته تا همسانسازی تفکیکپذیری دوربینهای مختلف. همچنین اضافهشدن لینکهای مخابراتی پیشرفته، امکان بهروزرسانی نرمافزاری سامانه کنترل ماهواره را حتی پس از استقرار در مدار فراهم میکند؛ قابلیتی که انعطافپذیری مأموریت را به طور قابلتوجهی افزایش میدهد.
حلقه مفقودهای که پیدا و تقویت شد
هر سه ماهواره پرتابشونده در دسته ماهوارههای سنجشی قرار میگیرند؛ ماهوارههایی که امروزه ستون فقرات بسیاری از تصمیمگیریهای کلان در حوزههای محیطزیست، کشاورزی، مدیریت منابع طبیعی و حتی اقتصاد به شمار میروند.
دادههای حاصل از تصویربرداری ماهوارهای، امکان پایش مستمر وضعیت زمین، رطوبت خاک، سلامت پوشش گیاهی و تغییرات اقلیمی را فراهم میکند. در بخش کشاورزی، این اطلاعات میتواند به کشاورزان کمک کند تا با دقت بیشتری زمان آبیاری، مصرف کود و سم و حتی زمان برداشت محصولات را تعیین کنند. نتیجه چنین فرایندی، کاهش هزینهها، افزایش بهرهوری و مدیریت بهتر ریسکهایی مانند خشکسالی یا آفات است. همچنین باتوجهبه تنشهای آبی حاکم بر نقاط مختلف جهان و بهویژه منطقه غرب آسیا، این امکان فراهم میشود تا اطلاعات دقیق و مهمی در اختیار مهندسان و سیاستگذاران حوزه محیطزیست و منابع آب قرار گیرد.
نکته مهم در این ماهوارهها دقت تصویربرداری است. بر اساس مشخصات اعلامشده، ماهواره کوثر قادر به تصویربرداری با دقت ۴ متر، ماهواره پایا با دقت پایه ۵ متر (و در حالت پردازششده حتی بهتر)، و ماهواره ظفر-۲ با دقت حدود ۱۵ تا ۱۶ متر است و به نظر میرسد مأموریت ماهوارهها بهصورت مکمل تعریف شدهاند.
یکی از درسهای مهم مأموریتهای پیشین ماهوارههای خصوصی، نقش حیاتی ایستگاههای زمینی در موفقیت عملیاتی بود. در پرتاب جدید، یک ایستگاه زمینی اختصاصی که به طور کامل توسط تیم سازنده کوثر طراحی و اجرا شده، به شبکه کنترل و پایش افزوده میشود. این ایستگاه، بخشی از سامانه TT&C (کنترل، رهگیری و فرماندهی) است و وظیفه دریافت دادههای سلامت ماهواره و ارسال فرامین کنترلی را بر عهده دارد. علاوه بر این، برای دریافت حجم بالای تصاویر، همکاری با شبکههای بینالمللی ایستگاههای زمینی نیز در دستور کار قرار گرفته تا قابلیت «اطمینان دریافت داده» افزایش یابد.