بازخوانی پرونده توسعه فناوری فضایی-۴،
توسعه فناوری هایی كه امكان بهره برداری از فضای بیكران بدون مرز را برای كشور فراهم نمود
فضا پهنه بیکران و نامحدود برای همه کشورها است و مرزهای جغرافیای زمینی برای آن بی معنا است؛ بدین جهت کشور ما ایران همپای سایر کشورها درصدد است تا با توسعه فناوری های فضایی از این فضای بدون مرز برای کاربردهای زمینی بهره برداری کند که در این راستا فناوری های مختلف فضایی را توسعه داده است و این پیشرفت ها همچنان ادامه دارد.
به گزارش فیکس سرور به نقل از ایسنا، برمبنای آمارها صنعت ماهواره دارای درآمد ۲۰۳ میلیارد دلاری در سال است و آمریکا با گردش مالی چندصد میلیارد دلار، سهم ۴۳ درصدی دارد و رشد صنعت ماهواره در ۱۰ سال قبل حدود ۱۱ درصد در سال بوده و نسبت به ۱۰ سال قبل تر، ۳ درصد رشد کرده است.
این رشد، هماهنگ با رشد جهانی درآمدهای حاصل از مخابرات و صنایع فضایی است، به نحوی که درآمد صنایع فضایی حدود ۳۲۳ میلیارد دلار در سال و درآمد جهانی صنعت مخابرات حدود ۵ تریلیون دلار در سال برآورد می شود و صنعت ماهواره زیرمجموعه ای از این دو صنعت است.
الان ۱۲۶۱ ایستگاه ماهواره عملیاتی دور زمین در حال گردش است و این ماهواره ها را برمبنای کاربرد، ۳۸ درصد مخابراتی و تجاری، ۱۴ درصد مخابراتی دولتی، ۱۴ درصد سنجش از دور، ۱۱ درصد تحقیق و توسعه، ۸ درصد ماهواره مخابراتی، ۸ درصد نظامی، ۵ درصد علمی و ۲ درصد ماهواره هواشناسی می سازند.
همین طور می توان از فضا برای برقراری ارتباطات خصوصاً در مخابرات منطقه ای و بین المللی بهره جست. هدایت و ناوبری نیز از کارکردهای قدیمی فضا است که امروزه با کمک ماهواره ها به طرز حیرت انگیزی توسعه یافته است.
بررسی ها نشان میدهد ۵۷ کشور دنیا حداقل دارای یک ماهواره عملیاتی در مدار زمین هستند و بیش از ۵۰ درصد ماهواره های زمین را ماهواره های مخابراتی می سازند، ضمن آنکه ۶۱ درصد از میزان درآمد ۲۰۳ میلیارد دلاری صنعت ماهواره، متعلق به خدمات ماهواره ای و ۲۸ درصد مربوط به تجهیزات زمین، ۳ درصد مربوط به صنعت پرتاب و تنها ۸ درصد متعلق به سازندگان و تولیدکنندگان ماهواره است.
از میزان درآمد ۱۲۲.۹ میلیارد دلاری که بوسیله خدمات ماهواره ای در جهان به دست می آید، ۱۰۰.۹ میلیارد دلار آن نیز مدیون تلویزیون های ماهواره ای است که این آمار بیان کننده کاربردی بودن صنعت ماهواره در امتداد ارائه خدمات است.
این اعداد نشان میدهد فضا پهنه ای مشترک میان کشورها است که جغرافیای سیاسی آنرا محدود نمی کند و کشورها در تلاش هستند تا با توسعه فناوری های فضایی، از فضا بعنوان بستر مناسبی برای مطالعات کیهان و جمع آوری اطلاعات مختلف بهره برداری کنند و در هر زمانی، اطلاعات مکانی مورد نیاز برای کاربردهای مختلف را کسب کنند.
بر این اساس ایران در تلاش است تا با تکمیل چرخه فناوری فضایی، سرریز فناوری های کسب شده را در دیگر حوزه های فناوری کاربردی کند که یکی از زیر ساخت های ضروری برای توسعه فناوری های فضایی آزمایشگاه های مرتبط می باشد که مرکز "آزمون و یکپارچه سازی سامانه های فضایی" یکی از زیرساخت های اصلی و حیاتی در توسعه سامانه های فضایی بشمار می رود و به کارفرمایی سازمان فضایی ایران و توسط متخصصان و کارشناسان پژوهشگاه فضایی ایران در این پژوهشگاه به راه افتاده است.
مرکز آزمون و یکپارچه سازی پژوهشگاه فضایی ایران با برخورداری از آزمایشگاه های سیستمی پیشرفته و کارگاه های پشتیبانی و ساخت، یکی از زیرساخت های اصلی و حیاتی در توسعه سامانه های فضایی بوده که با هدف پشتیبانی از توسعه محصولات فضایی فعالیت می کند. از رویکردهای بارز در طراحی و راه اندازی این مرکز استفاده حداکثری از توان داخلی و بومی برای ایجاد مجموعه ای منحصربه فرد بمنظور بهره برداری در سطوح ملی و منطقه ای بوده است و الان تعداد زیادی از جوانان متخصص کشور در حوزه های فنی و مهندسی در این مرکز فعالیت دارند.
این مرکز بعنوان مجموعه ای توانمند و کاربردی، توانایی ارائه خدمات آزمایشگاهی به صنایع فضایی، هوایی، نظامی، خودروسازی، الکترونیکی، مخابراتی و بطور خاص به دانشگاه ها و مراکز آموزشی را داراست و امکان انجام کارهای تجمیع و یکپارچه سازی مجموعه های پژوهشی و آموزشی در این مرکز فراهم گشته است.
این مرکز شامل بخش هایی چون "آزمایشگاه خواص جرم"، "آزمایشگاه مودال"، "آزمایشگاه همراستایی"، " آزمایشگاه کنترل"، "آزمایشگاه ارتعاشات"، "آزمایشگاه بارگذاری استاتیکی"، "آزمایشگاه خلاء و سیکل حرارتی"، "آزمایشگاه آکوستیک" و "آزمایشگاه سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)" است.
تست صحه گذاری عملکرد سنسورهای فضایی
تست های صحه گذاری سنسورهای فضایی به جهت اطمینان از عملکرد کل ماهواره حائز اهمیت بوده و باتوجه به این که یکی از وظایف اصلی این حسگرها، تعیین موقعیت است، این تست ها در قرارگرفتن دقیق ماهواره در موقعیت از پیش تعریف شده در فضا نقش مهمی دارد. بدین ترتیب، امکان انجام تست های صحه گذاری عملکرد سنسورهای فضایی شامل سنسور خورشید، سنسور ستاره و سنسور مغناطیسی در پژوهشکده مکانیک پژوهشگاه فضایی ایران مستقر در شیراز برقرار شد.
این زیرساخت ها، افزون بر به کارگیری در طراحی و ساخت سنسورهای فضایی، به جهت تقویت و پشتیبانی از کارهای پژوهشی و بنیه فضایی کشور، آماده سرویس دهی به مراکز پژوهشی، دانشگاه ها و شرکت های دانش بنیان نیز هست. تجهیزات تامین شده در این بسترهای تست، کارآیی لازم جهت بررسی و تأیید عملکرد انواع سنسورهای تولید شده در داخل و خارج از کشور را دارا هستند.
حسگر افق زمین
در دهه های گذشته، سنسور افق زمین در طیف گسترده ای از ماموریت های فضایی، به خصوص در فضاپیماهایی که باید زمین در میدان دید آنها باشد، استفاده شده است. این سنسور با بهره گیری از دریافت تشعشعات از زمین و فضا، زوایای پیچش، چرخش و ارتفاع را اندازه گیری می کند.
سنسورهای افق زمین به دو دسته کلی "استاتیک" که جهت های (ثابت) خاصی را بررسی می کنند و سنسورهای "اسکنینگ" که با جاروب کردن نقاطی از زمین و فضا با یک آشکارساز با میدان دید لحظه ای (IFOV) کوچک تشعشعات را دریافت می کنند، تقسیم می شوند.
طراحی و ساخت این سنسور افق از نوع اسکنینگ در پژوهشکده مکانیک شیراز در حال اجراست. در این پروژه، بجای استفاده از مدلهای قدیمی که از دو سنسور به صورت پشت به پشت استفاده شده، از یک آینه چرخان و دو آینه ثابت برای ساخت سنسور و درنتیجه کاهش هزینه های تعیین وضعیت سیستم استفاده شده است.
کاربرد اصلی سنسور افق زمین تعیین وضعیت فضاپیماها با استخراج زوایای پیچش و چرخش است. دقت حسگر جاری یک دهم درجه است. این حسگر یک عنصر جدایی ناپذیر بر روی فضاپیماهایی بوده که باید زمین در میدان دید آنها باشد.
حسگر خورشید
سنسورهای خورشیدی یکی از پرکاربردترین سنسورهای تعیین وضعیت ماهواره و از دیگر فناوری های فضایی تولید شده در کشور است. در حالتی که خورشید در میدان این سنسور باشد وضعیت بردار خورشید را محاسبه می کند. سنسورهای خورشید انواع مختلف دارد که در سنسور خورشید دیجیتال مورد نظر از دو دتکتکور خطی که در بالای هر یک از دتکتورها شکافی عمود بر آن قرار گرفته، استفاده شده است.
توانمندی لایه نشانی و یکپارچه سازی عایق حرارتی چندلایه فضایی
بمنظور عایق سازی حرارتی ماهواره و جلوگیری از لطمه های ناشی از حرارت تولید شده بر اثر تابش نور خورشید از عایق های حرارتی چندلایه استفاده می شود.
ساخت عایق های حراتی با بهره گیری از لایه های مختلف و مواد مورد تأیید استاندارد ECSS در مراحل مختلف شامل انتخاب مواد، شبیه سازی فرآیند، لایه نشانی فیلم ها و لایه های مختلف، مونتاژ، دوخت، تست اجزا و تست نهایی محصول مطابق با الزامات مورد درخواست در ماموریت های فضایی است.
همین طور از این محصولات در عایق سازی مخازن سوخت ماهواره نیز استفاده می شود. از کاربردهای دیگر این محصول دوخت لباس برای آتشنشان ها و نیز عایق کاری قسمت های مختلف توربین های حرارتی است.
لوله حرارتی
لوله های حرارتی از المان های کنترل حرارت در سامانه های ماهواره است که این المان با بهره گیری از خاصیت موئینگی و توان حرارتی چرخش سیال را در لوله حرارتی امکان پذیر کرده و انتقال حرارت به سریع ترین شکل ممکن را امکان پذیر می کند.
لوله های حرارتی با سه نوع فتیله توری، شیاردار و تفجوش شده شناخته می شوند که قابلیت طراحی و ساخت هر سه نوع لوله حرارتی در پژوهشگاه فضایی وجود دارد. همین طور قابلیت خدمات آزمایشگاهی در رابطه با لوله های حرارتی و سایر المان های حرارتی در پژوهشگاه موجود است. فناوری های مرتبط در زمینه عملیات تفجوش، ایجاد شیار و طراحی های در رابطه با آن در این پژوهشکده پایه گذاری شده است.
لوله های حرارتی در سامانه های فضایی کاربرد بسیاری دارد. در سامانه های ماهواره، فتیله های شیاردار بسیار متداول بوده و فتیله های تفجوش داده شده نیز باتوجه به قابلیت منحصر بفرد خود در خیلی از زمینه ها همچون خنک سازی قطعات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد.
ساخت و تولید و مونتاژ سیستم های ذخیره ساز انرژی(باتری)
در امتداد ماموریت محوله، راهبرد کلان و نقشه راه باتریهای لیتیوم یون فضایی تدوین شد و ساخت آن در پژوهشکده مکانیک پژوهشگاه فضایی در دست اجراست. تامین بستههای کامل باتری ماهوارههای سنجش و مخابراتی پژوهشگاه فضایی ایران شامل سیستم مدیریت باتری از دیگر ماموریت های این پژوهشکده است.
در امتداد دستیابی به دانش فنی سامانه های ذخیره انرژی و بطور خاص باتری ها، تحقیقات گسترده ای در پژوهشکده مکانیک پژوهشگاه فضایی صورت گرفته است. این پژوهشکده با دارا بودن تجهیزات مدرن در آزمایشگاه تحقیقاتی و همین طور آزمایشگاه تصدیق و صحهگذاری در زمینه طراحی و ساخت انواع باتری ها، ساخت و تولید اجزای باتری (پودر، غشاء سابستریت، گاز ژنراتور و...) مشغول فعالیت است و هم اکنون با تمرکز بر روی دستیابی به دانش فنی و بومی سازی ساخت باتری های لیتیوم یون با درجه فضایی در حال اجراست.
این سیستم ها در سامانههای فضایی بمنظور تامین توان الکتریکی اجزاء نظیر کنترل، ناوبری و هدایت، ارتباطات، کنترل وضعیت و مدیریت حرارتی مورد استفاده قرار میگیرند.
نرم افزار شبیه سازی حرارتی ماهواره بمنظور ساخت مدلهای حرارتی موردنیاز
این نرم افزار با دریافت مشخصات هندسه مدار شامل زاویه میل، ارتفاع و...، شرایط محیطی حرارتی ماهواره را در مدار شبیه سازی می کند. از این نرم افزار برای سنجش راهکارهای کنترل حرارت در قبال شرایط محیط حرارتی، اتلافات و جهت گیرهای مختلف ماهواره استفاده می شود.
در این نرم افزار امکان وارد کردن پروفیل های اتلافات حرارتی المان های مختلف، مانورهای حرارتی، بررسی انواع سناریوهای کنترل حرارت، تعیین وضعیت خاموش/ روشن بودن هریک از المان ها وجود دارد. درحقیقت این نرم افزار را می توان یک محیط مجازی برای زیرسیستم کنترل حرارت ماهواره دانست که در آن تأثیر انواع روش ها و المان های کنترل حرارت قابل مشاهده می باشد و می توان کارهای مربوط به ایستگاه زمینی کنترل حرارت را در آن انجام داد.
کاربردهای این نرم افزار شامل طراحی زیرسیستم کنترل حرارت ماهواره، سنجش عملکرد سخت افزارهای کنترل حرارت، محاسبه مشخصات المان های حرارتی است.
رادار دهانه مصنوعی(سار)
در حوزه سنجش از دور، تصویربرداری فعال در فرکانس های موج رادیویی از اهمیت بالایی برخوردارست. دراین زمینه، رادار دهانه مصنوع (SAR)، بعنوان یک سامانه سنجش راه دور، مؤثرترین ابزار تصویربرداری رادیویی با کیفیت و تفکیک پذیری بالا شمرده می شود. این سامانه مزایای مختلفی نظیر قابلیت کار در تمام ساعات شبانه روز با شرایط جوی مختلف را دارد.
پژوهشکده مکانیک پژوهشگاه فضایی ایران، با طراحی و ساخت نخستین نمونه سامانه SAR هواپایه خود و آزمون موفق سامانه، تصاویر مختلفی از مناطق از پیش تعیین شده را به ثبت رسانیده است. این سامانه الان عملیاتی شده و توانایی استخراج تصاویر سنجش از دور بر روی مناطق مورد نظر را دارد.
سامانه SAR نقش مهمی را در برآوردسازی نیازهای سازمان ها و موسسات گوناگون کشور ایفا می کند که همچون این کاربردها می توان به کشاورزی و منابع طبیعی (پوشش گیاهی، کشاورزی دقیق، ...)، حوادث غیر مترقبه (زلزله، خشکسالی، سیل، طوفان، ...)، کارهای زمین شناسی (اکتشاف معادن، باستان شناسی، گسل، ...)، کارهای هواشناسی، کارهای نقشه برداری (کاداستر، GIS، برنامه ریزی شهری، ...)، آلودگی محیط زیست (آب، هوا، خاک، ...)، مطالعات اقیانوس شناسی (توپوگرافی، شیلات،...) اشاره نمود.
مکانیزم بازکننده پنل های خورشیدی
از آنجائیکه فضای موجود برای ماهواره در پرتابگر محدود است، خیلی از وسایل و تجهیزات ماهواره مانند آنتن های فضایی و پنل های سلول های خورشیدی را به حالت جمع شده در داخل پرتابگر قرار می دهند. بعد از پرتاب ماهواره به فضا و قرار گرفتن ماهواره در مدار خود، این تجهیزات با بهره گیری از مکانیزم های بازشونده، گسترده شده و در موقعیت مناسب خود قفل می شوند.
مکانیزم بازکننده پنل های خورشیدی وظیفه گسترش پنل های خورشیدی را دارد. کاربرد این محصول در حوزه فضایی است که جهت باز کردن پنل های خورشیدی و قفل شدن پنل ها در موقعیت خود از آن استفاده می شود.
از دیگر فناوری های فضایی کسب شده در کشور می توان به این موارد اشاره کرد
ردیف فناوری فضایی ۱ مبدل های الکتریکی سوئیچینگ DC-DC ۲ میز مونتاژ و تست ماهواره با گشتاور و دقت بالا ۳ مکانیزم بازکننده آنتن ۴ مکانیزم محرکه آرایه های خورشیدی SADA ۵ نرم افزار شبیه سازی حرارتی ماهواره بمنظور ساخت مبدل های حرارتی مورد نیاز ۶ پنل های خورشیدی ۷ پنل سوختی پلیمری ۸ چاقوی حرارتی ۹ طراحی و ساخت چرخ عکس العملی ۱۰ سنسور ستاره ۱۱ دمپر جریان گردابی ۱۲ طراحی و توسعه انوارع رادارهای هواشناسی در فرکانس های کاری مختلف ۱۳ عملگر مغناطیسی نمایش تعدادی از دستاوردهای فناورانه فضایی پژوهشگران کشور
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب