چرا ماهواره‌بر قائم مهم است؟

به گزارش پایگاه 598، روزنامه فرهیختگان نوشت: دو روزی از پرتاب آزمایشی و موفق ماهواره‌بر «قائم ۱۰۰» می‌گذرد و هنوز واکنش‌های دنیا به این پدیده شگفت‌انگیز ایرانی ادامه دارد. ماهواره‌بری که از سوی نیروی هوافضای سپاه پاسداران انقلاب اسلامی قرار است در آینده‌ای نزدیک ماهواره ناهید را به فضا پرتاب کند. این ماهواره‌بر به دلیل فناوری‌ها و قابلیت‌هایی که در آن به کار رفته قابلیت کاربری به‌عنوان موشک دوربرد را هم دارد و همین مساله باعث واکنش‌های سریع و تند آمریکا و کشورهای دیگر شده و نگرانی آنها را از امنیت خود نشان می‌دهد. پرتاب موفقیت‌آمیز اخیر در شرایطی حاصل شده است که ایران از سوی بسیاری از کشورهای غربی و آمریکایی تحریم بوده و دستیابی آنها به استراتژیک‌ترین تجهیزات و تسلیحات خارجی امکان‌پذیر نیست. بنابراین این ماهواره‌بر را می‌توان کاملا محصولی ساخت ایران معرفی کرد که به همت بازوهای پرتوان دانشمندان و محققان ایرانی و جدیدترین فناوری‌های روز دنیا تولید شده و مورد آزمایش قرار گرفته است.

ویژگی‌های خاص قائم

از مهم‌ترین ویژگی‌های این ماهواره‌بر می‌توان به قابلیت تزریق ماهواره‌های زیر ۱۰۰ کیلوگرمی (۸۰ کیلوگرمی) در مدار ۴۰۰ تا ۵۰۰ کیلومتری زمین اشاره کرد و همان‌طور که اشاره شد، نخستین آزمایش این ماهواره روی ماهواره ناهید صورت خواهد گرفت. به‌طورکلی، ماهواره‌برهایی که قادرند ماهواره‌هایی را در مدارهای پایین زمین تا ارتفاع دو هزار کیلومتری تزریق کنند، به ماهواره‌برهای «لایه لئو» شناخته می‌شوند و ماهواره‌بر قائم هم در همین گروه طبقه‌بندی می‌شود. از اصلی‌ترین قابلیت‌های این ماهواره‌بر، موتور قدرتمند سوخت جامد آن است که برای نخستین بار در دی‌ماه ۱۴۰۰ در آزمایشی زمینی با موفقیت عمل کرد. روز شنبه نخستین آزمایش پروازی زیرمداری آن صورت گرفت که افتخار بزرگی برای ایران به شمار می‌رود. پیش از این، ایران ماهواره‌برهایی با ساخت مایع ساخته بود و این اولین‌باری است که ایران در ماهواره‌برهای خود از سوخت جامد به جای سوخت مایع استفاده می‌کند. 

به گزارش almayadeen، یافته‌ها حکایت از آن دارد که در ساخت این ماهواره‌بر به جای فلز از مواد کامپوزیت استفاده شده است که علاوه‌بر اینکه در صرف هزینه‌های ساخت ماهواره‌بر صرفه‌جویی می‌کند، قدرت این تجهیزات را تا حد زیادی افزایش می‌دهد و موشک را قادر می‌سازد بارهای سنگینی مانند ماهواره‌ها را به مدار زمین پرتاب و تزریق کنند. پیش از این، نیروی هوافضای سپاه پاسداران انقلاب اسلامی، ماهواره «نور-۲» را با موشک سه‌مرحله‌ای ساخت داخل که توسط پرتابگر قاصد و ترکیبی از سوخت جامد و مایع پرتاب می‌شود، در اسفند ۱۳۹۱ به فضا پرتاب کرد که در حال حاضر هم در ارتفاع ۵۰۰ کیلومتری به دور زمین می‌چرخد. «نور- ۲» برای شناسایی و جست‌وجو پرتاب شد و ۴۸۰ ثانیه پس از پرتاب، با سرعت ۶.۷ کیومتر بر ثانیه به مدار زمین رسید. «نور- ۲» دومین ماهواره‌ای بود که به مدار زمین رسید.

چرا از مواد کامپوزیت در ساخت قائم استفاده شده است؟

استفاده از مواد کامپوزیت در صنعت فضایی، این صنعت را با توجه به عملکرد چندگانه‌ای که دارد متحول کرده است. مواد کامپوزیتی به دلیل وزن سبک، ثبات ابعادی، مقاومت بسیار بالا و ثبات حرارتی در ساخت ماهواره‌ها، پرتاب‌گرها و تجهیزات مراکز فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از مهم‌ترین ترکیبات کامپوزیتی قابل استفاده در صنایع فضایی می‌توان به لمینت‌های فلزی فیبری (FMLs)، ماتریکس فلزی، ماتریکس پلیمری و کامپوزیت‌های ماتریکس سرامیکی اشاره کرد که در این میان، FMLs، کامپوزیت‌های کربنی و اپوکسی در کنار دیگر مواد به کار رفته در برنامه‌های فضایی اهمیت بالاتری دارند. مواد کامپوزیتی در ساختار بدنه، بار، سیستم کنترل و سیستم قدرت، سیستم کنترل حرارتی و سیستم کنترل نیروی محرکه ماهواره‌ها و موشک‌ها کاربرد زیادی دارند که به خروج کمتر گاز، استحکام بالا و ضریب انبساط حرارتی پایین و کاهش وزن بدنه موشک و ماهواره کمک می‌کند. استفاده از این مواد کامپوزیتی به کاهش 33 درصدی در وزن ساختار ماهواره‌ها در مقایسه با ماهواره‌های بدنه فلزی کمک کرده است.

کشورهایی که مجهز به موشک بالستیک هستند

به گزارش armscontrol، در مجموع ۳۱ کشور دنیا از جمله آمریکا مجهز به موشک‌های بالستیک هستند اما در این میان، تنها چهار کشور شامل چین، روسیه، آمریکا و فرانسه هستند که مجهز به موشک‌های بالستیک دوربرد با برد بالای ۱۲۰۰۰ کیلومتر و موتوری با قابلیت سوخت جامد هستند و ایران با آزمایش موفقی که دو روز پیش روی ماهواره‌بر قائم انجام داد، به جمع این چهار کشور پیوست. حالا این ۵ کشور دنیا جزء ابرقدرت‌های دنیا در زمینه جدیدترین و قدرتمندترین تجهیزات فضایی به شمار می‌روند. ایران تاکنون و پیش از آزمایش ماهواره‌بر قائم، موشک‌های آزمایشی با برد فراتر از ۱۰۰۰ کیلومتر را در دستور کار خود قرار داده بود.  در صورتی تنها چهار کشور دنیا مجهز به موشک‌های دوربرد قاره‌پیما هستند که بسیاری از کشورهای توسعه‌یافته‌ای مانند انگلیس و رژیم‌صهیونیستی با پرداخت هزینه ساخت موشک، سفارش ساخت آن را به کشورهای دیگری چون آمریکا و چین و روسیه می‌دهند. با توجه به این شرایط، قرار گرفتن ایران در جمع این چهار کشور افتخار بزرگی برای کشور ما به‌رغم تحریم‌های جهانی به شمار می‌رود.

موشک‌های بالستیک چگونه کار می‌کنند؟

موشک‌های بالستیک در ابتدا قدرت لازم برای پرتاب را از طریق راکت‌ها به دست می‌آورند اما پس از آن، بدون وجود نیروی خارجی به حرکت خود ادامه می‌دهند و در یک مسیر با سقوط آزادی که دارند، به سمت هدف موردنظر ادامه مسیر می‌دهند.

 این موشک‌ها را براساس حداکثر مسافتی که می‌پیمایند، طبقه‌بندی می‌کنند که عملکرد آنها به چگونگی عملکرد موتور موشک‌ها و وزن بار آنها بستگی دارد. برای افزودن به برد موشک، راکت‌ها را به شکلی مرحله‌بندی‌شده طبقه‌بندی می‌کنند. نخستین گروه از موشک‌ها، شامل موشک‌های بالستیک کوتاه‌برد هستند که تا کمتر از ۱۰۰۰ کیلومتر پرتاب می‌شوند. گروه دوم، موشک‌های بالستیک میان‌برد با قدرت پرتاب بین ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ کیلومتر بوده؛ گروه سوم موشک‌های بالستیک میان‌برد با قدرت پرتاب ۳۰۰۰ تا ۵۵۰۰ کیلومتر و گروه چهارم هم موشک‌های بالستیک بین‌قاره‌ای یا همان قاره‌پیما هستند که مسافتی بالاتر از ۵۵۰۰ کیلومتر را می‌پیمایند. 

ماهواره‌بر ایرانی قائم که دو روز از آزمایش موفقیت‌آمیز آن می‌گذرد، در گروه آخر یعنی موشک‌های قاره‌پیما قرار می‌گیرد. موشک‌های کوتاه‌برد و میان‌برد جزء موشک‌های نمایشی محسوب می‌شوند و موشک‌های دوربرد و قاره‌پیما هستند که در گروه موشک‌های بالستیک استراتژیک جای می‌گیرند. موشک‌ها را به‌طورکلی برحسب نوع سوخت آنها دسته‌بندی می‌کنند که یا با سوخت مایع یا سوخت جامد کار می‌کنند. موشک‌هایی که با سوخت جامد کار می‌کنند، در مقایسه با سوخت مایع به زمان و آمادگی کمتری برای پرتاب موشک نیاز دارند؛ چراکه سوخت جامد علاوه‌بر سوخت، اکسیدکننده هم دارد؛ درحالی‌که موشک‌های سوخت مایع این دو ماده را تا قبل از استفاده در موشک جدا از هم نگه می‌دارند.

نگرانی دنیا از قدرت نظامی ایران

با توجه به اینکه این ماهواره‌بر ایران را یک گام به اهداف نظامی نزدیک کرده، نگرانی‌هایی را در دل کشورهای مخالف ایران ایجاد کرده و واکنش‌هایی را به دنبال داشته است. با آزمایش ماهواره‌بر قائم که با ایجاد تغییراتی قابلیت تبدیل شدن به موشک قاره‌پیما را هم دارد، این نگرانی‌ها دوچندان شده است. ایالات متحده آمریکا مدعی شده است همان فناوری بالستیک دوربرد به‌کاررفته در ماهواره‌بر ایرانی قائم می‌تواند ایران را در پرتاب سلاح‌های دوربرد که ممکن است کلاهک‌های هسته‌ای را هم با خود حمل کند، توانمند سازد. این نه‌تنها گامی بزرگ در جهت تقویت توان نظامی کشور به شمار می‌رود، بلکه جلوه‌ای از تلاش ایران در مبارزه با تحریم‌های یکجانبه اعمال‌شده از سوی آمریکا پس از خروج از توافق هسته‌ای با هدف کاهش فعالیت‌های هسته‌ای تهران و پیشنهاد تحریم ایران محسوب می‌شود.

فناوری حرف اول را در ساخت موشک‌های قاره‌پیما می‌زند

به گزارش wisconsinproject، موشک‌های بالستیک دوربرد جزء سلاح‌های استراتژیک نامحدود دسته‌بندی می‌شوند که سرعت بسیار بالایی داشته و در پرتاب کلاهک‌های هسته‌ای که هر هدفی را نابود می‌کند، بسیار سریع و با دقت بالا عمل می‌کنند. اما همین سرعت بالا باعث می‌شود برای حمل عوامل شیمیایی یا بیولوژیکی موثر نباشند و هزینه بالای آنها این موشک‌ها را برای تحویل مواد منفجره معمولی غیرعملی می‌کند. برای ساخت موشک‌های استراتژیک، کشورهای سازنده که محدود هم هستند باید به فناوری‌های خاصی دست پیدا کرده باشند. سیستم محرکه یکی از مهم‌ترین فناوری‌های این موشک‌هاست که موشک را به حداکثر سرعت موردنیاز برای پرتاب می‌رساند. دیگر فناوری‌های موردنیاز هم سیستم هدایت و کنترل است که موشک را به مقصد تعیین‌شده هدایت می‌کند. کلاهک یا قسمت بار موشک هم نقطه مهمی است که در قسمت بالایی موشک تعبیه می‌شود و درمجموع، ساختار کلی موشک، همگی جزء مواردی هستند که جدیدترین فناوری‌ها باید در ساخت آنها به‌کار رود.  سیستم محرکه موشک‌های قاره‌پیما و دوربرد نخستین گامی است که کشورهای سازنده باید برای ساخت این تجهیز نظامی بردارند و برای این منظور یا از سوخت جامد یا مایع استفاده می‌کنند. اما معمولا سوخت به کار رفته نه‌تنها باید طبق جرم کلاهک، بدنه موشک و سیستم هدایت آن انتخاب شود، بلکه جرم خود موشک را هم بالا می‌برد. معمولا موشک‌های دوربرد از چند موتور موشک در چند مرحله ساخته شده‌اند. پس از دستیابی به توانایی پرتاب، سازندگان موشک باید روی تعیین هدف برای موشک متمرکز شوند. گام بعدی تولید کلاهک‌هایی است که موشک بسته به محموله‌ای که قرار است پرتاب کند، قادر به حمل آن باشد. درنهایت این سه سیستم باید در ادغام با بدنه موشک بتوانند محصول نهایی را تولید کنند. در این میان سیستم هدایت مهم‌ترین چالشی است که محققان با آن مواجه می‌شوند و به ترتیب ساخت پیشرانه و ادغام کلاهک با موشک را شامل می‌شود به‌گونه‌ای که از گرمای ورودی مجدد و لرزش حین پرتاب محافظت می‌کند.

سوخت موشک جامد باشد یا مایع؟

موشک‌های بالستیک از هوای محیط به‌عنوان سوخت استفاده نمی‌کنند بنابراین باید سوخت خود و نیز اکسیژن را برای سوزاندن با خود حمل کنند. این سوخت می‌تواند مایع یا جامد باشد. معمولا سوخت جامد برای موشک‌ها و سوخت مایع برای پرتابگرهای فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. درواقع می‌توان از همان موتور موشک برای پرتابگرها هم استفاده کرد که تفاوت اصلی در محموله‌ای است که با خود حمل می‌کنند. بسیاری از پرتابگرهای فضایی موجود از موشک‌های بالستیک ساخته شده و اجزای مشترکی با هم دارند، درست مانند ماهواره‌بر ایرانی «قائم» که قابلیت تبدیل شدن به موشک را هم دارد و در آن از سوخت جامد مخصوص موشک‌های دوربرد استفاده شده است. 

موتور موشک با پیشران مایع با سوخت مایع و اکسیدکننده تامین شده از مخازن ذخیره محفظه احتراق کار می‌کند، جایی که از طریق یک‌سری لوله‌ها، دریچه‌ها و پمپ‌های پیچیده وارد می‌شود. همان‌گونه که سوخت در محفظه می‌سوزد، گاز داغ از طریق یک نازل خارج شده و رانش موشک را امکان‌پذیر می‌کند. موتور موشک با سوخت مایع نسبت به موتور سوخت جامد نیروی رانش بیشتری ایجاد می‌کند اما پیچیدگی‌های بیشتری دارد، بنابراین ساخت موتور با سوخت مایع دشوارتر از موتور با سوخت جامد است و به تعمیر و نگهداری بیشتری نیاز دارد و موشک برای آماده شدن پیش از پرتاب به زمان بیشتری نیاز پیدا می‌کند. سوخت مایع و اکسیدکننده به دلیل سمی بودن، خورندگی یا برودتی بودن، نگهداری دشوارتری دارند. اما درمقابل سوخت و اکسیدکننده در موتورهای موشک سوخت جامد در داخل محفظه موتور قرار می‌گیرند. هیچ مخزن، لوله، پمپ یا شیری موردنیاز نیست؛ چراکه سوخت و اکسیدکننده به نسبت مناسب از قبل مخلوط شده و به شکل جامد ریخته می‌شوند و اشتعال آنها در داخل محفظه صورت می‌گیرد. پس از احتراق، پیشران در داخل یک محفظه توخالی که از مرکز موتور عبور می‌کند، می‌سوزد. گاز منبسط‌شده و داغ ایجادشده از نازل عبور کرده و نیروی رانشی ایجاد می‌کند. زمانی که نیروی محرکه تمام می‌شود، نیروی پرتاب به اتمام می‌رسد. موتورهای موشک سوخت جامد معمولا اقتصادی بوده و نگهداری آنها نیز آسان‌تر است و تا سال‌ها می‌توان آنها را نگهداری کرد. سرعت پرتاب این موشک‌ها بسیار سریع است و سوخت انتخابی برای بیشتر موشک‌هاست.