ماهواره «پارس ۱» آماده پرتاب به فضا در مدار ۵۰۰ کیلومتری/ امکان تصویربرداری از تمام اراضی ایران در ۱۰۰ روز!

ماهواره «پارس ۱»جزو کلاس ماهواره‌های تصویربرداری در حوزه طراحی و ساخت ماهواره سنجشی است که در آن محموله‌های متفاوت و با قدرت تفکیک متوسط به انجام مأموریت می‌پردازند.

این ماهواره در پژوهشکده سامانه‌های ماهواره تعریف شد و در ساخت و آزمون آن پژوهشکده‌های مختلف پژوهشگاه فضایی ایران، برخی از دانشگاه‌های کشور، شرکت‌های خصوصی و دانش‌بنیان و وزرات دفاع و پشتیانی نیرو‌های مسلح سهیم هستند.

مأموریت‌های ماهواره پارس

ماهواره پارس ۱ به منظور تصویربرداری کاربردی، توسعه بازار داده‌های سنجشی داخلی و توسعه و آزمون فناوری‌های پایه ماهواره‌های سنجشی و بخش زمینی آن‌ها طراحی و تولید شده است. این پروژه در برنامه راهبردی ماهواره‌های سنجشی به عنوان نخستین گام راهبردی در راستای دستیابی به اهداف آن برنامه، معرفی شده است. با این وجود، هم اهداف عملیاتی و هم راهبردی در آن نظر قرار گرفته است.

اهداف اولیه

تهیه نقشه با مقیاس ۱.۲۰۰۰۰۰ در زمینه آب کره
تهیه نقشه با مقیاس ۱.۱۰۰۰۰۰ در زمینه‌های زیست کره و انسان کره

اهداف ثانویه

برداشتن نخستین گام از مسیر راه طراحی ابرسامانه ماهواره سنجشی عملیاتی بومی
افزایش سطح فناوری ساخت سیستم‌های ماهواره‌های سنجشی در داخل کشور
توسعه استفاده از داده‌های سنجشی در بین نهاد‌ها و دستگاه‌های مختلف
توسعه بازار داده‌های سنجشی در کشور

مشخصات فنی

ماهواره پارس ۱ دارای جرم کمتر از ۱۵۰ کیلوگرم است و توسط پرتابگر سیمرغ در مدار با ارتفاع ۵۰۰ کیلومتر و شیب ۵۵ درجه تزریق می‌شود.

 زیرسیستم‌ها

مخابرات محموله

پارس ۱ به منظور ارسال تصاویر به زمین از فرستنده در طیف مخابراتی X با نرخ Mbps استفاده می‌کند. استفاده از لینک باند X با سرعت مذکور برای نخستین بار در این ماهواره استفاده شده است که گامی موفق برای ماهواره‌های بعدی برای افزایش سرعت ارسال دیتا از ماهواره به زمین است. دریافت تصاویر ماهواره در دو ایستگاه زمینی امکان‌پذیر است.

محموله

این ماهواره دارای سه محموله تصویربرداری MS، SWIR و TIR با قدرت تفکیک مکانی ۱۵، ۱۵۰ و ۳۰۰ متر وظیفه تصویربرداری از کل اراضی کشور ایران را برعهده دارد.

محموله MS و SWIR این ماهواره در کمتر از ۱۰۰ روز، ۹۵ درصد اراضی ایران را تصویربرداری می‌کند همچنین محموله TIR ماهواره پارس ۱ که قابلیت تصویربرداری در شب را میسر می‌سازد، در کمتر از ۴۵ روز کل اراضی ایران را تصویربرداری می‌کند.

دوربین MS که بر روی این ماهواره نصب شده است در مقایسه با سایر محموله‌های تصویربرداری ساخته شده در کشور دارای بهترین رزولوشن تصویربرداری است. همچنین برای نخستین بار دوربین‌های SWIR و TIR در این ماهواره استفاده شده است.

بر روی هر سه محموله تصویربرداری ماهواره پارس ۱ همانند سایر زیرسیستم‌های ماهواره، آزمون‌های کارکردی، محیطی و EMC انجام شده است.

پیشرانش

پارس ۱ دارای زیر سیستم "پیشرانش گاز سرد" است که کنترل مدار ماهواره توسط آن انجام می‌شود. پارس ۱ پس از ماهواره فجر دومین ماهواره است که در آن از پیشرانش گاز سرد استفاده شده است. زیرسیستم پیشرانتی دارای چهار تراستر یک نیوتنی است که در صفحه زیرین ماهواره مونتاژ شده است.

آزمون نشتی گاز در این زیر سیستم یکی از مهم‌ترین آزمون‌های کارکردی است که این آزمون قبل و بعد از آزمون‌های ارتعاشی و در حین آزمون خلأ حرارت انجام شده است.

تله‌متری و تله‌کامند

به منظور ارسال فرمان و دریافت داده‌های سلامت ماهواره از باند‌های UHF/VHF و S استفاده می‌شود. در لینک UV ارتباط همه جهته ایستگاه با ماهواره فراهم است که در فاز‌های اولیه مأموریت که هنوز نشانه‌روی ماهواره به سمت زمین فراهم نشده استفاده می‌شود. پس از انجام نشانه‌روی زمین به منظور دریافت و ارسال اطلاعات به ماهواره از لینک باند با سرعت ۳۰kbps استفاده می‌شود ایستگاه‌های ارسال و دریافت تله‌کامند و تله‌متری در شهر‌های تهران و قشم است.

توان

تأمین توان الکتریکی در این ماهواره توسط دو آرایه خورشیدی بازشونده و یک آرایه متصل به بدنه ماهواره انجام می‌شود که در مجموع سه پنل ماهواره بیش از ۲۰۰ وات توان تولید می‌کند. زیرسیستم الکتریکی ماهواره پارس ۱ دارای یک بسته باتری به منظور تأمین توان در زمانی که ماهواره در دید خورشید قرار ندارد یا تأمین توان‌های لحظه‌ای زیاد است. همچنین این زیرسیستم دارای برد‌های متعدد الکترونیکی به منظور رگوله کردن و توزیع ولتاژ برای زیرسیستم‌های مختلف ماهواره و شارژ باتری است.

کنترل وضعیت

نشانه‌روی ماهواره به سمت زمین یا به سمت خورشید به منظور عکسبرداری و تولید توان توسط زیرسیستم کنترل وضعیت انجام می‌شود. این زیرسیستم دارای سنسور‌های مختلف برای تعیین وضعیت ماهواره است.

سنسور‌های مورد استفاده در این ماهواره عبارتند از دو سنسور مغناطیس‌سنج، دو سنسور خورشید، سه سنسور ژایریکوپ و یک سنسور ستاره که داده‌های خروجی این سنسور‌ها با استفاده از فیلتر کالمن به منظور تعیین وضعیت استفاده می‌شود. کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از چهار چرخ واکنشی و سه عدد گشتاوردهنده مغناطیسی انجام می‌شود.

در این زیرسیستم علاوه بر انجام آزمون‌های کارکردی و محیطی بر روی تجهیزات استفاده شده، آزمون‌های نرم‌افزار در حلقه و سخت افزار در حلقه به منظور صحه‌گذاری الگوریتم‌های تهیه شده انجام شده است.

تعیین موقعیت ماهواره پارس ۱ توسط ماژول GPS و همچنین با استفاده از زیرسیستم تعیین موقعیت رادیویی بومی انجام می‌شود.

در این زیرسیستم تعیین موقعیت، ارسال سیگنال‌ها از طریق حداقل ۵ فرستنده زمینی انجام می‌شود که پس از دریافت این سیگنال‌ها توسط ماهواره، تعیین موقعیت توسط ماژول مذکور انجام می‌شود. هدف از این ماژول که برای نخستین بار در ماهواره پارس استفاده شده این است که وظیفه تعیین موقعیت ماهواره وابسته به داده‌های GPS نباشد.

ایستگاه‌های زمینی

بخش زمینی پروژه ماهواره پارس ۱ شامل ایستگاه‌های ارسال و دریافت دریافت تله‌کامند و تله‌متری در باند‌های UHF/VHF و S است. برای دریافت تصاویر اخذ شده توسط محموله‌های تصویربرداری ماهواره از ایستگاه باند X واقع در سایت چرمشهر وابسته به سازمان جغرافیایی نیرو‌های مسلح و به صورت پشتیبان از ایستگاه اخذ باند X ماهدشت استفاده می‌شود. همچنین این پروژه دارای حداقل ۵ ایستگاه فرستنده مربوط به زیرسیستم تعیین موقعیت رادیویی در باند S است.

کامپیوتر پرواز

کامپیوتر پرواز ماهواره پارس ۱ که دارای "افزونه سرد" است وظیفه اجرای نرم‌افزار ماهواره داده‌برداری از تجهیزات مختلف ماهواره ذخیره داده‌ها و ارسال آن‌ها به زمین از طریق لینک مخابراتی را برعهده دارد. نرم‌افزار ماهواره پارس ۱ که یکی از پیچیده‌ترین زیر‌سیستم‌های این ماهواره است، در ابتدا در مدل مهندس الکتریکی ماهواره و سپس در بستر آزمون فلت ماهواره صحه‌گذاری و در نهایت در ماهواره تجمیع شد.

کنترل حرارت

زیرسیستم کنترل حرارت ماهواره شامل سنسور‌ها و هیتر‌های متعدد و همچنین عایق حرارتی MLI برای حفظ و کنترل دمای تجهیزات مختلف در بازه دمایی مناسب است. در این ماهواره برای نخستین بار در داخل کشور از لوله حرارتی استفاده شده است.

سازه و مکانیزم

تمامی تجهیزات ماهواره توسط زیرسیستم سازه حمل و نگهداری می‌شود. در زیرسیستم سازه پارس ۱ از صفحات لانه زنبوری به منظور نگهداری قطعات استفاده شده است همچنین در این ماهواره به منظور کاهش ارتعاشات وارده از طرف پرتابگر به ماهواره، ایزولاتور طراحی و ساخته شده و مورد آزمون قرار گرفته است.

برای صحه‌گذاری طراحی سازه‌ای این ماهواره دو مدل سازه‌ای ساخته شده است که خوشبختانه مدل دوم تمامی الزامات آزمون را برآورده کرده است همچنین برای گسترش صفحات خورشیدی بازشونده، از مکانیزم فنری و به منظور کنترل سرعت زاویه‌ای باز شدن پنل از یک موتور DC استفاده شده است.

دستاورد‌ها

اهم دستاورد‌های فنی حاصل شده در این پروژه عبارتند از:

طراحی، ساخت و آزمون دوربین MS با رزولوشن ۱۵ متر، دوربین SWIR با رزولوشن ۱۵۰ متر و دوربین TIR با رزولوشن ۳۰۰ متر.
طراحی، ساخت و آزمون سازه لانه زنبوری به عنوان تحمل‌کننده بار مکانیکی.
طراحی، ساخت و آزمون لوله حرارتی.
طراحی، ساخت و آزمون فرستنده باند X با نرخ ۱۰ Mbps
طراحی، ساخت و آزمون فرستنده باند S به صورت طیف گسترده.
طراحی، ساخت و آزمون تعیین موقعیت رادیویی مستقل از GPS
طراحی، ساخت و آزمون مکانیزم فنری به منظور باز کردن پنل‌های خورشیدی.
طراحی، ساخت و آزمون زیرسیستم پیشرانش گاز سرد.
طراح، ساخت و آزمون بسته باتری با بالانسر فعال.
طراحی، ساخت و آزمون سنسور ستاره.
طراحی، پیاده‌سازی و آزمون آپلود نرم‌افزار ماهواره از ایستگاه زمینی.

منبع: تسنیم