ماهواره خیام کدام نیازهای ایران را برطرف می‌کند؟

گزارش تسنیم از مهمترین همکاری خارجی ایران در حوزه فضایی

خیام به‌عنوان ماهواره‌ای عملیاتی و حرفه‌ای که ساخت مجموعه‌های باتجربه روسی است، کاربردهای متعددی برای بخش‌های عمومی کشور دارد که با توجه به داشتن ایستگاه بومی دریافت اطلاعات، ظرف مدت بسیار کوتاهی در حد کمتر از یک روز قابل دستیابی است.

کد خبر: ۴۹۰۰۴۸

تاریخ: ۱۹ مرداد ۱۴۰۱ - ۲۳:۳۱

گروه دفاعی ایران اکونومیست ـ 18 مرداد 1401 رخداد بزرگی برای صنعت فضایی کشور رقم خورد و ماهواره سنجش از دور متعلق به ایران به‌نام «خیام» از پایگاه فضایی بایکونور قزاقستان توسط ماهواره‌بر روسی سایوز2-1بی با موفقیت در مدار 500کیلومتری زمین قرار گرفت. این ماهواره 600کیلوگرمی مجهز به دوربینی با تفکیک بهتر از یک متر است که کاربردهای متعددی برای صنعت فضایی ایران دارد و گام بلندی برای کاربردی‌سازی عرصه فضا در کشور بر پایه ماهواره با مالکیت ایرانی محسوب می‌شود.

استفاده از فضا برای پیشبرد عرصه‌های مختلف ـ از کشاورزی و آبخیزداری گرفته تا کنترل جنگل‌ها و مراتع و اکتشاف معادن و رسیدگی به مناطق آسیب‌دیده از بلایای طبیعی همچون سیل و زلزله ـ سالهاست به امری روزمره برای کشورهای پیشرفته تبدیل شده است. کاربرد داده‌های فضاپایه در عرصه‌های فوق به‌معنی کاهش زمان چندصدبرابری برای تهیه داده‌های مورد نیاز از مقیاس ماه یا هفته یا ساعت برای تولید اطلاعات به مقایس زمانی روز یا ساعت یا دقیقه است.

ناگفته پیداست که چنین صرفه‌جویی زمانی چقدر در بهبود خدمات به کاربران در کشورها و کاهش هزینه‌ها و خسارات کمک می‌کند، البته اینها به موارد سنجش از دور و صرفاً کاربری‌های عمومی و غیرنظامی بازمی‌گردد. کاربری‌های مخابراتی و انواع کاربردهای نظامی ماهواره‌ها خود بحث جداگانه‌ای طلب می‌کند.

از نظر هزینه‌ای، طبق اطلاعات موجود، تا سال‌های 1384 ـ 1383 مبالغی در حدود 38 تا 40 میلیون دلار در سال برای خرید تصاویر ماهواره‌ای از کشورهای خارجی آن هم با مشخص کردن منطقه مورد نظر و با تأخیر زمانی چندین‌هفته‌ای و بعضاً چندماهه هزینه می‌شد.

با ساخت و راه‌اندازی ایستگاه دریافت تصاویر ماهواره‌ای «سپهر» در ایران این زمان به چند دقیقه و میزان هزینه نیز به حدود یک‌دهم یعنی 4 میلیون دلار در سال کاهش یافت.

همچنین بازه زمانی به‌روزرسانی نقشه‌های کشور از 15 سال تا قبل از آن به 3 سال کاهش داده شد. ایستگاه مذکور در سال‌های دهه 1380 از ماهواره‌های هندی با تصاویری با قدرت تفکیک 1.88 متر تا 2.5 متر بهره می‌برد که بعداً تصاویری با تفکیک 1 متر هم به آنها اضافه شد، اما همچنان رقم پرداختی سالانه برای دریافت تصاویر قابل توجه بود.

یک واحد عکس فضایی با تفکیک 2.5 متر به مبالغی بین 2500 تا 3200 دلار به ایران فروخته می‌شد که با افزایش تقاضای سازمان‌های داخلی با آشنایی با کاربردهای کم‌نظیر عکس‌های فضاپایه هزینه استفاده از خدمات سنجش از دور از ماهواره‌های خارجی به میلیونها دلار و بر اساس یک تخمین به نزدیک 10 میلیون دلار در سال بالغ می‌شود.

چرا ماهواره آماده؟

بر اساس اطلاعات موجود، خیام یک ماهواره ساخت شرکتهای روسی است که به سنجنده‌های مختلف تصویری مجهز شده است. حسگر اصلی این ماهواره دوربین تصویربرداری طیف مرئی با قدرت تفکیک بهتر از یک متر است که برای بهره‌برداری مطابق نیازهای کشور در حوزه‌های عمومی بسیار مناسب است.

امروزه استفاده از تصاویر ماهواره‌ای هم در بخش دولتی و سازمان‌ها و نهادهای آن و هم در بخش خصوصی وضعیت رو به رشدی داشته است و البته هر روز هم کاربردی‌تر می‌شود، رفع این نیاز توسط توان صنعت بومی فضایی کشور نیازمند طی شدن مدت زمان چندساله‌ای است که ریشه و علت این مسئله را باید در کم‌کاری و ترک‌فعل‌های دولت یازدهم و دوازدهم جست‌وجو کرد.

در مورد همین ماهواره خیام، طبق اطلاعات منتشرشده، اصل قرارداد به سال 1396 بازمی‌گردد که به‌علت مشکلات حقوقی متعدد و قرارداد ضعیف، به مرحله اجرایی در نیامد.

با روی کار آمدن دولت سیزدهم اصلاح قرارداد و پیگیری آن در سطوح بالا برای اجرایی شدن در دستور کار قرار گرفت و اکنون در زمان کمتر از یک سال از استقرار دولت جدید و در شرایط حیات نباتی برجام و بدون ارتباط به FATF ماهواره کاربردی سنجش از دور، راهی مدار شده است تا از چند ماه بعد به سطح خروجی‌دهی کاربردی برسد.

تصویری از ماهواره‌های Kanopus-V که در برخی منابع به پلت‌فرم احتمالی ماهواره خیام نسبت داده شده است

لازم به ذکر است که چرخه کامل صنعت فضایی شامل ساخت ماهواره، ساخت ماهواره‌بر، پایگاه پرتاب ماهواره‌بر، ایستگاه زمینی کنترل و تبادل داده با ماهواره و همچنین کاربردی شدن داده‌های فضایی در کشور است. این چرخه امروزه در کشور به‌طور کامل وجود دارد اما این به‌معنای آن نیست که ایران با توان بومی خود وارد سطح کاربردی شده است.

تا امروز کاربردی‌ترین ماهواره کشور، نور2 ساخت سپاه پاسداران انقلاب اسلامی بوده است که در 17 اسفند 1400 با ماهواره‌بر بومی قاصد1 در مدار 500کیلومتری زمین قرار گرفت و در بهار امسال تعدادی از تصاویر ثبت‌شده با آن به‌عنوان نمونه انتشار داده شد، اما قدرت تفکیک دوربین این ماهواره در حدود ده متر بیان شده است که برای مشاهده جزئیات مختلفی از سطح زمین کافی نیست، ضمن اینکه در ماهواره 600کیلوگرمی خیام، به‌جز دوربین طیف مرئی حسگرهای تصویری دیگری هم تعبیه شده است که در ماهواره کوچک و مکعبی نور2 امکان به‌کارگیری آنها وجود ندارد.

چرا پرتاب توسط پرتابگر خارجی؟

با افزایش تفکیک مکانی دوربین، به‌ناچار اندازه قطر لنز آن هم باید زیاد شود و متناسب با آن برخی اجزاء دیگر دوربین یا همان حسگر تصویری هم بزرگتر و سنگین‌تر می‌شود، این امر سبب افزایش حجم و وزن دوربین می‌شود و البته به‌دنبال خود زنجیره‌ای از تغییرات در زمینه منبع و توزیع توان، سازه، زیرسامانه‌های تبادل داده، کنترل حرارت و... ماهواره را هم به‌دنبال دارد.

در نتیجه ماهواره سنجش از دور با تفکیک بهتر از یک متر مانند خیام ناگزیر در جرم چندصد کیلوگرم قابل ساخت است و این جرم در زمان حاضر فراتر از حد توان ماهواره‌برهای ایرانی برای تزریق در مدار است.

با توجه به شرایط همکاری‌های خارجی، در زمان حاضر چین و روسیه گزینه‌های ایران برای پرتاب ماهواره هستند که با توجه به روسی بودن طراحی ماهواره خیام، پرتاب آن توسط پرتابگر روسی منطقی‌تر است، البته سایوز یکی از مطمئن‌ترین و به‌صرفه‌ترین پرتابگرهای ماهواره در جهان هم هست که در این پرتاب علاوه بر خیام، 16 ماهواره کوچک دیگر را هم به مدار برده است. بر اساس اعداد و ارقام موجود، انتقال خیام به مدار بین 14 تا 18 میلیون دلار هزینه داشته است.

لحظه پرتاب سایوز منقش به پرچم ایران حامل ماهواره خیام

نکته بعدی اینکه حتی با فرض وجود توان پرتاب ماهواره چندصدکیلوگرمی توسط پرتابگرهای ایرانی تا زمانی که تجربه کافی در طراحی، ساخت و به‌کارگیری محموله‌های سنجش از دور به‌صورت گام به گام طی نشود، جهش به پله بالایی مانند تفکیک یک متر کار عاقلانه‌ای نیست و ماهواره‌سازهای ایران باید ابتدا نتیجه کار خود در تفکیک‌های چندمتری را ببینند و بر اساس تجربیات حاصله ماهواره‌های کاربردی در تفکیک 1 متر تا حد مطلوب سند برنامه فضایی در بخش سنجش از دور یعنی قدرت تفکیک 50 سانتی‌متر را بسازند.

جایگاه فعلی ایران در ساخت و پرتاب و کاربری ماهواره چگونه است؟

با توجه به نکته اخیر، مرور توان فعلی مجموعه‌های فنی کشور در ساخت ماهواره مفید به‌نظر می‌رسد. در زمان حاضر تجربه کاربری ماهواره در کشور در بخش دولتی شامل ماهواره‌های پژوهشی یا دانشجویی مانند امید، رصد1، نوید علم و صنعت و فجر است که عمرهایی نهایتاً تا حدود سه ماه داشته‌اند، ضمن اینکه ساخت این ماهواره‌ها به حدود یک دهه پیش بازمی‌گردد و خروجی کاربردی هم از آنها دریافت نشده است.

در بخش دفاعی، نور1 سپاه با عمر نزدیک به دو سال اما در رده ماهواره‌های مکعبی یا کیوب‌ست به‌عنوان اولین تجربه سپاه و نور2 با کمی وزن بیشتر اما همچنان در همان رده قرار دارند که هر دو در تزریق در مدار و کاربری موفق ظاهر شده‌اند، البته عمر عملیاتی نور1 در سال جاری به پایان رسید و هم‌اکنون فقط نور2 به‌عنوان ماهواره ساخت ایران و پرتاب‌شده توسط پرتابگر بومی در مدار حدود 480 تا 530 کیلومتری در حال گردش است.

سایر ماهواره‌های بخش دولتی و دانشگاهی در سال‌های 1396 تا 1400 در ماهواره‌بر ناآماده سیمرغ قرار داده شده و در نتیجه عملکرد ناموفق این پرتابگر، وارد مرحله عملیاتی نشده و خروجی خاصی از آنها در دست متخصصان سازنده قرار نگرفته است تا تجربه ادامه راه ساخت و توسعه ماهواره شود، در نتیجه با وجود تجربیات ساخت، تجربه استفاده نهایتاً تا پرواز داخل ماهواره‌بر بوده و همچنان نیاز به پرتاب ماهواره‌های ساخت داخل به‌صورت موفق برای تثبیت فناوری‌ها و تجربیات وجود دارد.

فراهم شدن زمینه همکاری با صنعت فضایی روسیه و چین برای پرتاب ماهواره‌های خریداری‌شونده توسط ایران یا ماهواره‌های ساخت داخل می‌تواند خلأ موجود در بخش پرتابگر را تا زمان آماده شدن ماهواره‌بر سوخت مایع سیمرغ یا سوخت جامد ذوالجناح در بخش دولتی و آماده شدن نمونه‌های بعدی ماهواره‌بر قاصد یا قائم سپاه پر کرده و دست متخصصان کشور را برای استفاده از ساخته دست خود پر کند و راه را برای طراحی های بهتر و پیشرفته‌تر باز کند.

در این بین روسیه به‌دلایل مختلف گزینه مناسبی برای مشارکت در امر پرتاب ماهواره برای ایران است و پرتاب خیام هم نقطه آغاز بسیار خوبی برای این همکاری بوده است. در صورت استفاده صحیح دولت سیزدهم از فرصت ایجادشده در مقطع فعلی، بخش قابل‌توجهی از عقب‌افتادگی برنامه فضایی ناشی از بی‌تدبیری دولت قبل در بخش ماهواره‌ها قابل جبران است. در صورتی که همکاری برای طراحی مشترک ماهواره‌های حرفه‌ای و نیز دریافت کمک‌های فنی برای تسریع عملیاتی‌سازی ماهواره‌برهای سیمرغ و ذوالجناح هم از سوی طرفهای خارجی ممکن باشد، باز هم به تسریع هرچه بیشتر پیشرفت برنامه فضایی کشور کمک می‌شود.

کاربردهای خیام

خیام به‌عنوان ماهواره‌ای عملیاتی و حرفه‌ای که ساخت مجموعه‌های باتجربه روسی است، کاربردهای متعددی برای بخش‌های عمومی کشور دارد که با توجه به داشتن ایستگاه بومی دریافت اطلاعات، ظرف مدت بسیار کوتاهی در حد کمتر از یک روز قابل دستیابی است. این کاربردها صرفاً به‌صورت گذرا شامل این موارد است:

تهیه داده‌های مورد نیاز آمایش مجدد سرزمینی در بخش نقشه‌های کاربردی جغرافیایی و نیز مناطق مناسب برای توسعه شهرهای جدید و وضعیت فعلی توسعه و گسترش نواحی شهری و رخدادهای جمعیتی و راه‌های مناطق روستایی

پایش انواع مناطق زیست‌محیطی و جنگلداری و مراتع، نمایش و تهیه نقشه پوشش جنگلی، ارزیابی حجم و کیفیت جنگل، ارزیابی مناطق زراعی، تهیه نقشه مراتع برای استفاده دامها

پایش منابع آبی شامل شناسایی و تفکیک حوزه‌های آبخیز، تهیه نقشه پوشش برف و پیش‌بینی میزان آب حاصل از ذوب شدن برف و یخ، مطالعات در زمینه زهکشی مناسب، تهیه نقشه منابع آبهای سطحی، مطالعات جزر و مد، شناسایی رودخانه‌ها و شبکه‌های آبی

بررسی بلایای طبیعی شامل نمایش سیل و نزدیکی زمان وقوع آن (در صورت تأمین تصاویر در بازه‌های کوتاه)، ارزیابی خسارات ناشی از بلایای طبیعی (سیل، طوفان و زلزله و...)، ارزیابی آسیبهای ناشی از آتش‌سوزی جنگلها

کشاورزی شامل ارزیابی وضعیت محصول، ارزیابی میزان خشکسالی، میزان امراض و آفتهای گیاهی، نمایش گونه‌های مختلف گیاهی، تعیین سطح زیر کشت، نظارت بر رشد محصولات در عرصه کلان کشور

خاک‌شناسی شامل شناسایی اراضی شور، شناسایی باتلاقها، تخمین مواد موجود در خاک، مطالعه بافت سطحی خاک، مطالعه رطوبت خاک

زمین‌شناسی شامل تهیه نقشه زمین‌شناسی و ژئومورفولوژی، مطالعات اکتشاف معدنی از قبیل نفت، ذغال‌سنگ، الماس، طلا و غیره، نمایش گدازه‌های زیرزمینی و فوران آتشفشانی، مطالعات در زمینه زمین‌لرزه و جابه‌جایی پوسته زمین و رانش زمین، بررسی مناطق کویری و بیابانی جهت فرسایش و پیشروی کویر

مطالعات زیست‌محیطی شامل مطالعات در زمینه تنوع زیست‌محیطی و ارزیابی محیط، تجزیه و تحلیل نمودن زیستگاه حیات وحش، شناسایی لکه‌های نفتی و سایر آلودگیها، شناسایی اثر پدیده‌های مختلف به‌روی محیط زیست

تصویر دیگری از ماهواره‌های Kanopus-V که به پلت‌فرم مشابه خیام نسبت داده شده است

موارد فوق صرفاً عناوین مهمترین کاربردهایی است که متولیان آن شامل نهادها و سازمانها و شرکتهای خصوصی با سفارش تصویر موردنظر در باند طیفی موردنیاز در مختصات و محدوده مشخص می‌توانند از ماهواره خیام دریافت کنند.

فعالیتهای فوق در زمان حاضر یا به‌صورت سنتی به‌علت قیمت بالای تصاویر خریداری‌شونده از خارج انجام می‌شوند یا در مناطقی با اولویت‌بندی‌هایی بر اساس بودجه با تصاویر ماهواره‌ای انجام می‌شوند، در نتیجه با داده‌های تولیدی ماهواره خیام که طبق شیوه‌نامه‌های تحویل‌گیری محصول از پیمانکار از حدود 4 ماه دیگر به‌طور کامل و به‌صورت عملیاتی در اختیار خواهد بود می‌توان تمام مناطق کشور را در بازه زمانی مناسبی مورد ارزیابی و سنجش قرار داد.

مقایسه عکسی از یک منطقه با دو قدرت تفکیک؛ تصویر بالا با تفکیک بهتر از 10 متر و تصویر پایین با تفکیک حدود 1 متر

خیام که بود؟

حکیم خیام نیشابوری فیلسوف، ریاضی‌دان، ستاره‌شناس (منجم) و ادیب و شاعر ایرانی است که در حدود 1000 سال پیش به دنیا آمد. او دستاوردهای بزرگی در نجوم داشت که هنوز هم معتبر هستند. در ریاضیات حاصل کارهای خیام سبب شد به‌عنوان یکی از دانشمندان بزرگ تاریخ علم ثبت شود. خیام در دنیای غرب به‌واسطه رباعیاتش بسیار مشهور است و انتخاب نام این حکیم پرآوازه ایرانی برای نخستین ماهواره کاربردی ایران انتخابی هوشمندانه است که قدردانی از ارزش بالای فعالیتهای این شخصیت بزرگ ایرانی هم به‌شمار می‌رود که پیش از ایران، نام او بر منطقه‌ای از کره ماه و یک سیارک گذاشته شده است.

امید می‌رود با توجه هرچه بیشتر دولت به شتاب‌بخشی به برنامه فضایی کشور و جلب همکاری‌های خارجی و به‌دور از شعارزدگی، بخش‌های عقب‌افتاده در برنامه فضایی کشور هرچه سریعتر شتاب بگیرند و از ساخت ماهواره‌برهای موردنیاز تا پایگاه پرتاب جنوب کشور و نیز طراحی‌های جدید و پیشرفته ماهواره و سنجنده‌ها و حسگرها و سایر زیرسامانه‌های به‌روز به‌هرمیزانی که ممکن است به برنامه فضایی کشور کمک داده شوند تا هرچه بیشتر به رفع نیازهای داخلی و قطع وابستگی در این عرصه و حتی ارائه خدمات به خارج منجر شود.

+