ایران در صدر کشورهای صاحب فناوری "زیست فضا" با پرتاب موفق "۸ کاوشگر"

رئیس سازمان فضایی ایران اخیراً از پرتاب نخستین کپسول زیستی ایران در سال جاری خبر داده و گفته بود: "زیست فضا" در دستور کار ما قرار دارد.

فعالیت فضایی ایران در حوزه پرتاب کپسول‌های زیستی در دو دولت حسن روحانی دچار توقف کامل شده بود که در دولت سیزدهم با پیگیری‌های انجام شده، نخستین پرتاب کپسول زیستی در ایام پیشرو در سال 1402 را خواهیم داشت.

آنگونه که رئیس سازمان فضایی اعلام کرده "کپسول زیستی ایرانی" که در آستانه پرتاب قرار گرفته، قادر به حمل انسان نیست اما با قابلیت‌های بسیار پیشرفته‌تری نسبت به کپسول قبلی قرار دارد. این کپسول برای مدارگذاری انسان باید ویژگی‌های منحصربه‌فردی از حیث کنترل فشار، دما، کنترل سطح اکسیژن و شرایط زیستی مناسب به لحاظ پرتاب و شتاب وارده به انسان هم در مرحله پرتاب و هم در مرحله  بازگشت به سطح زمین داشته باشد. در کنار این کپسول زیستی، کپسول دیگری نیز برای ارسال انسان آماده شده است.

کاوشگرهای فضایی که این کپسول‌های زیستی را به فضا پرتاب می‌کنند چه ویژگی‌‌هایی دارند؟

کاوِشگر فضایی یا فضاکاو به یک مأموریت فضایی گفته می‌شود که طی آن یک فضاپیمای رباتیک به منظور اکتشاف علمی فضا، از چاه گرانشی زمین گریخته و به فضای نزدیک ماه یا فضاهای میان‌سیاره‌ای و میان‌ستاره‌ای وارد شود.

راکت‌های کاوشگر برای کاربردهایی چون هواشناسی، تهیه نمونه‌های جوی، آنالیز بخش‌های مختلف ماهواره و آنالیز زیست محیطی به کار می‌رود. راکت‌های کاوشگر با استفاده از سنسورها قادرند تصاویر نجومی، اشعه‌ها و آثار فعالیت‌های نجومی را به دقت ثبت و ضبط کنند. از سوی دیگر به دلیل آنکه هزینه ساخت و ارسال راکت از ماهواره‌ها کمتر است از این رو استفاده از راکت‌های کاوشگر در مطالعات نجومی مقرون به صرفه است.

کاوشگرهای فضایی، راکت‌های عمودپروازی هستند که برای حمل آزمایشگاه‌های فضایی به ارتفاعات بالای جو غلیظ، ارتفاع بین 50 تا 300 کیلومتر و بازیابی سالم آنها به کار می‌روند. کاوشگرها کاربردهای بسیاری دارند که از آن جمله می‌توان بررسی خواص اتمسفر، آزمایش وسایل کنترلی مورد استفاده در ماهواره‌ها و ماهواره‌برها، کسب اطلاعات هواشناسی و پیش‌بینی هوا و انجام تحقیقات زیست فضایی و نجوم را نام برد.

نخستین کاوشگر ایرانی در قالب طرح «آزمایشگاه فضایی» در پژوهشکده سامانه‌هاى فضانوردى طراحی، ساخته و آزمایش شد. پژوهشگران و کارشناسان این مرکز از سال 1381، فعالیت‌هاى مطالعاتی و آزمایشی خود را با هدف دستیابی به فناورى ساخت و توسعه کاوشگرهاى فضایی آغاز کردند و توانستند موفقیت‌هاى بی‌نظیرى را براى جامعه علمی کشور به ارمغان آورند.

از مهم‌ترینِ این فعالیت‌ها، انجام مطالعات زیست فضایی در راستاى ارسال حیات به فضا است. در فاصله سال‌هاى 1381 تا 1389، طرح آزمایشگاه فضایی در قالب توافقنامه‌ای که به امضاى وزراى وقت علوم، تحقیقات و فناورى و دفاع و پشتیبانی نیروهاى مسلح رسیده بود، مورد حمایت قرار گرفت. از نیمه دوم سال 1389 به بعد نیز به دلیل اهمیت و جایگاه این طرح در بین سایر پروژه‌هاى ملی، این برنامه تحت عنوان «طراحی، ساخت و پرتاب کاوشگرهاى فضایی» همراه با محفظه زیستی حامل موجود زنده و با نظارت و سرپرستی سازمان فضایی ایران ادامه یافته است.

پژوهشکده سامانه‌هاى فضانوردى متولی اصلی انجام تحقیقات زیست فضایی در کشور به شمار می‌رفت و محققان این مرکز در قالب چهار گروه پژوهشی «سیستم‌هاى فضانوردى»، «طراحی فضاپیما»، «علوم  فضایی» و «زیست فضایی» فعالیت می‌کنند و عمده‌ترین تلاش‌هاى این محققان، بر توسعه زیرساخت‌هاى علمی و فناورانه لازم براى حضور فعال فضانوردان ایرانی در فضا متمرکز شده است. دستاورد این فعالیت‌ها تاکنون، آزمایش 8 کاوشگر فضایی شد که در سال‌هاى 1385 تا 1392 به فضا پرتاب شده‌اند.

کاوشگر 1

کاوشگر 1 با مأموریت "تحقیقاتی" و در کلاس A در سال 1385 به فضا پرتاب شد و 10 کیلومتر از سطح زمین ارتفاع گرفت. دلیل ناتمام ماندن این مأموریت، اشکال ایجاد شده در اتصال بین محموله و حامل بود. بر این اساس، مقرر شد تا قسمت‌های سازه‌ای این محموله شامل جایگاه اصلی قطعات، پوسته‌ها و بخش بازیابی مورد بازنگری قرار گیرند و محموله بعدی با اصلاحات لازم، آماده پرتاب شود.

کاوشگر 2

کاوشگر 2 با مأموریت تحقیقاتی و در کلاس B در سال 1387 پرتاب شد و 40 تا 55 کیلومتر از سطح زمین فاصله گرفت. محموله کاوشگر 2، بلافاصله بعد از پرتاب به ارسال داده و تصویر پرداخت و پس از رسیدن به ارتفاع اوج، با عملکرد مطلوب سامانه‌های کاهش سرعت و چترهای بازیابی، به سلامت به زمین بازگشت.

کاوشگر 3

کاوشگر 3 با مأموریت اعزام نخستین موجودات زنده از ایران به فضا (موش، لاک‌پشت و کرم) و در کلاس B در سال 1388 به فضا پرتاب شد و 40 تا 55 کیلومتر از سطح زمین فاصله گرفت. این کاوشگر توانست محفظه زیستی حامل موجودات زنده کوچک و پنج رده مختلف از سلول‌های بنیادی و سوماتیک را با خود به فضا ببرد.

کاوشگر 4

کاوشگر 4 با مأموریت تحقیقاتی و در کلاس C در سال 1389 به فضا پرتاب شد و 135 کیلومتر از سطح زمین فاصله گرفت. در این مأموریت نخستین کپسول زیستی برای پشتیبانی حیات موجود زنده در شرایط فضایی، طراحی و ساخته شد. این محموله آزمایشی بدون موجود زنده به همراه کاوشگر تا لایه‌های فوقانی جو، در ارتفاع حدود 135 کیلومتری بالا رفت و پس از حدود 15 دقیقه با عملکرد مناسب سامانه بازیابی به زمین بازگشت.

کاوشگر 5

کاوشگر 5 با مأموریت تحقیقاتی و در کلاس C در سال 1390 به فضا پرتاب شد و 120 کیلومتر از از سطح زمین فاصله گرفت. در فاصله کمتر از 6 ماه پس از پرتاب موفق کاوشگر 4، پنجمین کاوشگر با هدف ارسال موجود زنده تا ارتفاع 120 کیلومتری سطح زمین طراحی و ساخته شد و در 16 شهریور ماه 1390 برای نخستین بار در ایران کاوشگر حامل یک موجود زنده انسان‌نما توسط یک پرتابگر حاوی سوخت جامد به فضا ارسال شد.

این کاوشگر به گونه‌ای طراحی شده‌ بود که شرایط لازم برای زنده ماندن یک جاندار کوچک نظیر میمون را در مدت زمان مأموریت فراهم می‌کرد. بدین منظور کپسول زیستی به یک سامانه پشتیبان حیات شامل زیرسامانه تولید اکسیژن و حذف دی‌اکسید کربن و تجهیزات سنجش و ثبت پارامترهای محیطی و علائم حیاتی موجود زنده مجهز شد.

کاوشگر 6

کاوشگر 6 با مأموریت تحقیقاتی و در کلاس C در سال 1391 به فضا پرتاب شد و 120 کیلومتر از سطح زمین فاصله گرفت. این کاوشگر که از مجموعه‌هایی همچون پشتیبانی حیات، رهگیری، بازیابی و تله‌متری تشکیل شده بود، در 18 شهریور 1391 مورد آزمایش پرتابی قرار گرفت.

عملکرد مشاهده شده از سامانه‌های الکترونیکی، مکانیکی و آیرودینامیکی، در لحظه پرتاب این کاوشگر بسیار مطلوب بود و مطابق برنامه‌ریزی‌های انجام شده فرآیند ارسال داده و تصویر از محموله کاوشگر بلافاصله بعد از پرتاب آغاز شد. علاوه بر آن، کارکرد کپسول زیستی نیز در تمامی طول مسیر پرتاب مطلوب بوده، به گونه‌ای که بر اساس مشاهدات تصویری و داده‌های دریافتی، موجود زنده تا آخرین لحظات دریافت اطلاعات، زنده بود و ضربان قلب آن در محدوده مجاز قرار داشت.

کاوشگر پیشگام

کاوشگر پیشگام با مأموریت اعزام نخستین میمون فضانورد به فضا و در کلاس C در سال 1391 به فضا پرتاب شد و 120 کیلومتر از سطح زمین فاصله گرفت. در نهم بهمن ماه 1391 کاوشگر پیشگام توانست به کمک یک پرتابگر سوخت جامد، سرنشین خود را که میمونی به نام آفتاب از نژاد «رزوس» بود، تا ارتفاع 120 کیلومتری سطح زمین حمل کند و به سلامت فرود آورد. با اجرای موفق این طرح، ایران در ردیف معدود کشورهایی قرار گرفت که از توانمندی ارسال موجود زنده به فضای ماورای جو (ارتفاع بالاتر از 100 کیلومتر) و بازگشت سالم آن برخوردار هستند.

کاوشگر پژوهش

کاوشگر پژوهش با مأموریت اعزام دومین میمون فضانورد به فضا و در کلاس D در سال 1392 به فضا پرتاب شد و 120 کیلومتر از سطح زمین فاصله گرفت. این محموله‌ سرنشین‌دار که «کاوشگر پژوهش» نام دارد، پس از بهبود و توسعه زیرسامانه‌های کاوشگر پیشین و افزایش قابلیت اطمینان آن، برای پرتاب با یک حامل سوخت مایع در روز شنبه، 23 آذر ماه 1392 آماده شد.

مطابق برنامه‌ریزی، «کاوشگر پژوهش» در این روز در پایگاه پرتاب‌های فضایی ایران واقع در سمنان، روی سکوی پرتاب مستقر شد و همان‌طور که انتظار می‌رفت، دومین میمون فضایی ایران را به فضای زیرمداری ارسال کرد و پس از مدت زمان حدود 15 دقیقه سالم به زمین بازگرداند.

این کاوشگرها با توجه به ویژگی‌هاى گوناگونی که از نظر هندسه، ارتفاع، مأموریت و نوع حامل دارند، در کلاس‌های A, B, C و D  دسته‌بندی شده‌اند که کاوشگر پژوهش (کلاس D) برترین و بهترین نمونه از محصولات تولید شده توسط محققان ایرانی در این حوزه بوده است.

مجموعاً، در کارنامه کاوشگرهای فضایی ایران (8 کاوشگر)، 3 کاوشگر وظیفه اعزام موجود زنده به فضا را داشتند که پژوهش و پیشگام هر کدام یک میمون را به فضا اعزام و زنده در زمین بازیابی کردند و کاوشگر 3 نیز در سال 1388 چند جانور مختلف از جمله یک موش صحرایی، دو لاک‌پشت و چند کرم را به فضا اعزام کرده و زنده به زمین بازگرداند و این کارنامه‌ای درخشان برای عملکرد فضایی یک کشور است.

امروز بعد از یک دهه توقف حوزه فضایی کشور در دو دولت حسن روحانی، دولت سیزدهم بنا دارد روند پرتاب کپسول‌های زیستی را همین امسال از سربگیرد و در روزها یا ماه‌های آینده‌، شاهد پرتاب نخستین کپسول زیستی ایران در سال 1402 خواهیم بود.