ماهواره «پارس ۱» به عنوان یکی از نمادهای کلاس ماهوارههای تصویربرداری وابسته به طراحی و تولید ماهوارههای سنجشی، قابلیتهای متنوعی را برای انجام مأموریتهای مختلف با قدرت تفکیک متوسط ارائه میدهد.
این ماهواره در پژوهشکده سامانههای ماهواره طراحی شده و در فرایند ساخت و آزمون آن، پژوهشکدههای گوناگون پژوهشگاه فضایی ایران، تعدادی از دانشگاههای داخلی، شرکتهای خصوصی و دانشبنیان و همچنین وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح نقش دارند.
مأموریتهای ماهواره پارس
ماهواره پارس ۱ به منظور تأمین نیازهای تصویربرداری کاربردی، تقویت بازار دادههای سنجشی داخلی و توسعه و آزمون فناوریهای اصلی ماهوارههای سنجشی و زیرساختهای زمینی آنها طراحی و تولید شده است. این پروژه به عنوان گام نخست در برنامه راهبردی ماهوارههای سنجشی برای دستیابی به اهداف تعیینشده در آن برنامه معرفی شده است. با وجود این، هر دو بعد عملیاتی و راهبردی در این پروژه لحاظ گردیده است.
اهداف اولیه
تهیه نقشه با مقیاس ۱.۲۰۰۰۰۰ در زمینه آب کره
تهیه نقشه با مقیاس ۱.۱۰۰۰۰۰ در زمینههای زیستمحیطی و انسانمحور
اهداف ثانویه
برداشتن گام نخست در طراحی ابرسامانه ماهواره سنجشی بومی
افزایش توان فناوری ساخت سیستمهای ماهواره سنجشی در داخل کشور
توسعه بهرهبرداری از دادههای سنجشی در نهادها و ارگانهای مختلف
گسترش بازار دادههای سنجشی در کشور
مشخصات فنی
وزن ماهواره پارس ۱ کمتر از ۱۵۰ کیلوگرم بوده و این ماهواره توسط پرتابگر سیمرغ در مداری با ارتفاع ۵۰۰ کیلومتر و شیب ۵۵ درجه جایگذاری میشود.
| ردیف | عنوان | مشخصه |
| 1 | قدرت تفکیک مکانی دوربین MS | 15 m |
| 2 | قدرت تفکیک مکانی دوربین SWIR | 150 m |
| 3 | قدرت تفکیک مکانی دوربین TIR | 300 m |
| 4 | نوع مدار | تکرارشونده بر روی زمین |
| 5 | ارتفاع مداری (کیلومتر) | 500 km |
| 6 | شیب مدار | 55 |
| 7 | پرتابگر | سیمرغ |
| 8 | طول عمر (سال) | 3 |
| 9 | جرم کل | کمتر از 150 کیلوگرم |
| 10 | توان کل تولیدی توسط آرایه خورشیدی | 200 وات |
| 11 | نوع پایدارسازی | سهمحوره |
| 12 | دقت نشانهروی (درجه) | 0.5 |
| 13 | باند ارسال اطلاعات تلهمتری/تلهکامند | S و UV |
| 14 | باند ارسال داده محموله | X |
| 15 | نرخ ارسال دادههای تصویر (Mbps) | 10 |
| 16 | نرخ خطای بیت لینک تصویر | 10 به توان منفی 6 |
| 17 | دقت پایدارسازی | 0.08 deg/sec |
| 18 | دقت موقعیتیابی با GPS متر | 25 |
| 19 | تعداد تراستر (پیشرانش گاز سرد) | 4 |
| 20 | سطح نیروی پیشران | 1N |
| 21 | قابلیت اطمینان | 0.075 |
| 22 | نرخ ارسال TC/TM (kbps) | 32 |
| 23 | رمزنگاری تلهکامندو تصاویر |
زیرسیستمها
مخابرات محموله
این ماهواره برای ارسال تصاویر به پایگاههای زمینی از فرستندهای در باند مخابراتی X و با نرخ Mbps بهره میبرد. استفاده از لینک باند X با این سرعت، برای نخستین بار در این ماهواره محقق شده است و این موفقیت گامی پیشرو برای ماهوارههای آتی در افزایش سرعت انتقال دادهها از فضا به زمین به شمار میآید. تصاویر ماهواره از طریق دو ایستگاه زمینی قابل دریافت است.
محموله
ماهواره دارای سه محموله تصویربرداری شامل MS، SWIR و TIR با قدرت تفکیک مکانی ۱۵، ۱۵۰ و ۳۰۰ متر میباشد که مسئولیت تصویربرداری از تمامی اراضی کشور را برعهده دارد.
پیشنهاد میشود که محمولههای MS و SWIR این ماهواره در کمتر از ۱۰۰ روز، ۹۵ درصد اراضی ایران را پوشش دهند؛ در حالی که محموله TIR، که قابلیت تصویربرداری در شب را دارد، میتواند تا ۴۵ روز به طور کامل تمامی اراضی ایران را تصویربرداری کند.
دوربین MS موجود بر روی این ماهواره در مقایسه با سایر محمولههای تصویربرداری ساختهشده در داخل کشور، بهترین کیفیت تصویربرداری را ارائه میدهد. همچنین برای نخستین بار در این ماهواره از دوربینهای SWIR و TIR بهرهبرداری شده است.
تمامی محمولههای تصویربرداری ماهواره پارس ۱ همانند سایر زیرسیستمهایش، آزمونهایی شامل بررسیهای کاربردی، محیطی و EMC را پشت سر گذاشتهاند.
پیشرانش
پیشرانش ماهواره پارس ۱ به وسیله سیستم “پیشرانش گاز سرد” انجام میپذیرد که به کنترل مدار ماهواره کمک میکند. این ماهواره به عنوان دومین پس از ماهواره فجر، از سیستم پیشرانش گاز سرد برخوردار میباشد. زیرسیستم پیشرانشی مجهز به چهار تراستر یک نیوتنی است که در بخش زیرین ماهواره قرار دارد.
آزمون نشتی گاز جزء آزمونهای کلیدی کارکردی این زیرسیستم به حساب میآید و باید قبل و بعد از آزمونهای ارتعاشی و در طول آزمون خلأ حرارتی صورت گیرد.
تلهمتری و تلهکامند
برای ارسال فرمانها و دریافت دادههای وضعیت ماهواره، از باندهای UHF/VHF و S استفاده میشود. ارتباط دوطرفه ایستگاه با ماهواره در فازهای ابتدایی مأموریت، که نشانهروی ماهواره به سمت زمین هنوز برقرار نشده، از طریق لینک UV ممکن است. پس از انجام این نشانهروی، ارسال و دریافت اطلاعات به واسطه لینک با سرعت ۳۰kbps انجام میگیرد و ایستگاههای تلهمتری و تلهکامند در تهران و قشم مستقر هستند.
توان
تأمین انرژی الکتریکی در این ماهواره به وسیله دو آرایه خورشیدی بازشونده و یک آرایه ثابت انجام میشود که در مجموع، این سه پنل توان بیش از ۲۰۰ وات تولید خواهند کرد. زیرسیستم الکتریکی همچنین شامل باطریهایی است که برای تأمین انرژی در زمانهایی که ماهواره در سایه خورشید است و یا در مواقع نیاز به توان لحظهای زیاد بکارگیری میشود. این زیرسیستم همچنین شامل بردهایی برای مدیریت و توزیع ولتاژ به زیرسیستمهای مختلف و شارژ باطری نیز میباشد.
کنترل وضعیت
نشانهروی ماهواره به لحاظ عکسبرداری و تأمین انرژی به سمت زمین یا خورشید توسط زیرسیستم کنترل وضعیت انجام میشود. این زیرسیستم دارای حسگرهایی برای تعیین وضعیت ماهواره است.
حسگرهای گنجاندهشده در این ماهواره شامل دو سنسور مغناطیسسنج، دو سنسور خورشیدی، سه سنسور ژایریکوپ و یک سنسور ستاره است که دادههای خروجی آنها به کمک فیلتر کالمن برای تعیین وضعیت مورد استفاده قرار میگیرد. کنترل وضعیت ماهواره از طریق چهار چرخ واکنشی و سه عدد گشتاوردهنده مغناطیسی انجام میپذیرد.
در این زیرسیستم علاوه بر آزمایشهای عملکردی و محیطی بر روی تجهیزات نصبشده، آزمایشهای نرمافزاری و سختافزاری برای تأیید الگوریتمها انجام گرفته است.
تعیین موقعیت ماهواره پارس ۱ به مدد ماژول GPS و همچنین زیرسیستم تعیین موقعیت رادیویی بومی صورت میپذیرد.
در این سیستم تعیین موقعیت، ارسال سیگنال توسط حداقل پنج فرستنده زمینی انجام میگیرد و پس از دریافت این سیگنالها، تعیین موقعیت به عهده ماژول مزبور است. هدف از این ماژول که برای نخستین بار در ماهواره پارس به کار رفته است، استقلال تعیین موقعیت از دادههای GPS میباشد.
ایستگاههای زمینی
بخش زمینی پروژه ماهواره پارس ۱ شامل ایستگاههای ارسال و دریافت تلهکامند و تلهمتری است که از باندهای UHF/VHF و S استفاده میکنند. تصاویر بهدستآمده توسط محمولههای تصویربرداری این ماهواره از ایستگاه باند X در محل چرمشهر مرتبط با سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح دریافت میشود و بهعنوان پشتیبان از ایستگاه ماهدشت نیز بهرهبرداری خواهد شد. همچنین در این پروژه حداقل پنج ایستگاه فرستنده مرتبط با زیرسیستم تعیین موقعیت رادیویی در باند S وجود دارد.
کامپیوتر پرواز
کامپیوتر پرواز ماهواره پارس ۱ با قابلیت “افزونه سرد” مسئول اجرای نرمافزار جمع آوری دادهها از تجهیزات مختلف، ذخیرهسازی دادهها و ارسال آنها به زمین از طریق لینک مخابراتی است. نرمافزار این ماهواره که از پیچیدهترین زیرسیستمهای آن به شمار میرود، ابتدا در مدل مهندسی الکتریکی و سپس در بستر آزمون فلت صحهگذاری شد و نهایتاً در ماهواره نهایی تجمیع شد.
کنترل حرارت
زیرسیستم کنترل حرارت ماهواره شامل حسگرها، هیترها و عایق حرارتی MLI برای حفظ و کنترل دما در محدودهای مناسب برای تجهیزات مختلف است. بهطور ویژه برای نخستین بار در کشور از لوله حرارتی در این ماهواره استفاده شده است.
سازه و مکانیزم
تمامی تجهیزات ماهواره توسط زیرسیستم سازه نگهداری و حمل میشوند. در این زیرسیستم از ورقهای لانه زنبوری برای نگهداری اجزاء بهره گرفته شده و همچنین برای کاهش ارتعاشات ناشی از پرتاب، ایزولاتوری طراحی و مورد آزمون قرار گرفته است.
به منظور تأیید طراحی ساختاری این ماهواره، دو مدل سازهای ساخته شد که خوشبختانه مدل دوم تمام الزامات آزمون را برآورده کرده است. برای گشودن صفحات خورشیدی بازشونده، از مکانیزم فنری و برای کنترل سرعت زاویهای گشایش پنل از یک موتور DC استفاده شده است.
دستاوردها
اصلیترین دستاوردهای فنی این پروژه شامل موارد زیر است:
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 بهعنوان 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 سیستم تعیین موقعیت رادیویی مستقل از GPS
طراحی، ساخت و آزمون مکانیزم فنری برای باز کردن پنلهای خورشیدی.
طراحی، ساخت و آزمون زیرسیستم پیشرانش گاز سرد.
طراحی، 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