مدل پیکرنما (ماک آپ) ساده شده طرح واقعی است که متناسب با هزینه و شرایط ساخت و کاربردی که از آن انتظار می‌رود می‌تواند از جنس‌های مختلفی ساخته شود. هدف پیکرنما در پروژه‌های فضایی بررسی ملاحظات مونتاژ‌پذیری و چیدمان مجموعه‌های داخلی و همچنین بررسی سطح دسترس‌پذیری تجهیزات است.
پژوهشکده سامانه های فضانوردی که پیش از این کاوشگرهای پژوهش، پیشگام، کاوشگرهای ۴، ۲ و ۱ و تجهیزات مرتبط به این کاوشگرها را طراحی کرده و ساخته است در راستای ماموریت اعزام انسان به فضا که از اولویتهای اصلی برنامه های فضایی کشور در دولت احمدی نژاد بود به منظور توسعه فناوری و کسب دانش فنی اعزام فضانورد به محدوده ارتفاع ۱۵۰ تا ۲۰۰ کیلومتری سطح زمین و بازگشت سالم آن، طراحی، ساخت، آزمایش، مونتاژ و پرتاب چند فضاپیما از کلاس E را در دستور کار قرار داده تا قابلیت اطمینان مناسب قبل از اعزام فضانورد به فضا فراهم شود.
ایران و یک دهه پیشینه پرتاب محموله‌های فضایی
پیشینه پرتاب کاوشگرهای فضایی در کشور محدود به یک دهه گذشته است. نخستین کاوشگر در قالب طرح «آزمایشگاه فضایی» در پژوهشکده سامانه‌های فضانوردی (پژوهشگاه هوافضای سابق) طراحی، ساخته و آزمایش شد.
پژوهشگران و کارشناسان این مرکز از سال ۱۳۸۱، فعالیت‌های مطالعاتی و آزمایشی خود را با هدف دستیابی به فناوری ساخت و توسعه کاوشگرهای فضایی آغاز کردند و توانستند به موفقیت‌های بزرگی دست یابند.
ماموریت ارسال موجود زنده
آزمایش فضاپیمای سرنشیندار زیرمداری یک تنی همراه با مطالعات زیست فضایی در راستای ماموریت فضاپیمای سرنشیندار ایرانی صورت می گیرد که پیش بینی شده علاوه بر پیشرفت در راه اعزام انسان به فضا، منبعی برای کسب درآمد و گامی در جهت تبدیل علم به ثروت و توسعه اقتصاد دانش بنیان باشد.
این پروژه صرف نظر از اثبات و توسعه فناوری های استفاده شده از جنبه های علمی و اکتشافی و برنامه یی مورد توجه قرار داد. بررسی بی وزنی بر عملکرد رده های سلولی تحت شرایط جاذبه پایین از مهمترین اهداف علمی و اکتشافی فضاپیمای سرنشیندار ایرانی است. با تغییر پیکره بندی فضاپیما، یک قدم بزرگ برای طراحی و ساخت فضاپیمایی که امکان بازگشت از مدار و تحمل فشارهای شدید فاز بازگشت به جو را داشته باشد، برداشته می شود.
فضاپیمای سرنشین دار ایرانی
فضاپیمای سرنشیندار در حال ساخت قابلیت حمل یک فضانورد به فضا را دارد و پس از انجام چندین پرتاب آزمایشی و حصول اطمینان از کارکرد صحیح فضاپیما و حامل آن، یک فضانورد را در یک ماموریت زیرمداری به ارتفاع 175 کیلومتری اعزام و با ملاحظات ایمنی لازم به زمین بازمی گرداند.
در ادامه و با تکمیل فناوری‌های فضایی به ویژه با ایجاد قابلیت ارسال محموله‌های سنگین به مدار زمین، مقدمات پروازهای آزمایشی مداری این فضاپیما و سپس اعزام فضانورد به مدار زمین نیز فراهم خواهد شد.
طراحی فضاپیمای سرنشیندار ایرانی طی سه مرحله شامل طراحی مفهومی، طراحی اولیه و طراحی دقیق صورت می‌پذیرد که ماک‌آپ نمایش داده شده بر اساس نتایج حاصل از مراحل اول و دوم طراحی ساخته شده و طراحی دقیق نیز توسط متخصصان پژوهشکدة سامانه‌های فضانوردی در حال انجام است.
مراحل بعدی پروژه شامل ساخت، مونتاژ، یکپارچه سازی و تست نمونه های پروازی و نهایتا عملیات پرتاب و تحلیل نتایج است.
فضاپیمای سرنشیندار ایرانی، دارای پیکره‌بندی مخروط - استوانه -بلانت است و به طور مشخص از سه بخش دماغه، بخش مخروطی و بخش استوانه‌یی تشکیل شده است.
بخش دماغه دربردارنده مجموعه چترهای بازیابی، بخش مخروطی شامل کابین فضاپیما و بخش استوانه‌یی شامل قفسه‌های پشتیبانی فضاپیما است.
در زیر بخش استوانه‌یی سپرحرارتی قرار می‌گیرد که از فضاپیما در برابر حرارت بالای ناشی از بازگشت مجدد به جو با سرعت بالا محافظت می‌کند.
در نمونه نهایی یک سامانه لغو پرتاب نیز برای شرایط اضطراری تعبیه خواهد شد. همچنین برای اتصال فضاپیما به حامل از یک آداپتور معکوس و سامانه جدایش استفاده خواهد شد.
قطر این فضاپیما 1.85 متر و ارتفاع آن 2.3 متر است. وزن فضاپیما در هنگام پرتاب در حدود هزار و 800 کیلوگرم و در حین برگشت در حدود هزار کیلوگرم خواهد بود. این فضاپیما علاوه بر حمل فضانورد، قابلیت حمل آزمایشات علمی-اکتشافی و محموله‌های زیستی به فضا را نیز خواهد داشت. آزمودن ادوات و تجهیزات مورد استفاده در سایر برنامه‌های فضایی کشور از دیگر توانمندی‌های این فضاپیماست.
زیرسیستم ها و فناوری‌ها
این فضاپیما به منظور فراهم کردن شرایط مناسب برای پرواز فضایی انسان احتیاج به زیرسیستم‌های سازه، پشتیبان حیات، ابزارهای تحقیقاتی علمی- اکتشافی، مدیرت پرواز، ارتباطات، هدایت، کنترل و ناوبری، جدایش، سپر و جاذب ضربه، بازیابی و لغو پرتاب دارد.
سناریوهای پرواز
پس از پرتاب و طی مسافتی معین، مطابق با سناریوی پروازی، ابتدا زیرسیستم لغو پرتاب و سپس با اتمام پیشران حامل، فضاپیمای سرنشیندار جدا می‌شود. سپس فضاپیما تا نقطه اوج پیش می‌رود. در مسیر بازگشت فضاپیما برای ورود مجدد به جو آماده می‌شود. پس از ورود به جو به منظور کاهش سرعت، زیرسیستم های کاهنده سرعت (چترهای ترمزی و اصلی) فعال می‌شوند و در نهایت فضاپیمای سرنشین دار به سلامت روی زمین فرود می‌یابد. همچنین دو سناریوی اضطراری نیز برای این فضاپیما در نظر گرفته شده است که شامل سناریو لغو پرتاب و شرایط اضطراری در مسیر بازگشت می‌باشند.