همان طور که تجربه های موفق جهانی همچون کارنامه شرکت فضایی اسپیس-ایکس نشان می دهد بهینه ‎سازی سامانه‎ای که توانمندی آن در عمل به اثبات رسیده و همچنین استفاده از فناوری های موجود در آن برای ساخت نمونه‎های دیگر، گامی منطقی و بسیار صرفه جویانه در جهت توسعه صنعت مورد نظر است.

شرکت فضایی اسپیس-ایکس به عنوان یک شرکت خصوصی، تنها در کمتر از ۱۰ سال، موفق شده به رقیب جدی برای شرکت‎های باسابقه چند ده سال در عرصه پرتاب ماهواره تبدیل شود. این شرکت بر اساس ماهواره‎بر «فالکون» خود، چندین مدل با توانمندی‎های بسیار متفاوت را توسعه داده و از نظر قیمت تمام شده نیز فضای رقابت را سخت‎تر کرده به طوری که موفق به دریافت سفارش پرتاب محموله‎های فضایی از سازمان فضایی آمریکا، ناسا نیز شده است.

دانشمندان صنعت فضایی ایران نیز این رویکرد هوشمندانه و صرفه‎جویانه را در دستور کار قرار داده و ضمن بهینه‎سازی نمونه های موجود، اقدام به طراحی ماهواره‎ برهای بزرگتر و سنگین ‎تر برای رسیدن به ارتفاعات بسیار بالاتر با استفاده از بخش‎های نمونه‎های موجود کرده اند. اولین محصول معرفی شده حاصل این روش، ماهواره‎بر سیمرغ بود که نمونه مقیاس واقعی آن در ۱۴ بهمن ماه سال ۱۳۸۸ برای اولین بار رونمایی شد و قرار شد ماهواره هایی چون طلوع، ظفر، مصباح و آتست با آن، راهی ماموریت شوند.
 

ماهواره‎بر دو مرحله‎ای سیمرغ

سیمرغ، ماهواره‌ بری دو مرحله‎ای است که در راستای دستیابی به بخشی از اهداف برنامه فضایی ایران طراحی و ساخته شده است و با بهره‎گیری از پیشران سوخت مایع می‎تواند ماهواره ‎هایی در رده جرمی سنگین ‎تر نسبت به موشک سفیر را در مدار حدود ۵۰۰ کیلومتری و زاویه میل مداری ۵۵ درجه قرار دهد و همچنین قادر به تزریق ماهواره‎ هایی با جرم چند صد کیلوگرم در مدارهای نزدیک به زمین (LEO) است.

آنطور که در زمان رونمایی و سالهای اولیه پس از آن توسط مسئولان و کارشناسان کشورمان اعلام شده، این موشک دارای طول کلی ۲۵.۹ متر است که ۱۷.۸ آن مربوط به مرحله اول و ۸.۱ متر آن نیز متعلق به مرحله دوم آن است. قطر مرحله اول این موشک برابر ۲.۴ متر و قطر مرحله دوم آن برابر ۱.۵ متر است. همچنین در زمان رونمایی رانش مرحله اول ۱۴۲ و مرحله دوم نیز ۷.۲ تن-نیرو اعلام شد.

 دو ماهواره بر سفیر-۱ و سیمرغ(سفیر-۲)

به گزارش مشرق، این ماهواره‎بر در واقع گام نخست ایران برای انتقال ماهواره‎ها در مدار برگشت ناپذیر بیش از ۱۰۰۰ کیلومتری از سطح زمین است که علاوه بر تأمین عمرهای بسیار بالاتر برای ماهواره‎ها، زمان پوشش دهی بر کشور را نیز به نحو چشمگیری می‎افزاید. با توجه به تغییرات بسیار زیاد سیمرغ نسبت به سفیر،  فناوری‎های مورد نیاز برای رسیدن به یک ماهواره‎ بر جدید یعنی طراحی، ساخت، آزمایش، شبیه‎سازی، ایمنی، دقت و صحت عملکرد مراحل و تمام زیرسامانه(هدایت، کنترل، ناوبری، مخابراتی، تزریق ماهواره، موتورها، پمپ ها، حسگرها، رایانه ها و ...) دوباره دست به دست هم دادند تا این محصول به تولید برسد.

این فناوری‎ها توسط بخش‎ها و صنایع مختلف نظیر طراحی و تحقیقات، موتور، سوخت، هدایت و کنترل، ساخت حسگر، سازه و تجهیزات پرتاب به کار گرفته شدند و در نهایت انواع آزمایش های لازم نظیر استاتیک، خواص جرم، مودال، تلاطم سوخت، ارتعاشات، شوک، حرارت سازه و جدایش روی بخش‎های مربوطه در موشک به انجام رسید. پس از اجرای دقیق هر یک از این آزمایش‎ها و بررسی و تحلیل موشکافانه داده‎های ثبت شده، تیم‎های طراحی در صورت نیاز مجدداً‌ اقدام به بازبینی بخش‎های مربوطه و تجدید طرح و ساخت نمونه جدید و اجرای مجدد آزمایش‎ها می کنند و تنها پس از تأیید شدن نهایی تمام بخش‎ها ماهواره‎بر برای اجرای آزمایش عملیاتی مهیا می‎شود.

پس از این مراحل بوده که ماهواره‎بر سیمرغ به امکان رسیدن به سرعتی برابر با ۷۵۰۰ متر در ثانیه (بر اساس اطلاعات اولیه اعلامی) دست یافته و پایه مناسبی برای رسیدن به سرعت فرار از جاذبه زمین است که برابر ۱۱.۲ کیلومتر در ثانیه بوده و بنا بر این توان انتقال ماهواره به مدارهای بالاتر و غیر قابل برگشت در فضا را دارد. محاسبات نشان می‎دهد که فقط نزدیک به ۱۴۴ تن نیروی رانش برای قرار دادن یک ماهواره ۱۰۰ کیلوگرمی در ارتفاع ۵۰۰ کیلومتری مورد نیاز است.

از این رو برای رسیدن به این مقدار رانش، ۴ موتور بهینه شده مورد استفاده در مرحله اول سفیر، که هرکدام از آنها رانشی تقریباً به اندازه ۳۲ تن-نیرو دارند، کلاستر شده ‎اند یعنی برای رسیدن به قدرت‎های بالاتر کنار هم قرار گرفته‎اند و در مجموع حدود ۱۲۸ تن-نیرو را ارائه می‎دهند. سیمرغ ۸۷ تنی (طبق گفته مسئولان دولت سابق) باید بتواند در هنگام پرواز زاویه مناسب را بگیرد برای این منظور ۴ موتور یا به عبارت دقیقتر محفظه کنترلی دیگر نیز در مرحله اول سیمرغ حضور خواهند داشت که نزدیک به ۱۵ تن-نیرو ایجاد می کند و با اضافه شدن این میزان به توان موتورهای اصلی نیروی لازم برای رسیدن به مدار ۵۰۰ کیلومتری فراهم می شود.

بدین ترتیب با استفاده از پیشرانی که قبلا بدرستی کار کرده، یکی از اصلی ‎ترین بخش‎ های ماهواره‎ بر سیمرغ، آماده می‎گردد. البته، موتور مرحله اول سیمرغ به گونه‎ای طراحی شده است که بتواند تمام اعضای خانواده سیمرغ را تأمین کند یعنی تمام اعضای این خانواده که قرار است در سال‎های آینده ماهواره‎های سنگین‎تری را در مدار قرار دهند با همین موتور کار خواهند کرد.

طبیعی است امکان استفاده از نمونه‎های جدید موتورهای سفیر با رانش ۳۷ تن-نیرو هم در ماهواره بر سیمرغ وجود دارد که شاید از دلایل تأخیر اولین پرتاب این موشک نسبت به زمان‎های اعلام شده نیز همین باشد. به گفته برخی مسئولان سابق حوزه فضایی، نسل بعدی ماهواره ‎بر سیمرغ یعنی «سپهر» در آینده، به توان انتقال ماهواره‎هایی با جرم ۷۰۰ کیلوگرم به مدار ۱۰۰۰ کیلومتری دست خواهد یافت.

با توجه به الزامات پرتاب یک موشک ماهواره‎بر بزرگ، نیاز به ساخت این پایگاه و سکوی پرتاب جدید ضرورتی انکار ناپذیر محسوب می شد زیرا سکوی پرتاب ماهواره ‎بر سفیر که بر مبنای پرتابگرهای متحرک توسعه یافته بود امکان استفاده برای موشکی به بزرگی سیمرغ را نداشت.

امروزه حتی کشورهایی که سابقه آنها در صنعت فضایی از کل عمر انقلاب اسلامی نیز بیشتر است مانند هند و روسیه چه در کاربری ماهواره ‎برهای فعلی خود و چه در توسعه نمونه‎های جدید با چالش ها بزرگ و حتی شکست‎های فضایی سنگین و پرهزینه رو به رو می‎شوند بنا بر این در هر مقطعی از برنامه فضایی کشور خصوصا در گذار از ماهواره‎ برهای فعلی به نمونه‎های بزرگ مانند سیمرغ باید انتظار بروز شکست و البته شجاعت پذیرفتن و اعلام آن را داشت؛ هرچند که خوشبختانه اولین تست با موفقیت تمام انجام شد.

مشخص است که بهره‎گیری از تجارب فضایی کشورهای دیگر به طور مستقیم ممکن نیست اما می‎توان با در نظر داشتن علل و عوامل اعلام شده از سوی آنها در این مسیر با خطای و شکست‎ های کمتر به پیشرفت رسید و در عین حال، از جهش تقریبا ۵ برابری قدرت پرتاب ماهواره های ایران با تست موفق سیمرغ و پایگاه پرتاب آن، بر خود بالید.