به گزارش مشرق، پژوهشگران پژوهشکدۀ سامانه‌های فضانوردی توانسته‌اند، در کمتر از یک دهه به موفقیت چشمگیری در مأموریت ارسال موجود زنده به فضای زیرمداری و بازگرداندن آن به سطح زمین، دست یابند و به‌دنبال موفقیت در ارسال و بازیابی سالم کاوشگرهای پیشین و در راستای تحقق بخشی از برنامه اعزام انسان به فضا، این پژوهشگران با امید و انگیزۀ دوچندان، آماده‌سازی فضاپیمای سرنشین‌دار دیگری را در دستور کار قرار دادند.
اجرای این پروژه در واقع براساس برنامه‌ریزی‌های صورت گرفته در نقشه جامع علمی کشور و سند چشم انداز بیست ساله، از مدت‌ها پیش پیگیری شده و حالا از مرحله طراحی مفهومی پروژه عبور کرده و کار، در حال حرکت به سمت طراحی واقعی است.
در حال حاضر، پژوهشکده سامانه‌هاى فضانوردى متولی اصلی انجام تحقیقات زیست فضایی در کشور به شمار می‌رود و این مرکز برای تحقق پروژه اعزام انسان به فضا، چهار گروه پژوهشی «سیستم‌هاى فضانوردى»، «طراحی فضاپیما»، «علوم فضایی» و «زیست فضایی» تشکیل داده و از سالیان گذشته تحقیقات وسیعی برای تحقق اهداف پروژه انجام داده‌اند.
در مهمترین بخش تحقیقات در این حوزه، تلاش برای توسعه زیرساخت‌هاى علمی و فناورانه لازم براى حضور فعال فضانوردان ایرانی در فضا، در دستور کار این پژوهشکده است و موفقیت‌های زیادی در این زمینه تاکنون کسب شده است.
به طور کلی اهداف این پروژه را به غیر از جنبه‌های اثبات و توسعۀ فناوری‌های استفاده شده، می‌توان از جنبه‌های علمی و اکتشافی و همچنین جنبه‌های برنامه‌ای مورد توجه قرار داد. بررسی بی‌وزنی بر عملکرد رده‌های سلولی تحت شرایط جاذبه پایین از مهمترین اهداف علمی و اکتشافی فضاپیمای سرنشین‌دار ایرانی است.
اهداف اصلی از اعزام فضاپیمای سرنشین‌دار به فضا:
1-بررسی بی‌وزنی بر عملکرد رده‌های سلولی تحت شرایط جاذبه پایین
2- توسعه فناوری به منظور بهره‌برداری در مأموریت اعزام انسان به فضا مطابق برنامه راهبردی پژوهشکده سامانه‌های فضانوردی
3- انجام مطالعات زیستی برای شناخت مشکلات فضانوردان در طول مأموریت‌های فضایی
4- پس از بازگشت فضاپیما، ارائه راهکارهای مناسب و انجام مطالعات زیستی به منظور استفاده در کاربردهای پزشکی و بهداشت عمومی
اولین فضاپیمای سرنشین‌دار ایرانی در مقایسه با فضاپیماهایی پیشینی که در قالب کاوشگر به فضا پرتاب شده‌اند، تفاوت‌های زیادی دارد که در مهمترین بخش این تفاوت‌ها، تغییر پیکربندی فضاپیما به نسبت فضاپیماهای قبلی ایران است.
فضاپیمای سرنشین‌دار ایرانی به شکل مخروط - استوانه - بلانت طراحی خواهد شد تا یک قدم بزرگ در طراحی و ساخت فضاپیمایی که امکان بازگشت از مدار و تحمل فشارهای شدید فاز بازگشت به جو را داشته باشد، برداشته شود. از جمله دیگر تغییرات فضاپیمای سرنشین‌دار ایران نسبت به فضاپیماهای قبلی، شامل افزایش جرم فضاپیما و امکان توسعۀ تکنولوژیکی زیرسیستم‌های مختلف جهت نزدیک‌شدن به نقطۀ مرجع اعزام انسان به فضا است.
تصویر طرح گرافیکی راکت و فضاپیمای سرنشین‌دار ایرانی
نسل جدید فضاپیمای سرنشین دار ایرانی، فضاپیمایی علمی - پژوهشی است که به منظور توسعه فناوری و کسب دانش فنی و با در نظر گرفتن ملاحظات مربوط به فضانورد در ارتفاع 175 کیلومتری سطح زمین و بازگشت سالم آن، طراحی، ساخت، آزمایش، مونتاژ، یکپارچه و پرتاب خواهد شد.
مراحل اعزام اولین فضاپیمای سرنشین‌دار ایرانی به فضا
مرحله 1- پرتاب راکت حامل و فضاپیما به فضا
مرحله 2- جدایش زیرسیستم لغو پرتاب از فضاپیما
مرحله 3- جدایش حامل و فعال شدن زیرسیستم کنترل
مرحله 4- پرواز فضاپیمای سرنشین‌دار تا نقطه اوج ( 175 کیلومتری سطح زمین)
مرحله 5- ورود به جو و غیرفعال شدن زیرسیستم کنترل
مرحله 6- بازشدن چتر ترمزی اول
مرحله 7- جداشدن چتر ترمزی اول و بازشدن چتر ترمزی دوم
مرحله 8- جدایش چتر ترمزی دوم و بازشدن چتر ترمزی اصلی
مرحله 9- فرود روی سطح زمین
فضاپیما پس از طراحی و تولید و همچنین گذراندن تست‌های زمین‌پایه، به فضا پرتاب خواهد شد (مرحله اول) و سپس با طی مسافتی معین، مطابق با سناریوی پروازی، زیرسیستم لغو پرتاب از فضاپیمای سرنشین‌دار جدا می‌شود (مرحله دوم).
در مرحله سوم نیز با اتمام پیشران حامل، فضاپیمای سرنشین‌دار با ارسال فرمان به زیرسیستم جدایش، از راکت حامل جدا می‌شود و بلافاصله، زیرسیستم کنترل وضعیت فضاپیما فعال می‌شود تا فضاپیما که حامل یک سرنشین است، قابل کنترل و هدایت باشد.
سپس فضاپیمای سرنشین دار تا نقطه اوج پیش می‌رود (مرحله چهارم) و پس از به پایان رساندن ماموریت، در مسیر بازگشت قرار می‌گیرد که در این مسیر، ابتداً با غیرفعال شدن زیرسیستم کنترل برای ورود مجدد به جو آماده می‌شود (مرحله 5).
فضاپیما به محض ورود به جو زمین، به منظور کاهش سرعت، زیرسیستم‌های کاهنده سرعت اعم از چترهای ترمزی اولیه و اصلی را فعال می‌کند (مراحل 6، 7 و 8) تا سرعت فضاپیمای سرنشین‌دار در لحظه برخورد به زمین به میزان زیادی کاهش یابد و نهایتاً قبل از برخورد به زمین زیرسیستم جاذب، انرژی و شوک برخورد را تعدیل کند (مرحله 9).
تصویر طرح گرافیکی از فضاپیمای سرنشین‌دار ایرانی - در بخش فوقانی راکت حامل قرار دارد
پس از پایان مرحله فرود روی سطح زمین، تیم جستجو و نجات، فضاپیما را یافته و به مکان از پیش تعیین‌شده‌ای منتقل خواهند کرد تا مراحل بازیابی نهایی و انجام تست‌های پزشکی روی فضانورد انجام شود. لازم به ذکر است که در تمام مسیر پرواز و طی فرآیند پرتاب تا فرود، مجموعه ناوبری و دیگر حسگرهای نصب شده روی فضاپیما فعال بوده و داده‌های اندازه‌گیری شده توسط مجموعه تله‌متری داده، به ایستگاه‌های زمینی به طور آنلاین مخابره و در جعبه سیاه تعبیه شده در فضاپیما نیز ذخیره خواهد شد.
مشخصات اصلی فضاپیما
| تعداد سرنشین | طول فضاپیما | حداکثر قطر فضاپیما | جرم پرتاب | جرم بازگشت |
| 1 نفر | 2 متر و 30 سانتی‌متر | 1 متر و 85 سانتی‌متر | 1800 کیلوگرم | 1000 کیلوگرم |
همچنین برای رصد دقیق‌تر عملکرد فضاپیما، تعدادی دوربین روی بدنه و داخل فضاپیما نصب می‌شود تا کل فرایند پرتاب را از زمان شروع تا فرود روی سطح زمین، تصویربرداری کرده و توسط مجموعه تله‌متری، تصاویر به ایستگاه‌های زمینی مخابره شود.
سناریوهای اضطراری
حفاظت از جان سرنشین در مأموریت‌های فضایی، یکی از دغدغه‌های طراحان فضاپیماهای سرنشین‌دار در سراسر جهان است لذا در تمام کشورها، سامانه‌ای مخصوص برای حفاظت از جان فضانورد، پیش‌بینی، تولید و روی فضاپیما نصب می‌شود تا جان فضانورد را از طریق لغو پروژه پرتاب حفظ کند، به این صورت که تا قبل از رسیدن راکت حامل به نقطه جدایش فضاپیما از حامل، اگر مشکلی در فرآیند پرتاب و طی مسیر توسط راکت پیش آید، زیرسیستم لغو پرتاب فعال شده و فضاپیما را از راکت جدا کرده و توسط یک چترو فرود به زمین باز می‌گرداند.
این کار در فضاپیماهای سرنشین‌دار بر عهده یک زیرسیستم به نام زیرسیستم لغو پرتاب یا به عبارتی دیگر زیرسیستم نجات خدمه است. این زیرسیستم که یکی از بخش‌های اصلی فضاپیمای سرنشین‌دار است، وقتی موتور راکت حامل فضاپیما روشن می‌شود، فعال شده و به محض خاموش شدن موتور و آغاز مرحله جدایش فضاپیما از راکت در نقطه تعیین شده، این زیرسیستم نیز از فضاپیما جدا می‌شود.
زیر سیستم لغو پرتاب
برای اجرای این سناریوی اضطراری و پس از پرتاب راکت حامل، 4 مرحله اصلی باید طی شود تا فضاپیمایی که در بخش فوقانی راکت پرتاب شده قرار دارد از بدنه راکت جدا شده و به زمین بازگردد.
مرحله 1- مانور پیچ زیرسیستم لغو پرتاب (جدایش فضاپیما از بدنه راکت حامل)
مرحله 2- جدایش زیرسیستم لغو پرتاب
مرحله 3- بازشدن چتر و آغاز بازیابی فضاپیما (آغاز مرحله فرود اضطراری)
مرحله 4- فرود روی سطح زمین
سناریوی دیگری که برای شراط اضطراری پیش بینی شده است، در مسیر بازگشت فضاپیما به زمین است. اگر فضاپیما در مسیر بازگشت به زمین و به محض ورود به جو با مشکلی روبرو شود که جان فضانورد را تهدید کرده و یا امکان فرود از مسیر طبیعی را از دست بدهد، سناریوی اضطراری اجرا شده و بلافاصله چتر پشتیبان باز شده و فضاپیما با همان چتر روی زمین فرود خواهد آمد، به این معنا که فضاپیما دیگر، مراحل بازشدن چترهای ترمزی اول، دوم و اصلی را طی نخواهد کرد.
با انجام موفقیت‌آمیز مأموریت اعزام اولین فضانورد ایرانی به فضا، از بسیاری جهات تحقیقاتی، مهندسی و فنی، طراحی و تولید سامانه‌ها و زیرسیستم‌ها، گامی بسیار بلند به جلو برداشته خواهد شد و فاصله توانمندی‌های مجموعه فضایی کشور با هدف نهایی، به حداقل خواهد رسید.
۱۸:۰۳ - ۱۳۹۹/۱۲/۱۶
