ماهواره ها از نظر اندازه و وزن به چند دسته تقسیم می شوند؟ ماهواره های کوچک چیستند و چه مزایایی دارند؟

پاسخ: ماهواره ها از نظر اندازه و وزن، انواع گوناگونی دارند. برای نمونه، نخستین ماهواره های آمریکا به نام اکسپلورر-1 که در سال 1958 پرتاب شد، تنها 2 متر طول و 8 کیلو وزن داشت. اما رصد خانه ی پرتوی گامای کامپتون، که درسال 1991 پرتاب شد بسیار بزرگ تر است. این ماهواره از یک سر آرایه خورشیدی خود تا سر دیگر آن 21.3 متر عرض و بیش از 17 تن وزن دارد. بنابراین با توجه به اندازه و وزن، ماهواره ها دسته بندی می شوند. در این دسته بندی ماهواره ها به ماهواره های بزرگ با وزن بیش از 1000 کیلوگرم، ماهواره های متوسط با وزن بین 500 تا 1000 کیلوگرم و ماهواره های کوچک با وزن 100 تا 500 کیلوگرم تقسیم می شوند. ماهواره هایی با وزن بین 10 تا 100 کیلوگرم، میکروماهواره ها، 1 تا 10 کیلوگرم، نانوماهواره ها، 0.1 تا 1 کیلوگرم، پیکوماهواره ها و کمتر از 100 گرم فنتوماهواره ها نامیده شده اند. واضح است که عملکرد ماهواره ها به اجزا و تجهیزات کمکی نصب شده بر روی آن ها بستگی داشته که خود افزایش وزن را به همراه دارند. بدین ترتیب ماهواره های کوچک شامل ماهواره هایی می شود که شامل ماهواره های میکرو، کوچک و متوسط باشند. بنابراین ماهواره های بین 10 تا 1000 کیلوگرم، به عنوان ماهواره های کوچک تلقی می شوند. اگرچه یک ماهواره کوچک معمولی، امروزه وزنی حدود 50 کیلوگرم و ابعادی حدود 0.3 X 0.4 X 0.6 متر داشته و توسط باتری های خورشیدی تغذیه می شود.

همان گونه که اشاره شد، نخستین ماهواره ها از نوع ماهواره های کوچک بودند چرا که در آن زمان ماهواره ها  یا پرتاب گر های ماهواره، انها توانایی پرتاب چنین ماهواره هایی را داشتند. با گسترش و رشد ماهواره برها، ابعاد ماهواره ها نیز افزایش یافت. اگرچه در این خصوص نبایستی پیشرفت علمی بشر را نیز فراموش کرد و در واقع پیشرفت های شگفت آور علمی، طراحی ماهواره ها با تجهیزات نوین و حجیم تر را میسر نمود. با افزایش حجم طرح ها، به ویژه طرح های شگفت آور علمی، به کاهش تعداد پروازها و ایجاد نظم در آن توجه ویژه ای گردید، چرا که افزایش پرواز ها، خود افزایش هزینه ها و پیچیدگی مأموریت ها را به همراه داشت و از طرفی زمان زیادی نیز صرف این مأموریت ها می گردید. بنابراین، بار دیگر، انگاره ی استفاده از ماهواره های کوچک مطرح گردید. چرا که استفاده از آن ها کاهش هزینه ها و زمان ساخت و کارایی بیش تر را به همراه داشت، با این تفاوت که، این بار برخلاف ماهواره های نخستین، پیشرفت فناوری، ساختار این نوع ماهواره ها را متحول و بهینه نموده بود. بنابراین استفاده از ماهواره های کوچک نه تنها یک بازگشت علمی ارزشمند بود، بلکه کاربردهای کاملاً نوینی را تعریف نمود که از آن جمله می توان به بررسی محیط زیست، کاربردهای مخابراتی، سنجش از راه دور و سایر موارد اشاره نمود.همچنین به دلیل ارزانی و سرعت ساخت آن امکان ارزیابی فن آوری های گوناگون و بررسی سامانه های نوین در فضا توسط این ماهواره ها در زمان کم و با هزینه ی مناسب فراهم شده است.

تمام مزایای به دست آمده از کاربرد این نوع ماهواره ها، ناشی از چهار عاملی است که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم.

·         کوچک شدن ابعاد قطعات و تراشه های الکترونیکی و بهبود عملکرد آن ها:

امروزه پیشرفت فن آوری الکترونیک، تأثیر بسزایی در ساختار زندگی داشته است، این تغییر را می توان در رایانه ها، دوربین های تصویربرداری، تلفن های همراه، رادیوها و . . . مشاهده نمود. این تغییرات سبب شده است تا این تجهیزات بسیار کوچک تر، موثرتر و ارزان تر ساخته شوند.

این واقعیت در مورد تجهیزات ماهواره ای نیز صادق است به گونه ای که ترکیب تجهیزات الکترونیک به همراه نرم افزار های پیشرفته، ساختار و ویژگی های ماهواره ها را دگرگون ساخته است. توسعه ی سریع فناوری الکترونیک و امکان ساخت انواع حسگرهای پیشرفته، تجهیزات و قطعات الکترونیک، میکرو ماشین ها و . . . ، بستر مناسبی را برای ساخت میکروماهواره های پیشرفته فراهم نموده است.

·         ماهواره برهای کوچک:

گسترش ابعاد ماهواره های مخابراتی به دلیل نیاز به افزایش طول عمر، افزایش توان و تعداد کانال ها صورت گرفته است. به همین دلیل ابعاد و اندازه ی ماهواره برها هم، بیش تر شده است. گرچه پیشرفت های فناوری، امکان انجام مأموریت های وسیع علمی را فراهم نموده است ولی طولانی بودن زمان آماده سازی این گونه ماهواره ها و هزینه های گزاف ساخت آن ها از یک سو و پیچیدگی این گونه پروژه ها از دیگر سو باعث شد تا آمریکا در سال 1980، ساخت و اجرای پرتابگرهای تجاری کوچک را دوباره از سرگرفته و پرتاب این سامانه ها را در سال 1990 عملی نماید. این نوع پرتابگرها علاوه بر کوچکی و ارزانی، امکان پیاده سازی و استقرار ماهواره های کوچک مخابراتی را در مدارهای پایین زمین فراهم می سازند.  روسیه نیز با استفاده از یک نوع موشک نظامی بهینه شده، تعدادی ماهواره ی کوچک را به فضا پرتاب نموده است. این تدابیر تأثیر قابل ملاحظه ای بر کاهش هزینه ها، افزایش ضریب اطمینان و تولید ساده تر این نوع پرتابگرها داشته است.

·         عدم وابستگی

از آن جا که ماهواره های کوچک، تجهیزات محدودی را حمل می کنند و پرتاب آن ها بسیار ساده تر از ماهواره های بزرگ است، این امکان برای کشورهای در حال توسعه و فاقد فناوری های پیشرفته ی فضایی نیز فراهم گردیده است تا بتوانند ماهواره ی اختصاصی خود را بدون وابستگی به کشورهای پیشرفته، در مدار قرار دهند. به این ترتیب کشورهای در حال توسعه قادر خواهند بود طرح های ارتباطاتی، توانایی های دفاعی و مشاهدات و بررسی های علمی خود را با هزینه های کم و بدون وابستگی به سایر کشورهای پیشرو در صنعت فضایی، اجرا نمایند. اگر چه عملکرد این نوع ماهواره های کوچک به هیچ وجه قابل مقایسه با ماهواره های بزرگ نیست ولی ایجاد این توانایی برای کشورهای یاد شده از اهمیت بسزایی برخوردار است.

·         پیچیدگی مأموریت و هزینه های ماهواره های بزرگ:

همان گونه که بیان شد یکی از عوامل بکارگیری دوباره ی ماهواره های کوچک پیچیدگی و افزایش هزینه های ماهواره های بزرگ بود. به هر حال، ماهواره های کوچک امکان استفاده از تجهیزات نوین را با هزینه های کم تر در زمان کوتاه تر فراهم نموده و در مواردی، بسیار موثر تر از ماهواره های بزرگ عمل می کنند. با توجه به مزایا و دلایلی که بیان شد، استفاده از ماهواره های کوچک از سال 1990 به بعد، مورد توجه جدی قرار گرفت. امروزه نیز با به کارگیری فناوری نانو در ساخت ماهواره ها، امکان ساخت نانو ماهواره ها با ابعاد چند سانتی متر و وزن چند کیلوگرم فراهم شده است. بنابراین نباید تصور کرد استفاده از ماهواره های کوچک به معنای بکارگیری فناوری ضعیف تر و طول عمر کم تر است. بلکه به عکس، این امر، به معنای بهره گیری از فناوری های پیشرفته با کارایی فوق العاده، برای ساخت ماهواره ها با ابعاد و وزن ناچیز می باشد. در حقیقت ماهواره های کوچک، امکان اجرای ماهواره های ارزشمندی را در زمینه ی پژوهش و تحقیقات علمی و نیز آموزش و یادگیری با هزینه های کم تر فراهم نموده اند. به این ترتیب، با این فناوری، کشورهای در حال توسعه نیز، به فضا و تحقیقات فضایی دست یافته اند.

منبع: ماهنامه «صنایع هوافضا»، شماره 31