هدف از انجام این مأموریت، بررسی و مطالعه دقیق‌تر شرایط پروازی و اثر آن بر مجموعه‌های فنی محموله و زمینه‌سازی مناسب برای تحقیقات زیست فضایی کشور بود.

محموله بازگشتی پیشگام حدود 300 کیلوگرم وزن داشت که پس از خروج از جو زمین و قرارگیری در شرایط بی‌وزنی، در مسیر بازگشت قرار گرفت و در نهایت با عملکرد مناسب چترهای ترمزی محموله در منطقه پیش‌بینی شده فرود آمد و میمون فضایی در سلامت کامل بازبینی شد.

معاینات بالینی انجام شده روی پیشگام از سلامتی کامل آن حکایت داشت. هم اکنون نیز با گذشت حدود یک سال از انجام این مأموریت پیشگام در سلامت کامل به سر می‌برد.

در زمان انجام این مأموریت، تمامی تجهیزات الکترونیکی و فنی موجود در محموله و همچنین ایستگاه‌های نظارتی فعال بودند و ضمن انجام وظایف محوله اطلاعات مورد نیاز با کیفیت مطلوب به زمین ارسال می‌شد.

در مدت زمان پرتاب داده‌های محیطی مانند دما، رطوبت، فشار و شتاب داخل کپسول زیستی و همچنین علائم حیاتی موجود زنده شامل ضربان قلب، نوار قلب و دمای سطحی و عمقی بدن اندازه‌گیری و ثبت شدند.

ارسال برخط این داده‌ها به همراه 4 تصویر از محیط اطراف محموله و داخل کپسول زیستی در طول پرتاب ادامه داشت.

موفقیت این مأموریت به خوبی ثابت کرد که کسب توانمندی ارسال حیات به فضا و دستیابی به تحقیقات زیست فضایی توسط محققان جوان کشور ممکن است. از این رو از ابتدای سال92 مجموعه جدیدی از فعالیت‌های زیست فضایی کشور با رویکردی نو در طراحی و ساخت محموله‌های کلاس D و فراهم آوردن زمینه پرتاب کاوشگرها با استفاده از حامل سوخت مایع آغاز شد.

طرح کاوشگر «پیشگام» نمونه بارز و موفق همکاری بین مراکز پژوهشی، دانشگاهی و صنعتی بود که در کشور برای انجام یک فعالیت علمی و پژوهشی صورت گرفت و بازگشت سالم نخستین میمون فضایی ایران از خارج از جو کره زمین مهمترین دستاورد تاریخی این طرح محسوب می‌شود.

* کاوشگر پژوهش

به دنبال موفقیت کاوشگر پیشگام در ارسال اولین میمون فضایی ایران به فضا در بهمن‌ماه 1391 و در راستای تحققِ بخشی از برنامه اعزام انسان به فضا، کارشناسان و پژوهشگران «پژوهشکده سامانه‌های فضانوردی» با امید و انگیزه دوچندان، آماده‌سازی کپسول فضایی دیگری را برای ارسال دومین میمون فضایی ایران به فضا، در دستور کار قرار دادند.

این محموله‌ سرنشین‌دار که کاوشگر «پژوهش» نام داشت، پس از بهبود و توسعه زیرسامانه‌های کاوشگر پیشین و افزایش قابلیت اطمینان آن، برای پرتاب با یک حامل سوخت مایع در مورخ شنبه 23 آذرماه 1392 آماده شد.

مطابق برنامه‌ریزی، کاوشگر «پژوهش» در این روز در پایگاه پرتاب‌های فضایی ایران واقع در سمنان، روی سکوی پرتاب مستقر شد و همان‌طور که انتظار می‌رفت دومین میمون فضایی ایران را به فضای زیرمداری ارسال کرد و پس از مدت زمان حدود 11 دقیقه سالم به زمین بازگرداند تا گام بلند دیگری در دستیابی به فناوری‌های فضانوردی برداشته شود.

بارزترین تفاوت میان کاوشگر «پژوهش» و «پیشگام»، استفاده از حامل سوخت مایع بود که زمینه‌ انجام این مأموریت را با شتاب برخاست کمتری فراهم کرد. «سامانه ضربه‌گیر فرود»، دیگر فناوری ارتقاء یافته در کاوشگر «پژوهش» بود که با به‌کارگیری آن، ضربه واردشده به موجود زنده در لحظه برخورد به زمین کاهش چشمگیری یافت.

در تمامی این مراحل داده‌های ثبت‌شده توسط حسگرهای علائم حیاتی موجود زنده و پارامترهای محیطی کپسول زیستی در رایانه پرواز ثبت و هم‌زمان به ایستگاه‌های زمینی مخابره شد تا وضعیت عمومی موجود زنده در طول پرتاب پایش شود. در این پرتاب داده‌برداری صوتی با حسگر و تجهیزات داده‌برداری بسیار دقیق برای نخستین بار صورت پذیرفت.

1- لحضاتی پیش از پرتاب

2- لحظه پرتاب

3- اوج‌گیری در فاز موتور روشن

4- لحظاتی قبل از خاموشی موتور

5- جدایش دماغه (تصویر پایین سمت راست)

6- لحظه جدایش موتور (تصویر بالا سمت راست)

7- پرواز بی‌وزنی در نقطه اوج (انحنای کره زمین در تصویر مشاهده می شود.)

8- پرواز بی‌وزنی در نقطه اوج (انحنای کره زمین در تصویر مشاهده می شود.)

9- بازشدن چتر ترمزی (تصویر پایین سمت راست)

10- بازشدن چتر اصلی (تصویر پایین سمت راست)

11- پر باد شدن چتر دوم و نزدیک شدن به زمین (تصویر پایین سمت راست)

12- لحظه فرود روی زمین

کاوشگر «پژوهش» با برخورداری از محموله‌ای به وزن 320 کیلوگرم، به زیرسامانه‌های مهم و اساسی برای پشتیبانی حیات موجود زنده و تجهیزات حساس برای ارائه خدمات الکترونیکی و مخابراتی مجهز شده بود.

در مسیر بازگشت، محموله علمی ـ پژوهشی کاوشگر که میمون فضانورد ایرانی را در خود جای داده بود، پس از جدایش دماغه و بخشی از سامانه جدایش حامل با وزنی حدود 290 کیلوگرم به همراه تمامی داده‌های به دست آمده از تحقیقات و کاوش‌های فضایی مورد نظر، به کمک سامانه بازیابی بر زمین فرود آمد.

هم‌زمان با طراحی کاوشگر، فعالیت‌های متعددی نیز برای سازگارسازی موجود زنده با شرایط پروازی انجام پذیرفت که از مهم‌ترین اقدامات این مأموریت بود.

مسیر پرواز کاوشگر «پژوهش» با تفاوت اندکی در زمان وقایع (ناشی از تفاوت در زمان سوزش موتور)، مشابه مسیر کاوشگر پیشگام بود.

بعد از شمارش معکوس و جدایش کاوشگر از سکوی پرتاب، زمان صفر زیرسامانه صدور فرامین آغاز شد. با گذشت 22 ثانیه از لحظه پرتاب، کاوشگر در ارتفاع حدود 5 کیلومتری به سرعت مافوق‌صوت رسید و 15 ثانیه بعد، ناحیه بیشینه فشار دینامیکی را در ارتفاع حدود 10 کیلومتری پشت سر گذاشت. اینجا ناحیه‌ای است که تنش‌های مکانیکی به دلیل ترکیب سرعت و مقاومت ناشی از جو زمین، به بیشترین مقدار خود می‌رسد.

پس از آنطبق سناریوی پروازی، سوزش موتور به پایان رسید و کاهش شتاب کاوشگر آغاز شد.در این مرحله است که کاوشگر در ارتفاع حدود 32 کیلومتری از

سطح زمین با سرعتی معادل 5,4 برابر سرعت صوت، فضا را می‌پیماید.

کاوشگر به صعود خود ادامه داد تا طبق زمان‌بندی تعیین‌شده، در خارج از جو غلیظ و پیش از رسیدن به نقطه اوج، سیستم‌های جدایش عمل کرده و با ارسال فرمان الکتریکی، به ترتیب دماغه کاوشگر و حامل از محموله جدا شدند.

پس از این مراحل، محموله استوانه‌ای حامل موجود زنده از ارتفاع 100 کیلومتر عبور کرده و پس از گذشت 100 ثانیه تا ارتفاع 120 کیلومتر اوج گرفت.

در تمام این مدت و پیش از بازگشت دوباره به جو غلیظ، کاوشگر با شرایط بی‌وزنی مواجه است و باید بتواند سرنشین زنده خود را به سلامت به زمین بازگرداند.

1- پرتاب کاوشگر

زمان: صفر

ارتفاع از سطح دریا: 953 متر

سرعت: صفر

2- خاموشی موتور

زمان: ثانیه 60

ارتفاع از سطح دریا: 30 کیلومتر

سرعت 4.4 ماخ

3- جدایش دماغه از کاوشگر

زمان: ثانیه 125

ارتفاع از سطح دریا: 95 کیلومتر

سرعت: 2500 کیلومتر بر ساعت

4- جدایش حامل از کاوشگر

زمان: ثانیه 140

ارتفاع از سطح دریا: 105 کیلومتر

سرعت: 2100 کیلومتر بر ساعت

5- پرواز بی‌وزنی در نقطه اوج

زمان: ثانیه 197

ارتفاع از سطح دریا: 120 کیلومتر

سرعت: 777 کیلومتر بر ساعت

6- بازگشت

زمان: ثانیه 277

ارتفاع از سطح دریا: 90 کیلومتر

سرعت: 2.8 ماخ

7- بازگشت

زمان: ثانیه 310

ارتفاع از سطح دریا: 60 کیلومتر

سرعت: 3.5 ماخ

8- ورود به جو

زمان: ثانیه 350

ارتفاع از سطح دریا: 30 کیلومتر

سرعت: 4 ماخ

9- بازشدن چتر ترمزی

زمان: ثانیه 380

ارتفاع از سطح دریا: 7 کیلومتر

سرعت: 0.56 ماخ (800 کیلومتر بر ساعت)

10- بازشدن چتر اصلی

زمان: ثانیه 400

ارتفاع از سطح دریا: 5.5 کیلومتر

سرعت: 280 کیلومتر بر ساعت

11- فرود کاوشگر روی زمین

زمان: ثانیه 620

ارتفاع از سطح دریا: 720 متر

سرعت: 36 کیلومتر بر ساعت

در تمامی این مراحل، داده‌های ثبت‌شده توسط حسگرهای علائم حیاتی موجود زنده و حسگرهای علائم محیطی کپسول زیستی در رایانه پرواز ثبت و هم‌زمان به ایستگاه‌های زمینی ارسال می‌شد.

کاوشگر در مسیر بازگشت و بعد از ورود به جو غلیظ، به کمک سطوح ایرودینامیکی پایدارکننده خود که روی بدنه آن نصب شده است حول وضعیت قائم پایدار شده و برای بازیابی مهیا می‌شود.

با توجه به طراحی ایرودینامیکی و دینامیکی کاوشگر، موجود زنده در مسیر بازگشت به زمین، در وضعیت نخستین خود هنگام پرتاب قرار می‌گیرد. موجود زنده در این وضعیت، توانایی بیشتری برای تحمل شتاب و شوک‌های ناشی از ورود به جو خواهد داشت.

همچنین در حین ورود به جو، گرمایش ایرودینامیکی، گرم شدن بیش از اندازه کاوشگر را به دنبال خواهد داشت؛ از این‌رو، ضروری بود برای ممانعت از انتقال حرارت و آسیب دیدن کاوشگر و سرنشین آن، از عایق‌های حرارتی (سپر حرارتی) مناسب استفاده شود.

شایان ذکر است حرارت تولیدشده دمای بدنه را به 800 درجه سانتی‌گراد می‌رساند ولی سپر حرارتی و پوشش‌های به کار گرفته‌شده روی بدنه کاوشگر و بالک‌ها، به‌راحتی این دما را تحمل کرده و از انتقال آن به درون کپسول جلوگیری کرده است.

با کاهش ارتفاع و افزایش نیروهای ایرودینامیکی، از سرعت کاوشگر کاسته شده و در نهایت در ارتفاع 7 کیلومتری زمین، کاوشگر به سرعت مطمئن برای باز شدن چترها (حدود 800 کیلومتر بر ساعت) رسید.

در ادامه، نخست چتر ترمزی عمل کرد و سپس چتر اصلی کاوشگر باز ‌شد و کاوشگر به‌آرامی بر خاک کویر فرود آمد. سامانه بازیابی کاوشگر در مجموع از چهار چتر استفاده می‌کند که یک چتر بسیار کوچک به عنوان راهنما، یک چتر کوچک ریبونی به عنوان چتر ترمزی، یک چتر متوسط و یک چتر بزرگ هم به عنوان کاهنده‌های اصلی سرعت به کار می‌روند. دو مکانیزم شلیک هم وظیفه پرتاب چترها به بیرون از محفظه را به عهده دارند.

با آغاز مرحله بازیابی، تیم‌های دیده‌بانی و رهگیری حامل، جمع‌آوری اطلاعات و تحلیل مسیر کپسول زیستی را آغاز کردند. با فرود سالم و موفقیت‌آمیز محموله، آغاز بی‌درنگ عملیات بازیابی و حضور سریع تیم پزشکی در نقطه فرود، اهمیتی دوچندان یافت.

تیم عملیات با جمع‌آوری اطلاعات تیم‌های رهگیری و دیده‌بانی، در نهایت براساس اطلاعات زیرسامانه موقعیت‌یاب، محل فرود محموله را تعیین کرده و تیم‌هایی را به همراه بالگرد به نقطه مورد نظر اعزام کرد. با رسیدن اولین تیم به نقطه فرود، دومین میمون فضانورد ایران، کاملاً هوشیار و در سلامت کامل از کپسول خارج شده و برای انجام آزمایش و مراقبت‌های بیشتر، به ایستگاه و از آنجا به محل نگهداری خود منتقل شد.

به این ترتیب با بازگشت سالم میمون و کپسول زیستی، گام بلند دیگری برای دستیابی ایران به فناوری زیست‌فضایی برداشته شد.

مشرق نیوز