تاریخچه کاوشگرهای ایرانی +تصاویر

متخصصان صنعت فضایی ایران از سال 1381 فعالیت‌های مطالعاتی و آزمایشی خود را با هدف دستیابی به فناوری ساخت و توسعه کاوشگرهای فضایی، آغاز کردند و توانستند موفقیت‌های بی‌نظیری را برای جامعۀ علمی کشور به ارمغان آورند.

کد خبر: ۱۶۱۹۰۶

تاریخ: ۱۶ بهمن ۱۳۹۲ - ۱۱:۱۱

صراط: با پیروزی انقلاب اسلامی و بعد از سالهای دفاع مقدس که سرعت پیشرفت کشور در علوم مختلف شتاب گرفت، یکی از حوزه های مهمی که مختصصان جوان ایرانی به آن ورود پیدا کردند، حوزه فناوری‌های فضایی بود.

ارسال ماهواره‌های مختلف مانند «امید» و «رصد» و نیز ساخت دیگر ماهواره‌هایی که امروز در نوبت پرتاب قرار دارند، ازجمله مهمترین مواردی بود که جمهوری اسلامی ایران را وارد باشگاه فضایی‌ها در جهان کرد.

در کنار پرتاب ماهواره اما متخصصان جوان صنعت فضایی کشور گام‌های اولیه را نیز برای اقدام بزرگ دیگری برداشتند: اعزام انسان به فضا.

آنچه در زیر می‌خوانید مروریست بر تاریخچه پرتاب 8 کاوشگر ایرانی به روایت ویژه نامه فضانورد.

* تاریخچه کاوشگرهای ایرانی

سابقه پرتاب کاوشگرهای فضایی در کشور محدود به ده‌ سال اخیر است. نخستین کاوشگر در قالب طرح «آزمایشگاه فضایی» در پژوهشکده سامانه‌های فضانوردی (پژوهشگاه هوافضای سابق) طراحی و ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفت. پژوهشگران و کارشناسان این مرکز از سال 1381، فعالیت‌های مطالعاتی و آزمایشی خود را با هدف دستیابی به فناوری ساخت و توسعه کاوشگرهای فضایی، آغاز کردند و توانستند موفقیت‌های بی‌نظیری را برای جامعۀ علمی کشور به ارمغان آورند. از مهمترینِ این فعالیت‌ها، انجام مطالعات زیست‌فضایی در راستای ارسال حیات به فضاست.

در فاصله سال‌های 1381تا 1389، طرح آزمایشگاه فضایی در قالب توافق‌نامه‌ای که به امضای وزرای وقت علوم، تحقیقات و فناوری و دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح رسیده بود مورد حمایت قرار گرفت.

از سال 1389به بعد نیز به دلیل اهمیت و جایگاه این طرح در بین سایر پروژه‌های ملی، این برنامه تحت عنوان «طراحی، ساخت و پرتاب کاوشگرهای فضایی همراه با محفظة زیستی حامل موجود زنده» و با نظارت و سرپرستی سازمان فضایی ایران ادامه یافته است.

از سمت راست: کاوشگر1، کاوشگر2، کاوشگر3، کاوشگر4، کاوشگر5، کاوشگر6، کاوشگر پیشگام و کاوشگر پژوهش

عنوان

کاوشگر 1

کاوشگر 2

کاوشگر 3

کاوشگر 4

کاوشگر 5

کاوشگر 6

کاوشگر پیشگام

کاوشگر پژوهش

رده

A

B

B

C

C

C

C

D

ارتفاع

10کیلومتر

40 کیلومتر

55 کیلومتر

135 کیلومتر

120 کیلومتر

120 کیلومتر

120 کیلومتر

120 کیلومتر

دستاورد اصلی

ورودبه‌حوزه کاوشگرهای فضایی

موفقیت کامل و بازیابی سالم محموله فضایی

ورود به حوزه تحقیقات زیست فضایی

موفقیت کامل و بازیابی سالم محموله فضایی و شبیه‌ساز موجود زنده

اولین پرتاب میمون فضایی و دریافت تصاویر و داده‌های زیستی

موفقیت نسبی و ثبت و دریافت تصاویر و داده‌های زیستی و تعیین سریع مکان فرود محموله

موفقیت کامل و بازگشت سالم پیشگام، نخسیتن میمون فضایی ایران

موفقیت کامل و بازگشت سالم فرگام، دومین میمون فضایی ایران

حامل

M5

N6

N6

K110

K110

K110

K110

شهاب1

زمان پرتاب

آبان 85

آذر 87

بهمن 88

اسفند 89

شهریور 90

شهریور 91

بهمن 91

آذر 92

در حال حاضر،‌ پژوهشکده سامانه‌های فضانوردی که یکی از بخش‌های فنی سازمان فضایی ایران است، متولی اصلی انجام تحقیقات زیست‌فضایی در کشور به شمار می‌رود.

محققان این مرکز در قالب 4 گروه پژوهشی سیستم‌های فضانوردی، طراحی فضاپیما، علوم فضایی و زیست فضایی فعالیت می‌کنند و عمده‌ترین تلاش‌های ایشان بر توسعه زیرساخت‌های علمی و فناورانه لازم برای حضور فعال فضانوردان ایرانی در فضا تمرکز یافته است.

دستاورد این فعالیت‌ها تاکنون، آزمایش 8 کاوشگر فضایی است که در بازه سال‌های 1385 تا 1391، به فضا پرتاب شده‌اند.

این کاوشگرها با توجه به ویژگی‌های گوناگونی که از نظر هندسه،‌ ارتفاع، مأموریت و نوع حامل دارند در قالب چندین کلاس A (کاوشگر 1)، B (کاوشگرهای 2 و 3)، C (کاوشگرهای 4، 5، 6 و پیشگام) و کلاس D (کاوشگر پژوهش) تولید شدند و مورد آزمایش قرار گرفتند.

* کاوشگر 1

طراحی و ساخت اولین کاوشگر ایرانی و ورود به حوزه کاوشگرهای فضایی

مأموریت اولین محموله کاوشگرهای فضایی در آبان ماه 1385 به انجام رسید. این محموله به گونه‌ای طراحی شده بود که داده‌های ضروری در زمان اوج‌گیری ثبت و پس از بازگشت به جو و بازیابی، در سطح زمین استخراج شوند.

کاوشگر1؛ اولین محموله طرح کاوشگرها

این محموله علمی- تحقیقاتی به تجهیزات گوناگونی برای اندازه‌گیری شرایط محیطی، تله‌متری داده‌‌ها و همچنین ارسال برخط تصاویر مجهز بود.

در لحظات اولیه این مأموریت محموله و حامل به صورت یکپارچه و بدون انحراف مسیر پروازی خود را طی کردند و داده‌های سامانه تله‌متری و تصویر پرواز محموله به صورت مطلوبی در ایستگاه زمینی دریافت می‌شد.

کاوشگر1؛ لحظات اولیه پرتاب

پس از آن ارتباط محموله با زمین قطع شد و کاوشگر در نزدیکی سکوی پرتاب سقوط کرد. دلیل ناتمام ماندن این مأموریت اشکال روی داده در اتصال بین محموله و حامل بود.

بر این اساس، مقرر شد تا قسمت‌های سازه‌ای این محموله شامل جایگاه اصلی قطعات، پوسته‌ها و بخش بازیابی بازنگری شوند و محموله بعدی با اصلاحات لازم پرتاب شود.

* کاوشگر 2

بازیابی سالم محموله بازگشتی و ارسال اولین تصاویر فضایی از محموله ایرانی

به دنبال پرتاب اولین کاوشگر و بعد از بهینه‌سازی عملکرد زیر سامانه‌ها دومین محموله کاوشگرهای فضایی در آذر ماه 1387 با موفقیت پرتاب و بازیابی شد.

کاوشگر2؛ فاز جدایش موتور

اولین بازیابی یک محموله پرتابی به ارتفاع بالا و تصویربرداری فضا توسط یک سامانه کاملاً ایرانی از دستاوردهای مهم این پرتاب بود.

محموله کاوشگر 2 بلافاصله پس از پرتاب به ارسال داده و تصویر پرداخت و پس از رسیدن به ارتفاع اوج با عملکرد مطلوب سامانه‌های کاهش سرعت و چترهای بازیابی به سلامت به زمین بازگشت.

کاوشگر2؛ محموله بعد از بازگشت سالم به زمین

فیلم‌های ارسالی از این محموله که در حین پرواز و به صورت برخط به زمین ارسال شد در کشور بی‌همتا بود و موفقیت بی‌نظیری برای فعالیت‌های هوا فضایی کشور به شمار می‌آمد.

* کاوشگر 3

ورود به حوزه تحقیقات زیست فضایی

سومین محموله کاوشگرهای فضایی تحت عنوان کاوشگر 3 در بهمن ماه 1388 به فضا پرتاب شد که این کاوشگر توانست محفظه زیستی حامل موجودات زنده کوچک و 5 رده مختلف از سلول‌های بنیادی و سوماتیک را با خود به فضا ببرد.

کاوشگر3؛ مراحل آماده سازی موش صحرایی برای قرار گرفتن در محفظه زیستی

بدین ترتیب با  اندازه‌گیری میزان رشد، مرگ و میر و نحوه عملکرد سلول‌ها تحت تأثیر شتاب و ارتعاش موجود در فضاهای مختلف پرواز اولین گام در شکل‌گیری تحقیقات زیست‌فضایی برداشته شد.

کاوشگر3؛ لحظات ابتدایی پرتاب

4 دوربین نصب شده در کاوشگر3 همزمان تصاویری از مراحل مختلف پرتاب و موجودات زنده داخل محموله را به ایستگاه‌های زمینی ارسال می‌کردند.

کاوشگر3؛ تصاویر گرفته شده با 4 دوربین نصب شده در محموله

از دستاوردهای این پرتاب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- کسب تجربه علمی در طراحی و ساخت محموله‌های زیستی: آشنایی با شرایط و دشواری‌های آماده‌سازی، مهار و پرتاب موجود زنده

2- مطالعه تأثیر فضا بر موجودات زیستی: بررسی اثر شتاب و فازهای مختلف پرواز بر 3 نمونه از جانداران شامل موش صحرایی، لاک‌پشت و کرم خاکی

3- مطالعه تأثیر فضا بر ساختارهای زیستی: بررسی میزان رشد و مرگ و میر 5 رده مختلف سلولی شامل سلول‌های بنیادی و سوماتیک

4- مطالعه تأثیر فضا بر فرآیندهای زیستی: بررسی اثرات ناشی از استرس پرتاب بر شکل و عملکرد رده‌های سلولی مختلف

5- ایجاد بستر لازم برای تحقیقات زیستی در کاوشگرهای بعدی: بررسی امکان حیات، مطالعه و تصویربرداری از رفتار موجود زنده و ثبت علائم حیاتی در حین پرتاب

* کاوشگر 4

طراحی، ساخت و آزمایش اولین کپسول زیستی بومی

به دنبال پرتاب موفق کاوشگر 3، ماموریت جسورانه و جدیدی برای اعزام یک موجود زنده انسان‌نما از خاک ایران به فضا تعریف شد.

کاوشگر 4 که نخستین گام اساسی در ارسال حیات به فضا بود، در 24 اسفند ماه 1389 پرتاب شد.

کاوشگر4؛ کپسول زیستی و شبیه ساز موجود زنده

در این ماموریت، اولین کپسول زیستی برای پشتیبانی حیات موجود زنده به همراه کاوشگر تا لایه‌های فوقانی جو در ارتفاع حدودا 135 کیلومتری بالا رفت و پس از حدود 15 دقیقه با عملکرد مناسب سامانه بازیابی، به زمین بازگشت.

کاوشگر4؛ لحظه پرتاب از روی لانچر

پرتاب کاوشگر 4 با هدف تحقق بخشی از فرایند اکتساب فرایند اکتساب فناوری‌های لازم برای ارسال موجود زنده به فضا و به منظور آزمودن عملکرد سامانه و تعدادی از زیرسامانه‌های مورد نیاز در تحقیقات زیست فضایی صورت گرفت.

در این آزمایش، کپسول زیستی به همراه یک شبیه‌ساز موجود زنده به فضا پرتاب شد تا زمینه آشنایی محققان، کسب تجربه عملی و درک شرایط و دشواری‌های آماده‌سازی، مهار و ارسال موجود زنده به فضا فراهم شود.

همچنین با توجه به اهمیت پشتیبانی حیات موجود زنده در مدت زمان ماموریت عملکرد زیرسامانه‌های مورد نیاز برای کنترل پارامترهای محیطی، تامین شرایط حیاتی، ثبت بر خط علائم زیستی و بازگشت سالم محموله به زمین آزمایش شد.

زیرسامانه‌های جدایش و چترهای بازیابی استفاده شده در این ماموریت نیز عملکرد مطلوبی داشتند.

کاوشگر4؛ تصاویر گرفته شده با 4 دوربین نصب شده در محموله

از جمله دستاوردهای مهم این پرتاب می‌‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

- عملکرد دقیق سامانه‌های الکترونیکی شامل ارسال داده و تصویر از ارتفاع 135 کیلومتری سطح زمین

- ارسال و اجرای مطمئن و دقیق فرامین جدایش دماغه، موتور و چترها

- عملکرد موفق سامانه بازیابی و سامانه‌های کاهنده سرعت در بازگشت محموله به زمین

- آزمودن موفق داده ‌برداری از کپسول زیستی و عملکرد سامانه‌های پشتیبان حیات

- شبیه‌سازی ضربان قلب و تولید دی‌اکسید کربن موجود زنده

- عملکرد موفق سازه و پوشش‌های حرارتی در مراحل رفت و بازگشت محموله

- مدیریت 3 ایستگاه زمینی ثابت و سیار در ارتباط راه دور با محموله در مراحل مختلف پرواز

- انجام مانور انتقال و آماده‌سازی موجود زنده قبل از پرتاب و احیای آن پس از بازیابی

- هدایت و مدیریت عملیات گسترده لجستیک در سطح میدان و ناحیه فرود

* کاوشگر 5

ارسال اولین میمون به فضای زیرمداری کشور

در فاصله کمتر از 6 ماه پس از پرتاب موفق کاوشگر 4، پنجمین کاوشگر با هدف ارسال موجود زنده تا ارتفاع 120 کیلومتری سطح زمین طراحی و ساخته شد.

بدین ترتیب در تاریخ 16 شهریور ماه 1390 برای نخستین بار در ایران کاوشگر به همراه یک موجود زنده انسان‌نما (میمون) توسط یک حامل سوخت جامد به فضا ارسال شد.

کاوشگر5؛ مقاوم کردن حیوان در برابر شتاب ناشی از پرتاب

این کاوشگر به گونه‌ای طراحی شده بود که شرایط لازم برای زنده ماندن یک جاندار کوچک نظیر میمون را در مدت زمان ماموریت فراهم کرد.

بدین منظور کپسول زیستی به یک سامانه پشتیبان حیات شامل زیرسامانه تولید اکسیژن و حذف دی‌اکسید کربن و تجهیزات سنجش و ثبت پارامترهای محیطی و علائم حیاتی موجود زنده مجهز شد.

کاوشگر5؛ آماده پرتاب از روی لانچر

از جمله فعالیت‌های اصلی در این کاوشگر آماده‌سازی، حساسیت‌زدایی و سازگارسازی موجود زنده با شرایط پرتاب بود که از این بین می‌توان به مقاوم کردن حیوان در برابر نیروهای شتاب، بی‌وزنی، تکان‌ها، چرخش‌ها و صوت ناشی از پرتاب اشاره کرد.

کاوشگر5؛ بعد از جدایش دماغه

این ماموریت با موفقیت نسبی همراه بود و طی آن داده‌های محیطی و حیاتی کپسول زیستی به زمین مخابره شد و داده‌های ارسالی نیز نشان می‌داد که موجود زنده تا قبل از فرود از علائم حیاتی قابل قبولی برخوردار بوده است.

* کاوشگر 6

بهبود فناوری ارسال کاوشگرهای زیستی

فعالیت‌های کاوشگر 6 بلافاصله بعد از پرتاب محموله کاوشگر 5 آغاز شد و هدف از این فعالیت‌ها بهبود فناوری‌های مورد نیاز برای ارسال کاوشگرهای فضایی بود.

این کاوشگر که از مجموعه‌ای همچون پشتیبان حیات، رهگیری، بازیابی و تله‌متری تشکیل شده بود، در 18 شهریور ماه1391 به فضا پرتاب شد.

در این مأموریت، با استفاده از ایستگاه‌های زمینی ثابت و سیار مستقر در سایت پرتاب، نظارت و کنترل بر تمامی مراحل عملیات کاوشگر 6 انجام شد و عملکرد مشاهده شده از سامانه‌های الکترونیکی، مکانیکی و آیرودینامیکی در لحظه پرتاب بسیار مطلوب بود.

کاوشگر6؛ بعد از جدایش دماغه

مطابق برنامه‌ریزی‌های انجام شده، فرآیند ارسال داده و تصویر از محموله کاوشگر، بلافاصله بعد از پرتاب آغاز شد.

داده‌های ارسال شده در طول مسیر از طریق ایستگاه‌های زمینی ثابت و سیار دریافت و همزمان توسط رایانه پرواز کاوشگر ذخیره می‌شد.

کارکرد کپسول زیستی نیز در تمامی طول مسیر پرواز مطلوب بود به گونه‌ای که بر اساس مشاهدات تصویری و داده‌های دریافتی موجود زنده تا آخرین لحظه دریافت اطلاعات زنده و ضربان قلب آن در محدوده مجاز قرار داشت.

در این مأموریت، انجام عملیات پرتاب به شکلی مطلوب و بر اساس سناریو و زمان‌بندی از پیش تعیین شده صورت گرفت و تنها انجام نشدن صحیح یکی از رخدادهای پرتابی اخلال در فرآیند بازیابی سالم محموله را سبب شد.

* کاوشگر پیشگام

ارسال اولین میمون فضایی ایران به فضای زیرمداری و بازگشت سالم آن به زمین

در 9 بهمن ماه 1391 کاوشگر «پیشگام» توانست به کمک یک حامل سوخت جامد سرنشین خود را که میمونی از نژاد «رزوس» (Rhesus) بود، تا ارتفاع 120 کیلومتری سطح زمین حمل کند و به سلامت بازگرداند و بدین ترتیب، رکورد جدیدی برای دستاوردهای فضایی کشور ثبت شد و ایران جزو معدود کشورهایی قرار گرفت که توانمندی ارسال موجود زنده به فضای ماوراء جو (ارتفاع بالاتر از  100 کیلومتر) و بازگشت سالم آن بهره‌مندند.

کاوشگر پیشگام؛ آماده شلیک از روی لانچر

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.

کاوشگر پیشگام؛ لحظه پرتاب

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.

پیشگام؛ اولین میمون فضایی ایرانی بعد از بازگشت به زمین

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.

کاوشگر پژوهش، لحظه پرتاب

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.

محموله زیستی بعد از فرود به زمین

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.

بازیابی سالم فرگام؛ دومین میمون فضایی ایران

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.

فرگام؛ دومین میمون فضایی ایران بعد از بازگشت به زمین

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