۱۰ ماهواره گرانقیمت فعال در مدار زمین که ارزش میلیارد دلاری دارند
۱۰ ماهواره گرانقیمت فعال در مدار زمین که ارزش میلیارد دلاری دارند
ماهوارهها بدون شک یکی از شگفتانگیزترین دستاوردهای فناوری بشر به شمار میروند. ایده ساخت یک دستگاه مصنوعی و پرتاب آن به فضا برای گردش به دور سیاره زمین، علاوه بر نوآورانه بودن، هزینهای سرسامآور نیز دارد.
به گزارش نیوزلن و به نقل از BGR، بخش عمده این هزینه مربوط به عملیات پرتاب است؛ فرار از نیروی جاذبه زمین نیازمند مصرف حجم عظیمی از سوخت گرانقیمت است و هر پرتاب هزاران تن انرژی را طلب میکند. خود ماهواره نیز معمولاً پس از پرتاب در شرایط سخت فضا بدون امکان تعمیر و نگهداری قرار میگیرد و باید بهصورت کاملاً مستقل کار کند. علاوه بر این، طراحی و ساخت ماهواره هزینههای هنگفتی به همراه دارد، زیرا این دستگاهها مملو از تجهیزات دقیق و حسگرهای ظریف هستند که باید در فضای بیرونی بدون هیچ پشتیبانی کار کنند.
سرمایهگذاری در این فناوری امری ضروری است. ماهوارهها نه تنها ستون فقرات شبکه ارتباطات جهانی را تشکیل میدهند، بلکه ابزارهای حیاتی برای پژوهش در زمینه فرآیندهای طبیعی زمین و بررسی فضا محسوب میشوند. دولتها و شرکتها میلیاردها دلار برای پرتاب ماهوارهها هزینه میکنند و رقابت در این عرصه روزبهروز پرهزینهتر میشود.
در ادامه، نگاهی خواهیم داشت به گرانترین ماهوارههای فعال در مدار زمین که اطلاعات آنها بهصورت عمومی منتشر شده است. ماهوارههای نظامی و محرمانه که هزینه ساخت آنها بسیار بالاست، در این فهرست لحاظ نشدهاند.
ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS)
به طور معمول، ماهوارهها دستگاههایی بدون سرنشین و بدون امکان سکونت انسان هستند که دادهها را به زمین ارسال میکنند. این موضوع باعث کاهش قابل توجه هزینه و پیچیدگی میشود. اما وقتی صحبت از یک ماهواره قابل سکونت باشد، شرایط کاملاً متفاوت است.
ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS) نمونه بارز چنین پروژهای است؛ بلندپروازانهترین تلاش فضایی بشر که با همکاری کشورهای پیشرو در حوزه فضا ساخته شد. این ایستگاه از ماژولهای متعدد تشکیل شده که هرکدام به صورت جداگانه پرتاب و در مدار به یکدیگر متصل شدند. نتیجه، ایستگاهی دائمی و قابل سکونت است که فضانوردان میتوانند بدون تجهیزات محافظت ویژه در آن زندگی و پژوهش کنند.
طبیعی است که هزینه ISS بسیار بالاتر از هر ماهواره معمولی باشد؛ زیرا هر ماژول به هزینه تولید و پرتاب جداگانه نیاز دارد و نگهداری آن شامل سوختگیری و تأمین مداوم منابع نیز هزینهبر است. برآوردها نشان میدهد کل هزینه این پروژه بالغ بر ۱۵۰ میلیارد دلار بوده است. ایستگاه فضایی بینالمللی نقش بیبدیلی در انجام آزمایشهای علمی در شرایط میکروگرانش و بررسی اثرات پروازهای طولانیمدت بر بدن انسان ایفا میکند. با این حال، برنامههای ناسا حاکی از آن است که ISS تا سال ۲۰۳۰ از مدار خارج خواهد شد.
تلسکوپ فضایی هابل
یکی دیگر از گرانترین ماهوارهها، تلسکوپ فضایی هابل است؛ دستگاهی پیشرفته برای رصد کیهان که برخلاف ماهوارههای زمینی، هزینه بسیار بالایی دارد. هزینه اولیه هابل در زمان پرتاب در سال ۱۹۹۰
حدود ۱.۵ میلیارد دلار بود، اما با احتساب تورم و تمام ماموریتهای نگهداری و ارتقاء، مجموع هزینه آن تا سال ۲۰۲۱ (۱۴۰۰ شمسی) به ۱۶ میلیارد دلار رسید.
بخشی از این هزینه صرف اصلاح نقص اساسی در آینه تلسکوپ و بخش دیگری به ارتقاء تجهیزات برای افزایش طول عمر آن اختصاص یافت. هابل طی بیش از سه دهه فعالیت خود، تصاویر بینظیری از خوشههای ستارهای و اجرام کیهانی دوردست ارائه کرده است که مشاهده آنها با تلسکوپهای زمینی ممکن نیست. انتظار میرود این تلسکوپ تا سالهای ۲۰۳۰ تا ۲۰۴۰ به فعالیت ادامه دهد.
تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)
تلسکوپ جیمز وب نمونهای دیگر از ماهوارههای گرانقیمت است که در سال ۲۰۲۱ پرتاب شد. این تلسکوپ با هدف بررسی اجرام کیهانی نامرئی و مطالعه فرآیندهای شکلگیری کهکشانها طراحی شده است و هزینه کل ساخت و پرتاب آن حدود ۱۰ میلیارد دلار بوده است.
هزینه اولیه پروژه حدود ۱ میلیارد دلار تخمین زده میشد، اما پس از مواجهه با چالشهای مهندسی پیچیده، بارها افزایش یافت. JWST در مدار نقطه لاگرانژ L۲ مستقر شده و طیف مادون قرمز را با استفاده از ۱۷ ابزار علمی تجزیه و تحلیل میکند. این تلسکوپ امکان رصد اجرام بسیار دور و نامرئی از جمله سیاهچالههای فوقسنگین را فراهم کرده و مکملی برای تلسکوپ هابل محسوب میشود، اگرچه نقش متفاوت و مکملی در تحقیقات کیهانی ایفا میکند.
ناسا-ایسرو NISAR (NASA-ISRO NISAR)
تا اینجا، بیشتر ماهوارههایی که بررسی کردیم بر رصد فضای بیرونی تمرکز داشتند، اما بخش قابل توجهی از ماهوارهها به امور زمینی اختصاص دارند. ماهوارههای سنجش از دور برای پایش سطح زمین و جو، هم در اهداف علمی و هم نظارتی کاربرد دارند. در این میان، ماهواره NISAR که اخیراً پرتاب شده، پیشرفتهترین و گرانترین ماهواره سنجش از دور فعال در مدار به شمار میرود.
این ماهواره حاصل همکاری مشترک ناسا و سازمان تحقیقات فضایی هند (ISRO) است و هزینه کل ساخت آن ۱.۵ میلیارد دلار بوده است؛ این رقم NISAR را به گرانترین ماهواره تصویربرداری زمینی تاکنون تبدیل میکند. به لطف تجربه ISRO در پرتاب مقرون به صرفه ماهوارهها، هزینه کلی مأموریت نسبت به حالت استاندارد کاهش یافته است.
NISAR مجهز به مجموعهای از ابزارهای علمی پیشرفته برای بررسی تغییرات زیستمحیطی زمین است و مهمترین ویژگی آن، قابلیت تصویربرداری راداری دو فرکانسه با رادارهای باند S و L است که به ترتیب توسط ISRO و ناسا توسعه یافتهاند. این فناوری امکان ثبت تصاویر دورهای از سطح زمین را فراهم میکند و دادههای بسیار دقیقی برای درک الگوهای زیستمحیطی در حال تغییر سیاره زمین ارائه خواهد داد.
WorldView Legion
در حوزه تصویربرداری از زمین، رویکرد دیگری نیز وجود دارد: استفاده از مجموعهای از چند ماهواره کوچک که پوشش جهانی وسیعتری فراهم میکنند. WorldView Legion نمونهای برجسته از چنین فناوری است.
این مجموعه شامل شش ماهواره است که در دو گروه پرتاب شده و هرکدام مجهز به دوربینهای با وضوح بالا و ابزارهای چندطیفی هستند. ماهوارههای جدید به چهار ماهواره پیشین WorldView میپیوندند و پوشش جهانی ارائه میکنند، بهگونهای که یک منطقه مشخص تا ۱۵ بار در روز قابل تصویربرداری است. از آنجا که WorldView Legion ماهوارهای تجاری است، هر فرد یا سازمانی میتواند تصاویر مورد نیاز خود را سفارش دهد.
هزینه هر یک از ماهوارههای مستقل WorldView که توسط شرکت Vantor (پیشتر Maxar) توسعه یافته، حدود ۷۵۰ میلیون دلار بوده است، شامل هزینه پرتاب. نسخه Legion مقرونبهصرفهتر است و توسعه شش ماهواره کوچکتر آن حدود ۶۰۰ میلیون دلار هزینه داشته است. این مجموعه همچنان یکی از گرانترین و پیشرفتهترین زیرساختهای فضایی تجاری در مدار زمین به شمار میرود و توانمندیهای بسیاری از کشورهای کوچکتر را تحت تأثیر قرار میدهد.
Chollian-2A and 2B
برنامه فضایی کره جنوبی طی سالها با جهشهای قابل توجهی همراه بوده است و مجموعه ماهوارههای Chollian-2 (یا GEO KOMPSAT-2) یکی از برجستهترین دستاوردهای آن است. این مجموعه شامل دو ماهواره پیچیده و چندمنظوره است که بر شبهجزیره کره متمرکز شده و در مدار زمینایستا (geostationary) قرار دارند. دستیابی به این مدار دشوار است و کره جنوبی برای پرتاب با شرکتهای خصوصی همکاری کرده است.
شرکت آریاناسپیس با تجربه طولانی در پرتابها موفق شد قرارداد پرتاب این دو ماهواره را از آن خود کند و آنها را در سالهای ۲۰۱۸ و ۲۰۲۰ با موفقیت در مدار قرار دهد. Chollian-2A مجهز به یک تصویربردار هواشناسی پیشرفته برای تحلیل سیستمهای جوی و جمعآوری دادههای آب و هوایی است، در حالی که Chollian-2B به تصویربردار رنگی اقیانوس و طیفسنج محیط زیست مجهز است و امکان بررسی تغییرات محیطی اطراف شبهجزیره کره و رصد ذرات ریز گرد و غبار را فراهم میکند.
با توجه به پیچیدگی فناوری و عملیات پرتاب، هزینه کل پروژه حدود ۶۵۵ میلیون دلار برآورد شده است و این دو ماهواره را در جمع گرانترین ماهوارههای فعال در مدار زمین قرار میدهد.
رصدخانه کربن مدارگرد ۲ (OCO-2)
ماهوارههای سنجش از دور معمولاً به بررسی سطح زمین یا الگوهای آب و هوایی میپردازند، اما رصدخانه کربن مدارگرد ۲ (OCO-2) مأموریتی کاملاً متفاوت دارد. این ماهواره که توسط ناسا پرتاب شده، به نظارت بر سطح CO2 در جو زمین اختصاص یافته است. OCO-2 در مداری قطبی قرار دارد تا بخشهای وسیعی از کره زمین را پوشش دهد و هر ۱۶ روز یک بار از یک نقطه عبور میکند. این قابلیت به ناسا امکان میدهد انتشار کربن دیاکسید در سطح جهان را ردیابی کرده و نقشههای دقیق غلظت آن را تهیه کند.
ماموریت OCO-2 به دلیل تمرکز بر یک هدف خاص، تنها به یک طیفسنج درجهبندی با دقت بالا مجهز شده است. هزینه این ماموریت برای ناسا بالغ بر ۴۶۵ میلیون دلار بود؛ بخش قابل توجهی از این مبلغ صرف پرتاب شد. نسخه قبلی این مأموریت با بودجه ۲۷۵ میلیون دلار شکست خورد، اما با پرتاب دوباره و استفاده از موشکی قدرتمندتر، OCO-2 سرانجام در سال ۲۰۱۴ وارد مدار شد.
طول عمر اولیه این ماهواره دو سال پیشبینی شده بود، اما به لطف کنترل زمینی و مدیریت مسیر، هنوز در مدار فعالیت میکند. با این حال، از سال ۲۰۲۵، بودجه مأموریت قطع شده و برنامهریزی برای نابودی کنترلشده آن آغاز شده است.
TerreStar-1
یکی دیگر از دستههای ماهوارهای مهم، ماهوارههای ارتباطی هستند که ستون فقرات شبکههای بیسیم جهانی از جمله اینترنت ماهوارهای و پخش مستقیم را تشکیل میدهند. پروژه TerreStar-1 نمونهای پیشگام در این حوزه است و در سال ۲۰۰۹ پرتاب شد.
هدف از این ماهواره ارائه اتصال مستقیم سلولی در سراسر کانادا بود و طراحی آن به گونهای انجام شد که در مدار زمینآهنگ باقی بماند و میلیونها تماس را پوشش دهد. TerreStar-1 بزرگترین و گرانترین ماهواره ارتباطی زمان خود بود و هزینه تولید آن حدود ۵۰۰ میلیون دلار برآورد شد.
پس از مشکلات مالی و ورشکستگی شرکت TerreStar، ماهواره با قیمت ۱.۳۷۵ میلیارد دلار توسط شبکه دیش خریداری شد. این ماهواره اکنون اینترنت پهنباند بیسیم در کانادا ارائه میدهد و نسل بعدی آن، TerreStar-2، در اروپا مستقر شده است.
Intelsat 35e
Intelsat یکی از شناختهشدهترین اپراتورهای ماهوارههای ارتباطی جهان است و ناوگان گستردهای برای مدیریت ترافیک شبکههای بیسیم دارد. ماهواره Intelsat 35e که در سال ۲۰۱۷ پرتاب شد، از ماهوارههای کلاس EpicNG است و ظرفیت بالایی برای مدیریت حجم ترافیک تجاری در مناطق کلیدی ارائه میکند.
این ماهواره که توسط بوئینگ اسپیس ساخته شده، یکی از حجیمترین و توانمندترین ماهوارههای تجاری محسوب میشود و قادر است خدمات ارتباطی به آمریکا، اروپا و آفریقا ارائه دهد. هزینه ساخت هر یک از ماهوارههای EpicNG حدود ۴۰۰ میلیون دلار است و پرتاب آن نیز مبالغ مشابهی نیاز داشته است. پرتاب Intelsat 35e توسط SpaceX و با موشک Falcon 9 انجام شد، پس از دو تلاش ناموفق پیشین برای جایگزینی ماهواره Intelsat 33e.
TDRS-13
برای پاسخ به نیازهای ارتباطی ماموریتهای فضایی، ناسا شبکهای از ماهوارههای ردیابی و رله داده (TDRS) ایجاد کرده است. این شبکه امکان ارتباط بلادرنگ با ماهوارهها و تجهیزات تحقیقاتی در مدار پایین زمین را فراهم میکند.
TDRS-13 جدیدترین عضو این ناوگان است و تولید و پرتاب آن ۴۲۱ میلیون دلار هزینه داشته است. این ماهواره مجهز به چندین آنتن و فرستنده است که از طریق باندهای فرکانسی مختلف با دیگر فضاپیماها ارتباط برقرار میکند. با وجود مشکلات ساخت، از جمله آسیب دیدن یکی از آنتنها و تأخیر در پرتاب، نهایتاً توسط شرکت United Alliance با موفقیت در مدار زمینآهنگ مستقر شد. TDRS-13 آخرین ماهواره از این نوع است، زیرا توسعه شبکههای ماهوارهای تجاری و پیشرفته، نیاز به چنین ناوگانی را کاهش داده است.
