تم إطلاق القمر الصناعي "ناهيد-2" بنجاح إلى مدار الأرض أمس باستخدام حاملة أقمار صناعية من طراز "سويوز" من قاعدة "فوستوتشني" الروسية. وهذا القمر الصناعي، الذي بناه خبراء وباحثون إيرانيون في منظمة الفضاء، ومعهد أبحاث الفضاء التابع لوزارة الاتصالات، وبالتعاون مع الشركات المعرفية في البلاد، يُنشر في مدار على ارتفاع حوالي 500 كيلومتر (مدار LEO) ويزن حوالي 110 كجم.

ووفقًا لمنظمة الفضاء، ينبغي اعتبار إطلاق هذا القمر الصناعي للاتصالات ووضعه في مداره إحدى الخطوات المهمة والبنية التحتية في طريق إيران لتحقيق تقنيات فضائية محلية في مجال الاتصالات عبر الأقمار الصناعية.

وتتمثل المهمة والهدف الرئيسي لقمر "ناهيد-2" الصناعي في الاختبار التشغيلي لتقنيات جديدة في المدار، واكتساب الخبرة اللازمة لتطوير أقمار اتصالات أكثر تطورًا. وسيتم في هذا المشروع، اختبار تقنيات محلية الصنع تعمل بنطاق التردد KU في المدار لأول مرة، وذلك لتوفير المنصة اللازمة لإنشاء أنظمة أقمار اتصالات مدارية منخفضة (LEO)، بالإضافة إلى أقمار اتصالات مدارية ثابتة جغرافيًا (GEO) في المستقبل.

بالإضافة إلى اختبار أنظمة الاتصالات، سيتم في هذه المهمة تقييم تقنيات أخرى، مثل التحكم في الوضع ثلاثي المحاور، الاتصالات ثنائية الاتجاه في نطاقات تردد مختلفة، إدارة البيانات، وتوزيع الطاقة؛ وجميعها توفر البنية التحتية الأساسية اللازمة لبناء وتشغيل قمر اتصالات تشغيلي.

عادةً ما تحتاج أقمار الاتصالات الوطنية والتجارية، القادرة على توفير خدمات اتصالات واسعة، وتلفزيون وطني، وإنترنت عبر الأقمار الصناعية، وتغطية واسعة، إلى وضعها في مدار ثابت جغرافيًا (على ارتفاع حوالي 36,000 كيلومتر) وبقدرة واستيعاب أكبر بكثير. ويتطلب هذا الإنجاز تكنولوجيا وخبرة واستثمارًا وتعاونًا أوسع، ويتطلب اتخاذ خطوات تدريجية مثل الخبرات المكتسبة في "ناهيد-2".

ووفقًا لمسؤولي الفضاء، فإن إطلاق النموذج الثاني من قمر "ناهيد" عبر حامل الأقمار الصناعية "سيمرغ" المحلي، وتنفيذ المزيد من عمليات الإطلاق المحلية والدولية في السنوات القادمة، مدرج على جدول الأعمال لتمهيد الطريق أمام قمر اتصالات صناعي فعلي وعامل للبلاد.

تبيين التقنيات المحلية لـ "ناهيد-2" ومكانته في سلسلة التقدم الفضائي للبلاد

يُعدّ قمر "ناهيد-2"، بصفته أول قمر صناعي في عائلة أقمار الاتصالات المحلية، نقطة انطلاق لجيل جديد من المعدات والتقنيات الفضائية الإيرانية. ووفقًا لرئيس منظمة الفضاء الإيرانية، الدكتور حسن سالاريه، فإن هذا القمر الصناعي لا يُصمّم ويُبنى بالاعتماد كليًا على القدرات المحلية فحسب، بل يُهدف أيضًا إلى أن يكون أول منصة لاختبار الأنظمة الفرعية والتقنيات الرئيسية لقطاع الاتصالات الفضائية الإيراني بشكل عملي وواقعي في الفضاء.

يتم في هذه المرحلة، إجراء الاختبارات لضمان الأداء السليم لمختلف أنظمة الأقمار الصناعية، بما في ذلك إدارة البيانات، توزيع الطاقة، التحكم الحراري، وأنظمة التحكم في الوضع ثلاثي المحاور، بحيث يمكن تحديث هذه الأنظمة الفرعية لتتوافق مع الأجيال الجديدة.

التركيز على تقنية نطاق التردد KU

من أهم ابتكارات "ناهيد-2" استخدام تقنية الاتصالات في "نطاق التردد KU"، مما يسمح باختبار اتصالات النطاق العريض لنقل البيانات عالي السرعة في مدار الفضاء.

إن KU هو نطاق ترددات موجات الراديو (يتراوح تقريبًا بين 12 و18 جيجاهرتز)، ويُستخدم عادةً في البث التلفزيوني عبر الأقمار الصناعية، الإنترنت عبر الأقمار الصناعية، والاتصالات عالية الكثافة.

بالمقارنة، يُستخدم النطاق S (من 2 إلى 4 جيجاهرتز) في المهمات الفضائية، استقبال البيانات من المركبات الفضائية، وبعض الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى.

يُعادل النطاق U في بعض المصادر نطاق UHF (الترددات فائقة الارتفاع)، ويتراوح عادةً بين 300 ميجاهرتز و3 جيجاهرتز، ويُستخدم في الاتصالات الهاتفية اللاسلكية، إرسال واستقبال البيانات بسرعات منخفضة في المدارات المنخفضة.

يشمل النطاق V أيضًا ترددات أعلى (من 40 إلى 75 جيجاهرتز)، ويتميز بسعة أكبر، ولكنه يعتمد على تقنية أكثر تعقيدًا، وأكثر حساسية للظروف الجوية.

أعلن حسن سالارية، رئيس منظمة الفضاء الإيرانية بهذا الصدد:

"خضعت في قمر ناهيد-2، بالإضافة إلى تقنية KU، أنظمة الاتصالات الفرعية في النطاقات S وU وV لتحديثات واسعة النطاق، ومن المقرر اختبارها في ظروف فضائية حقيقية لضمان استقرار أدائها في المدار وتوفير البنية التحتية اللازمة لأقمار الاتصالات المستقبلية".

خطوة بخطوة نحو قمر صناعي تشغيلي

يقول رئيس منظمة الفضاء الإيرانية إن التركيز الرئيسي لهذا المشروع هو تطوير واختبار تقنية الاتصالات في نطاق KU، الذي يلعب دورًا رئيسيًا في إطلاق أقمار اتصالات تشغيلية (سواءً في شكل أنظمة أقمار صناعية LEO ذات تغطية وطنية، أو أقمار صناعية GEO تشغيلية ذات خدمة دائمة وتجارية).

أدى التطبيق الناجح لهذه التقنيات إلى تصميم وبناء الجيل التالي من الأقمار الصناعية، ناهيد-3، بنطاق ترددي أكبر وميزات مُحسّنة، مما يمهد الطريق لإيران لامتلاك قمر صناعي اتصالات وطني قوي وعامل.

بدأت عملية مراقبة القمر الصناعي واستقبال إشارات السلامة من نطاقات ترددية مختلفة، وسيتم اختبار جميع وظائفه وأنظمته الفرعية خلال الأسابيع المقبلة. كما أن النموذج الثاني من "ناهيد 2" جاهزة للإطلاق مع حامل الأقمار الصناعية المحلي "سيمرغ"، وذلك لقياس قدراتها في سياق وطني شامل.

ووفقًا للمسؤولين، سيتم إطلاع الجهات المتخصصة والخبراء باستمرار على جميع التفاصيل الفنية ونتائج الاختبارات من مصادر رسمية، مثل موقع منظمة الفضاء الإيرانية.

دخلت الجمهورية الإسلامية الإيراتيةمرحلة جديدة في تطوير أقمار الاتصالات اعتمادا على التكنولوجيا المحلية، إلا أن تحقيق خدمات الأقمار الصناعية التشغيلية يتطلب عملية اختبار وتطوير وتحديث للأجهزة والبرمجيات على عدة مراحل.و يُعد "ناهيد 2" منصة انطلاق نحو هذا الهدف النهائي، والذي سيتم تحقيقه في مدار GEO.

1. نطاق KU وتطبيقاته

أ) الأقمار الصناعية التلفزيونية في نطاق KU

يُعد نطاق KU أحد أكثر نطاقات التردد استخدامًا في عالم الاتصالات عبر الأقمار الصناعية. وتعمل الأقمار الصناعية التلفزيونية المسؤولة عن بث القنوات التلفزيونية مباشرة إلى المنازل بشكل رئيسي في هذا النطاق. وفي إيران وحول العالم، وصُممت جميع أنظمة الأقمار الصناعية المنزلية تقريبًا (الأطباق المُثبتة على أسطح المنازل) على نطاق KU  على مستوى إيران والعالم.

العملية:

تتم عملية إرسال الإشارة كما يلي:

أولًا، تُرسل إشارة التلفزيون من الاستوديو أو الشبكات المختلفة إلى محطة أرضية مركزية. وتُرسل هذه المحطة الإشارات إلى قمر صناعي يقع في مدار ثابت جغرافيًا (GEO) على ارتفاع 36,000 كيلومتر فوق الأرض.

ثم يُعيد القمر الصناعي بث الإشارة المُستقبَلة إلى منطقة واسعة من سطح الأرض، مثل غرب آسيا أو أوروبا أو أفريقيا أو آسيا. وأخيرًا، يُمكن للمستخدمين في المنزل أو العمل استقبال القنوات باستخدام طبق صغير (يتراوح قطره عادةً بين 60 و90 سم) وجهاز استقبال قمر صناعي.

لماذا KU؟

للاستخدام الواسع لنطاق KU مزايا كبيرة؛ منها صغر قطر الأطباق، انخفاض تكلفتها، جودة الصورة العالية، وسهولة التركيب والنقل. بالإضافة إلى ذلك، يوفر هذا النطاق سعة عالية للبث المتزامن لقنوات مختلفة بصيغتي HD وSD، مما يجعله الخيار الأمثل لتوفير خدمات التلفزيون الفضائي في المنازل.

ب) إنترنت الأقمار الصناعية في نطاق KU

يُقصد بإنترنت الأقمار الصناعية استقبال وإرسال معلومات الإنترنت دون الحاجة إلى كابلات أو خطوط أرضية، وذلك عبر الأقمار الصناعية فقط. وفي هذه التقنية، يتواصل المستخدمون، سواءً في المناطق الريفية أو النائية أو الحضرية، مباشرةً مع القمر الصناعي باستخدام هوائي KU صغير ومودم خاص. وتُرسل إشارة الإنترنت إلى قمر الاتصالات عبر هوائي KU، وينقل القمر هذه الإشارة إلى "مركز" أو مركز أرضي متصل بشبكة الإنترنت العالمية. وتتيح هذه العملية للمستخدم إرسال واستقبال البيانات بسرعة.

وعالميًا، تستخدم خدمات الإنترنت الفضائي من Starlink (التي تستخدم مزيجًا من نطاقي KU وKA)، Viasat وHughesNet، هذه التقنية لتوفير إنترنت عالي السرعة في مختلف أنحاء العالم.

لماذا KU؟

يُعد نطاق KU خيارًا مثاليا لتوفير خدمات الإنترنت عبر الأقمار الصناعية نظرًا لسعته العالية وعرض نطاقه الترددي العالي مقارنةً بنطاقات التردد الأدنى مثل S وU. ويتيح هذا النطاق مشاركة الفيديو، تصفح الإنترنت، عقد المؤتمرات عبر الإنترنت، وخدمات الإنترنت الأخرى بجودة عالية. وتجدر الإشارة إلى أن نطاق KU حساس نوعًا ما للظروف الجوية السيئة، وخاصةً هطول الأمطار الغزيرة، وقد تنخفض جودة الاتصال في هذه الظروف.

ج) اتصالات النطاق العريض في نطاق KU

يُقصد بالنطاق العريض (Broadband) القدرة على نقل كميات كبيرة من البيانات في فترة زمنية قصيرة؛ مثل الإنترنت عالي السرعة، مؤتمرات الفيديو، النقل المتزامن للبيانات، والمدفوعات المصرفية. وبفضل سعته العالية وسرعته العالية، يوفر نطاق KU منصة مناسبة لإنشاء اتصالات النطاق العريض.

تطبيقات KU:

يمكن من خلال هذه المنصة، الاتصال السريع بين فرعين من فروع البنك، أو المقر الرئيسي، أو مكاتب مختلفة في جميع أنحاء البلاد، دون الحاجة إلى الألياف الضوئية، وعبر معدات الأقمار الصناعية فقط. كما تُساعد هذه التقنية المدارس والمكاتب في المناطق المحرومة على عقد اجتماعات مؤتمرات الفيديو بسهولة. بالإضافة إلى ذلك، يُعدّ نقل البيانات في حالات الطوارئ وخدمات الطوارئ الطبية، مثل ربط سيارات الإسعاف أو المستشفيات المتنقلة عبر الإنترنت أثناء الأزمات، من التطبيقات المهمة الأخرى للنطاق العريض في نطاق KU.

2. النطاق S وتطبيقاته

أ) الاتصالات عبر الأقمار الصناعية في النطاق S

يُعد النطاق S أحد النطاقات الرئيسية في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، ويُستخدم لإجراء مكالمات صوتية وبيانات آمنة بتكلفة منخفضة وبطريقة بسيطة في المناطق التي تفتقر إلى بنية تحتية أرضية. وتشمل أهم تطبيقات هذا النطاق التواصل بين الطائرات أو السفن ومراكز التحكم، وإنشاء اتصالات عسكرية أو صناعية خاصة في حالات الطوارئ، وإرسال معلومات الاستشعار عن بُعد أو استقبال البيانات الأساسية من الأقمار الصناعية العلمية والبحثية الصغيرة.

ب) المحطة الأرضية في النطاق S

تتولى المحطات الأرضية أو البوابات مسؤولية إرسال واستقبال البيانات عبر القمر الصناعي، والخيار الأكثر شيوعًا لهذا الاتصال هو النطاق S. والسبب الرئيسي لهذا الاختيار هو استقرار جودة الإشارة، وانخفاض مستوى الضوضاء، وقلة تأثير الأحوال الجوية. ويُستخدم هذا النطاق عادةً للتحكم في حالة الأقمار الصناعية ومراقبتها، واستقبال الإشارات الأولية، وإرسال الأوامر إلى الأنظمة الفضائية.

ج) نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والملاحة في النطاق S

يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بشكل رئيسي على النطاقين L وS. وتحسب أجهزة استقبال GPS الموقع الجغرافي للمستخدم من خلال استقبال موجات من الأقمار الصناعية ذات الصلة. ومن أهم مزايا النطاق S في هذا المجال قدرته على اختراق السحب وحتى المباني، وتوفير دقة واستقرار عاليين.

د) البث الإذاعي والبياني في النطاق S

على الرغم من أن البث الإذاعي عبر الأقمار الصناعية في النطاق S ليس شائعًا جدًا، إلا أن بعض الدول تُجري جزءًا من بثها الإذاعي الرقمي على هذا النطاق. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم النطاق S على نطاق واسع لإرسال بيانات الاستشعار والاستشعار عن بُعد، وخاصةً في أقمار الأرصاد الجوية أو الأقمار الصناعية الصغيرة، مما يسمح بنقل موثوق للمعلومات إلى المحطات الأرضية.

الوضع الحالي للإذاعة والتلفزيون الإيراني

يبث الإذاعة والتلفزيون الإيراني الرسمي حاليًا بطريقتين رئيسيتين:

"البث الأرضي" 

و"البث الفضائي".

إن معظم الشبكات الوطنية والمحلية داخل البلاد متاحة للجمهور عبر أجهزة إرسال أرضية (هوائيات رقمية، أبراج اتصالات، وأجهزة استقبال منزلية). وتُعتبر هذه الطريقة هي السائدة في شبكات الاستقبال في المناطق الحضرية والعديد من المناطق الريفية حيث تكون تغطية الإرسال مواتية.

في المقابل، يقتصر البث الفضائي إلى حد كبير على شبكات هيئة الإذاعة والتلفزيون الإيرانية الموجهة إلى الخارج، مثل الكوثر، بريس تي في، وآي فيلم، والتي تستهدف الجمهور في الخارج وبعض المناطق الحدودية. وتستخدم هذه الشبكات أجهزة إرسال واستقبال مستأجرة على أقمار صناعية دولية. ومع ذلك، لا تُبث الشبكات الوطنية المحلية في إيران عبر الأقمار الصناعية بشكل علني، مما يجعل المنافسة مع الشبكات الأجنبية الناطقة بالفارسية محدودة، ويقتصر الوصول إلى الشبكات المحلية على المنصات المرخصة داخل البلاد.

الوضع الحالي لبرنامج "ناهيد-2"

يُعدّ قمر ناهيد-2 أول قمر صناعي تجريبي للاتصالات في إيران، وقد أُطلق مؤخرًا إلى مدار أرضي منخفض (LEO) بهدف اختبار تقنية النطاق الترددي KU. ويهدف القمر الصناعي إلى توفير البنية التحتية التقنية والخبرات الأولية اللازمة لتطوير أقمار صناعية في مدار ثابت جغرافيًا (GEO).

ومع ذلك، لا يزال القمر الصناعي يعمل في مدار منخفض جوي (LEO)، وليس مخصصًا لعمليات البث التلفزيوني على مستوى البلاد، أو كبديل لأقمار البث التلفزيوني والإنترنت الوطنية مثل بدر وهوت بيرد ويوتلسات. ويمر مشروع ناهيد-2 حاليًا بمرحلة البحث والتطوير، حيث يختبر التقنيات الرئيسية ويحدد مواقعها، ويستعد لإطلاق أقمار صناعية تشغيلية مستقبلية.

إن الهدف النهائي هو بناء "قمر صناعي متكامل للاتصالات/التلفزيون" ونشره في مدار ثابت جغرافيًا (36,000 كيلومتر فوق الأرض). ويتطلب هذا تطوير تكنولوجيا أقمار صناعية متطورة، وتحسين منصات إطلاق الأقمار الصناعية، وتوفير وحدات البث المداري، كالتنظيم والتمويل، والتعاون الدولي.

حتى الآن، لم يتم تشغيل أي قمر صناعي إيراني مستقل للاتصالات في مدار ثابت جغرافيًا؛ ومع ذلك، فقد بُذلت جهودٌ وعُززت من خلال مشروعي ناهيد-2 وناهيد-3. والهدف هو إنشاء سلسلة من التطورات:

أولاً: اختبار نطاق KU،

ثم تطوير المزيد من المرافق لإطلاق أقمار الاتصالات الوطنية في مدار ثابت.

يُعد إطلاق "ناهيد-2" في الواقع الخطوة الأولى في اختبار تقنيات الاتصالات الفضائية، ولكنه لا يُمثل بديلاً حقيقيًا للأقمار الصناعية المدارية الثابتة جغرافيًا وشبكة البث الوطنية.

إذن إن الهدف النهائي هو تحقيق الاستقلالية التامة في مجال التلفزيون والإذاعة والاتصالات الوطنية من خلال الوصول إلى قمر صناعي وطني للاتصالات في مدار ثابت جغرافيًا (GEO) في السنوات القادمة؛ وهي مشكلة تتطلب تطويرًا تكنولوجيًا وتمويلًا وبناء أقمار صناعية محلية قوية.