به گزارش خبرگزاری ایمنا، زلزلههای پیاپی در کشور ایران، بهعنوان یکی از کشورهای با بیشترین فعالیت تکتونیکی جهان، صدمات بسیاری به جان و مال مردم وارد کردهاند، گذشتههای ایران شاهد بسیاری فجایع زلزلهای است که هر کدام موجب تلفات انسانی و خسارات مالی فراوان شدهاند، این وضعیت دانشمندان و مسئولان کشور را به فکر جدی برای توسعه روشهای پیشرفتهای برای پیشبینی زلزلهها و کاهش خسارات آنها واداشته است. در این راستا سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران و پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی، تصمیم گرفتند یک پروژه بزرگ ملی را تحت عنوان ماهواره زلزلهشناسی «آیات» آغاز کنند.
ماهواره آیات نمایندگی از تلاشهای دانشمندان و متخصصان ایرانی برای ورود به پیشتازان فناوری فضایی و بهکارگیری آن برای خدمات عمومی است. این ماهواره تنها یک دستاورد فنی نیست، بلکه نشانهای از اراده ملی برای حفاظت از جان و مال شهروندان است. در سالهای اخیر دنیا شاهد توسعه تکنولوژیهای جدید برای مطالعه پدیدههای جغرافیایی و زمینشناختی از طریق فضا بوده است، ماهوارههای متعددی چه توسط کشورهای پیشرفته و چه توسط کشورهای درحالتوسعه، برای اهداف مختلف به مدار زمین فرستاده شدهاند، اما ماهوارهای که بهطور اختصاصی برای پیشبینی زلزلهها طراحی شده باشد، بسیار نادر و محدود است.
سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، در سالهای گذشته، تجربیات ارزشمندی از طریق ساخت ماهوارههای دیگری همچون ماهواره مصباح به دست آورده است. این تجربیات پایهای برای ساخت ماهواره آیات را تشکیل داد و دانش فنی که در ساخت ماهواره مصباح کسب شده بود، بهطور کامل در پروژه ماهواره آیات به کار برده شد، این مسئله نشان میدهد که ایران در زمینه فناوری ماهواره سازی، دارای تواناییهای جدی و قابل اعتماد است؛ ماهوارههای قبلی ایران، گرچه برای اهداف دیگر طراحی شده بودند، اما تجربیات بسیاری در زمینه توسعه سیستمهای هوافضایی را فراهم کردند.

ماهواره آیات چطور زلزله را پیشبینی میکند؟
ماهواره آیات بر اساس یک نظریه علمی جدید طراحی شده است. این نظریه بر مبنای شناسایی سیگنالهای الکترومغناطیسی غیرعادی است که در زمین پیش از وقوع زلزله، منتشر میشوند. قبل از وقوع یک زلزله، تنشهای گستردهای در پوسته زمین ایجاد میشود. این تنشها موجب تغییرات شیمیایی و فیزیکی در معادن و سنگهای زیرزمینی میشوند. برخی از معادن، همچون کوارتز، دارای ویژگیهای پیزوالکتریکی هستند. این به این معنی است که وقتی این معادن تحت فشار قرار میگیرند، بار الکتریکی تولید میکنند. این بارهای الکتریکی، تغییرات الکترومغناطیسی را در جو و فضای اطراف آن منطقه ایجاد میکنند و این میدان الکترومغناطیسی که در ناحیهی جو تشکیل میشود، میتواند توسط حساسهای ماهوارهای شناسایی شود. ماهواره آیات مجهز به حساسهای حساس و پیشرفتهای است که میتواند این تغییرات الکترومغناطیسی را شناسایی و اندازهگیری کند، این حساسها بهعنوان چشم و گوش ماهواره عمل میکنند.
دادههای جمعآوریشده توسط این حساسها، بهطور مستمر به ایستگاههای زمینی برای پردازش و تجزیهوتحلیل ارسال میشوند. ایستگاههای زمینی، ایستگاههای دریافت اطلاعات ماهوارهای هستند. این ایستگاهها، بهعنوان رابط میان ماهواره و دانشمندان عمل میکنند. اطلاعات دریافتشده از ماهواره، ابتدا در این ایستگاهها ذخیره میشود و سپس برای تحلیل بیشتر، به پژوهشگاههای دانشگاهی و مؤسسات تحقیقاتی انتقال مییابد.
وزن ماهواره آیات بین ۵۰ تا ۷۰ کیلوگرم تخمین زده شده است. این وزن بهنسبت کم، امکان حملونقل آن را توسط پرتابگرهای ایرانی ممکن میسازد. ماهواره در مداری با ارتفاع کم حول زمین، یعنی در ارتفاعهای حدود ۷۰۰ کیلومتری، بهطور مستمر سیر خواهد کرد. این مدار نزدیک، به ماهواره اجازه میدهد تا با دقت بیشتری سیگنالهای الکترومغناطیسی را شناسایی کند. مدار انتخابشده برای ماهواره آیات، با توجه به مدتهای مداری و نیازهای علمی، بسیار احتیاطآمیزانه برنامهریزی شده است.
یکی از ویژگیهای مهم ماهواره آیات، توانایی رصد ۲۴ ساعته آن است. برخلاف لرزهسنجهای زمینی که تنها مناطق محدودی را پوشش میدهند، ماهواره آیات میتواند بخشهای وسیعی از زمین را مراقبت کند. این رصد مستمر، احتمال شناسایی پیش نشانگرهای زلزله را افزایش میدهد.

تاریخچه توسعه و مراحل اجرایی ماهواره آیات
پروژه ماهواره آیات از سالهای دور آغاز نشد. اولین اشاره رسمی به این پروژه، زمانی بود که حسن زمانیان، رئیس سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران در سال ۱۴۰۲، اعلام کرد که سازمان در حال ساخت ماهوارهای با هدف پیشبینی زلزله است. در آن مرحله، تفاهمنامه همکاری میان سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران و پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی و مهندسی زلزله امضا شد. این تفاهمنامه، مشارکت رسمی دو نهاد در پروژهای برای پیشبینی زلزله و تخمین خسارات آن را مشخص میکرد.
در سالهای بعدی، پروژه به تدریج جلو رفت. فاز مطالعات و طراحی اولیه آغاز شد. متخصصان و دانشمندان از هر دو سازمان، در تیمهای کاری مختلف کار کردند. هر تیم به بخشی از طراحی و توسعه ماهواره پرداخت. شروین امیری، رئیس پژوهشکده مخابرات و فناوری ماهوارهای سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، نقش برجستهای در هدایت و هماهنگی این تلاشها داشت. او مسئول هماهنگی بین شاخههای مختلف پروژه و تضمین پیشرفت مطلوب بود.
در طول این سالها، بسیاری از چالشهای فنی و اداری پیش آمد و برطرف شد. یکی از چالشهای عمده، تأمین منابع مالی بود. پروژه ماهواره آیات نیازمند سرمایهگذاری قابلتوجهی است. در ابتدا، تخمین زده شد که ساخت ماهواره نیازمند حدود ۵ میلیارد تومان سرمایه است. بعدها، این رقم به ۸ میلیارد تومان تعدیل شد. این سرمایهگذاریها، نشاندهندهی اهمیت پروژه برای نظام سیاسی و اقتصادی کشور است. تأمین منابع مالی برای چنین پروژههای درازمدتی، عموماً از طریق بودجههای دولتی و کمکهای نهادی انجام میپذیرد.
آخرین خبرهای منتشرشده در سال ۱۴۰۴، نشان میدهند که ماهواره آیات در مراحل پیشرفتهای از توسعه قرار دارد. بر اساس گزارشهای رسمی، فاز امکانسنجی ماهواره انجام شده است و اکنون پروژه در حال ورود به مراحل مقدماتی ساخت است. با توجه به این پیشرفتها، تخمین زده میشود که ماهواره آیات در طی دو سال آینده، یعنی تا سال ۱۴۰۶، در مدار قرار خواهد گرفت.
نقش پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی در پروژه
پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی و مهندسی زلزله، یکی از نهادهای برجسته در زمینه مطالعات زلزلهشناسی در ایران است. این پژوهشگاه، دارای متخصصان و دانشمندان شناختهشدهای در سطح منطقه است. همکاری این پژوهشگاه با سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، پروژه ماهواره آیات را به یک تلاش علمی معتبر بدل کرد. مهدی زارع، معاون پژوهشی این پژوهشگاه، نقشی مهم در توسعه و هدایت جنبههای علمی پروژه ایفا کرده است.
این پژوهشگاه، در دهههای قبل، تحقیقات بسیاری درباره لرزهخیزی ایران و مناطق اطراف آن انجام داده است. دانشمندان این پژوهشگاه، درک عمیقی از نحوهی ایجاد زلزلهها و عوامل مؤثر بر آنها دارند. این دانش و تجربه، برای طراحی ماهواره آیات بسیار حیاتی است. پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی، وظیفهای دوگانه در این پروژه دارد. یکی، استفاده از دانش و تجربههای خود در تعریف و تحقیق در مورد سیگنالهای زلزلهشناختی است. دیگری، ایفای نقش مرجع علمی در تجزیهوتحلیل دادههای جمعآوریشده توسط ماهواره است.
هر دادهای که ماهواره آیات از فضا ارسال میکند، باید توسط متخصصانی تحلیل شود که به دقت درک کنند که این دادهها چه معنی دارند. این تحلیلهای کیفی و پیشرفته، در دستان متخصصان پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی قرار دارد، آنها باید مشخص کنند کدام سیگنالها نشانهدهندهی یک زلزلهی احتمالی هستند و کدامها ناشی از دلایل دیگر بودهاند، این یک فرایند پیچیده و وقتگیر است که نیازمند تخصص و انجامدقیق است.
مقایسه با پروژههای جهانی مشابه
در سطح جهانی، چندین کشور بر روی پروژههای ماهوارهای برای مطالعه و پیشبینی زلزلهها کار کردهاند. یکی از معروفترین این پروژهها، پروژه ماهواره ژانگهنگ توسط چین است. ماهواره ژانگهنگ ۱، در سال ۲۰۱۵ به مدار زمین فرستاده شد و از آن زمان تا کنون، دادههای ارزشمندی درباره سیگنالهای الکترومغناطیسی قبل از زلزلهها جمعآوری کرده است. تجربه چین با این ماهواره، بسیار آموزنده برای دیگر کشورهای درحالتوسعه است.
بر اساس تحقیقات صورتگرفته توسط دانشمندان چینی، ماهواره ژانگهنگ ۱ توانسته است حدود ۵۰ زلزله با بزرگی ۷ ریشتر و بالاتر و نزدیک به ۶۰۰ زلزله با بزرگی ۶ ریشتر و بالاتر را در سراسر جهان رصد کند، این رقمها نشاندهندهی توانمندی ماهوارههای زلزلهشناسی است. دانشمندان چینی ادعا کردهاند که بیش از ۸۰ درصد زلزلههایی با بزرگی ۶ ریشتر یا بالاتر، سیگنالهای اولیه و قابل شناسایی را حدود ۱۵ روز قبل از وقوع نشان میدهند، این نتایج بسیار تشویق کنندهاند و نشان میدهند که پیشبینی زلزلهها از طریق ماهوارهای، ممکن است.
کشور فرانسه نیز در این حوزه کار کردگی دارد. ماهوارههای فرانسوی برای مطالعه پدیدههای الکترومغناطیسی جو و زمین، استفاده شدهاند. این ماهوارهها، قبل از آنکه ماهواره ژانگهنگ فرستاده شود، بسیاری از دادههای ارزشمند را جمعآوری کردهاند. ایالات متحده آمریکا نیز، بهطور غیرمستقیم، از طریق ماهوارههای ناسا همچون Aqua و Aura، دادههایی درباره شرایط جو و انرژی تابشی جمعآوری میکند که میتواند برای مطالعات زلزلهشناسی نیز مفید باشد. این دادههای متنوع از منابع مختلف، میتواند توجیهگر یک فهم جامعتر از سیستم زمین باشد.
در مقایسه با این پروژههای جهانی، ماهواره آیات پروژهای جدید و جسورانه است، ایران با ورود به این حوزه پیشرفتهی فناوری فضایی، خود را بهعنوان کشوری دانشمحور و متعهد به توسعه صلحآمیز فناوری فضایی، معرّفی میکند. توسعه ماهواره آیات، میتواند تأثیرات مثبتی بر بخشهای دیگر فناوریهای فضایی ایران نیز داشته باشد.
اهداف و کاربردهای ماهواره آیات
هدف اولیه ماهواره آیات، پیشبینی زلزلهها است. اما این هدف، تنها جنبهای از کاربردهای این ماهواره است. ماهواره آیات میتواند برای اهداف متعددی استفاده شود. یکی از کاربردهای پیشروی، تخمین خسارات احتمالی زلزلهها است. اگر دانشمندان بتوانند برخی از نشانگرهای زلزلهی آینده را شناسایی کنند، میتوانند مقامات دولتی را هشدار دهند. این هشدارها، میتواند به مقامات کمک کند تا نقشههای تخلیه و اقدامات احتیاطی را فعال کنند. هشدار زودهنگام، حتی اگر تنها چند دقیقه قبل از رویداد باشد، میتواند جانهای بسیاری را نجات دهد.
دومین کاربرد، کمک به برنامههای ساخت و ساز ایمن است. اگر بتوانیم مناطق لرزهخیز را بهطور دقیقتر تعیین کنیم، میتوانیم استانداردهای ساخت و ساز در آنها را سختگیرانهتر کنیم. این، میتواند زندگی و مال مردم را محفوظتر کند. ساختمانهای پایدار و مقاومتر در برابر زلزله، میتواند خسارات را به طور قابلتوجهی کاهش دهد.
سومین کاربرد، پشتیبانی از تحقیقات علمی است. دادههای جمعآوریشده توسط ماهواره آیات، برای پژوهشگران زلزلهشناسی و ژئوفیزیک در سراسر جهان، منبع ارزشمندی خواهد بود. این دادهها، میتواند به درک بهتر فیزیک زلزلهها کمک کند. علم، بیشتر از هر چیز، نیازمند دادههای کیفی و قابلاعتماد است.
چهارمین کاربرد، بهبود سیستمهای هشدار زودهنگام است. دادههای ماهواره آیات، میتواند به بهتر شدن الگوریتمهای شناسایی زلزله کمک کند. در آینده، شاید بتوانیم سیستمهای هشدار زودهنگامای داشته باشیم که میتوانند مردم را صدها ثانیه قبل از وقوع زلزله هشدار دهند. این میتواند فرصت گریز و پناهگزینی به مردم بدهد.

چالشهای علمی و فنی ماهواره آیات
پروژه ماهواره آیات، با چالشهای متعددی روبرو است. یکی از چالشهای علمی، تفسیر دادههای جمعآوریشده است، سیگنالهای الکترومغناطیسی که ماهواره شناسایی میکند، میتواند از منابع مختلف ناشی شود. نه تمام تغییرات الکترومغناطیسی، نشانهی یک زلزلهی آینده است. گاهی اوقات، این سیگنالها میتواند از فعالیتهای انسانی، همچون ایستگاههای رادیویی، یا از پدیدههای طبیعی دیگر، همچون تغییرات جو، ناشی شود، بنابراین تفسیر درست این سیگنالها، یکی از بزرگترین چالشهای پروژه است.
دومین چالش، محدودیت در پوشش جغرافیایی است، اگرچه ماهواره میتواند بسیاری از مناطق را رصد کند، اما نمیتواند تمام زمین را همیشه مراقبت کند، مدار ماهواره، یک الگوی تکراری را دنبال میکند و دارای چنین ویژگیهای مختص است که هر ناحیه، در چند ساعت دوباره آن را ببیند. برخی از مناطق، ممکن است برای مدتهای طولانیتری، از دید ماهواره خارج باشند.
سومین چالش، سازگاری با شرایط فضایی است، محیط فضا محیطی سخت و کممحبت است، ماهوارهها باید با درجات حرارت افراطی، تشعشع کیهانی، و خلأ کامل برای سالها کار کنند، طراحی و ساخت ماهوارهای که میتواند در این شرایط کار کند، یک چالش مهندسی بسیار دشوار است، کمپوننتهای الکترونیکی باید به شدت مقاوم و قابلاعتماد باشند.
چهارمین چالش، هزینههای مالی است، هرگونه پروژه فضایی پروژهای پرهزینه است. حتی کشورهای پیشرفته، برای ساخت ماهوارههای علمی، مبالغ بسیار زیادی هزینه میکنند، برای کشوری درحالتوسعه همچون ایران تأمین این هزینهها، یک چالش قابلتوجه است. اما نشان دادن وجود ایران در این عرصه، ارزشهای فراتر از مالی دارد.
محدودیتها و انتظارات واقعبینانه
باید دقیق باشیم و انتظارات واقعبینانهای داشته باشیم. ماهواره آیات، نمیتواند زلزلهها را با دقت کامل پیشبینی کند. حتی بهترین سیستمهای شناسایی زلزلهی دنیا، نمیتوانند زمان و مکان دقیق زلزلهی آینده را خبر دهند، هدف ماهواره آیات، فراهم کردن دادهای است که میتواند فهم ما درباره زلزلهها را بهتر کند، حتی اگر پیشبینی دقیق امکانپذیر نباشد، شناسایی زمانهای محتمل خطر، میتواند بسیار مفید باشد.
یکی از دانشمندان چینی برنامه ماهواره ژانگهنگ، شن خوهوی، بیان کرد که با وجود پیشرفتهای قابلملاحظه، هنوز راه زیادی تا پیشبینی دقیق زلزله باقی مانده است. او تخمین زد که برای دستیابی به توانایی پیشبینی دقیق زلزلهها، ما باید حدود ۱۰ تا ۲۰ سال دیگر منتظر باشیم، این نشاندهندهی آن است که پیشبینی زلزله، یک مسئلهی جدی و دشوار است و نیازمند تحقیقات طولانیمدت است، اما این تأخیر نباید ما را از تلاش برای دستیابی به این هدف باز دارد.
بر اساس تحقیقات اخیر توسط مهدی آخوندزاده، دانشیار سنجش از دور در دانشگاه تهران، تغییرات الکترومغناطیسی قبل از زلزلهها میتواند تا ۱۹ روز پیش از وقوع رویداد شناسایی شود. این، یک نتیجهی امیدبخش است. اما باید توجه داشته باشیم که این یک مطالعهی محدود است که بر روی یک یا دو زلزلهی بزرگ انجام شده است. نتایج در سایر شرایط و مناطق، ممکن است متفاوت باشند.

نقش دانشبنیانی و فناوری اطلاعات
توسعه ماهواره آیات، نیاز به بهرهبرداری از فناوریهای نوین اطلاعات دارد. بهویژه، الگوریتمهای یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی، نقش کلیدیای در تحلیل دادههای جمعآوریشده دارند، بدون استفاده از این فناوریها، تجزیهوتحلیل میلیونها دادهی جمعآوریشده توسط ماهواره، کار بسیار دشواری خواهد بود. هوش مصنوعی میتواند الگوهایی را تشخیص دهد که انسان نمیتواند، دانشگاههای ایرانی و مؤسسات تحقیقاتی، قادر هستند تا در این زمینههای پیشرفته، تحقیق کنند. متخصصانی در زمینههای زیادی، از رباتیک تا فیزیک، از مهندسی کامپیوتر تا الکترونیک، باید در این پروژه مشارکت کنند، این یک نمونهی واقعی از تحقیقات چندرشتهای است که برای دستیابی به اهداف بزرگ ملی لازم است. شبکههای دانشگاهی و صنعتی باید یکی شوند تا به هدف مشترک برسند.
تأثیرات اقتصادی و اجتماعی
پروژه ماهواره آیات، نهتنها یک پروژهی علمی است، بلکه دارای تأثیرات اقتصادی و اجتماعی است، نخستین تأثیر، توسعه شاخهای جدید از اقتصاد ایران است. صنایع فضایی، صنایع حساسی هستند که میتواند به توسعه تکنولوژیهای دیگر کمک کنند، افرادی که برای ساخت ماهواره آیات کار میکنند، مهارتهای جدیدی میآموزند که میتواند برای سایر پروژههای فناوری استفاده شود؛ این انتقال فناوری داخلی از یک پروژه به پروژههای دیگر، بسیار مهم است.
دومین تأثیر، بهبود امنیت و سلامت عمومی است، اگر بتوانیم تنها در یک نوع از موارد زلزلهای، هشدار صادر کنیم و موجب شود تا ۱۰ درصد از جانهای انسانی نجات پیدا کنند، این پروژه، یک موفقیت بزرگ خواهد بود. مال و منال قابلجبران است، اما جان انسان، هیچ معادلهای ندارد؛ سومین تأثیر، تقویت نظر عمومی نسبت به توسعه فناوری است. هنگامی که مردم میبینند که دولت و دانشمندان آنها برای حل مسائل واقعی و عملی تلاش میکنند، اعتماد به دنیای تحقیق و توسعه افزایش مییابد. این اعتماد، پایهی مهمی برای توسعه آیندهی فناوری است.

برنامههای آینده و تحقیقات تکمیلی
ماهواره آیات، تنها شروع یک دنبالهی طولانیتری از تحقیقات است. دانشمندان ایرانی و سازمانهای تحقیقاتی، طرحهای فراموشنشدنیای برای آینده دارند، در کوتاهمدت پس از پرتاب ماهواره آیات، نیازمند تحلیل گستردهی دادهها خواهیم بود. این تحلیلها شاید سالها طول بکشند، هر دادهی کوچک میتواند اطلاعاتی مهم را نهفته داشته باشد.
در بلندمدت، اگر همکاریهای بینالمللی تشدید شود، ممکن است که شاهد انقلابی در زمینهی پیشبینی زلزله باشیم. کشورهایی که ماهوارههای زلزلهشناسی دارند، اگر اطلاعات خود را با یکدیگر به اشتراک بگذارند، میتواند یک شبکهی جهانی برای مراقبت از زلزلهها ایجاد شود. این شبکهی جهانی، ممکن است موجب توسعه سریع و قابلتوجه در درک علمی زلزلهها شود.
ماهواره زلزلهشناسی آیات، یکی از برجستهترین پروژههای فناوری فضایی ایران در سالهای اخیر است، این پروژه نشاندهندهی تعهد دولت ایران به توسعه فناوری و بهبود زندگی شهروندانش است، اگرچه چالشهای فنی و مالی زیادی پیش رو است، اما روند پیشرفت پروژه تا کنون، نشاندهندهی درجهای بالای تلاش و تعهد است، انتظار میرود که ماهواره آیات، تا سال ۱۴۰۶ به مدار فرستاده شود.
پس از پرتاب، دادههای جمعآوریشده توسط ماهواره، باید به دقت تحلیل شود. این تحلیلها، شاید سالها طول بکشند، اما میتواند درک ما درباره زلزلهها را بهطور قابلتوجهی بهبود دهد، ماهواره آیات تنها یک ماهواره نیست، این نمایندهای از توانایی و تصمیمملی ایران است، این پیامای برای جهان است که ایران، علیرغم محدودیتها و چالشها، همچنان به اهداف بلند خود میرسد.
در دنیایی که تکنولوژی تعریفکنندهی قدرت است، ایران با حرکاتی چنین، خود را در میان نخبگان فناوری جهان قرار میدهد. ماهواره آیات، بیش از یک ماهواره است؛ یک علامت امید و بصیرت است. یک علامت بر اینکه ملتی میتواند، با اراده و تلاش، به بلندای رویاها برسد، یک علامت بر اینکه علم و فناوری، تنها برای کشورهای پیشرفته نیست، بلکه برای هر کسی که آن را تعقیب کند، قابلدسترس است.