صنعت فضایی در دهه اخیر شاهد تحولات بنیادینی بوده است که مهمترین آن‌ها کوچک‌سازی فناوری‌های ماهواره‌ای و افزایش نیاز به استقرار سریع و مقرون‌به‌صرفه ماهواره‌ها در مدار زمین است. این دگرگونی، حوزه حامل‌های فضایی سبک را به یکی از کلیدی‌ترین بخش‌های بازار تبدیل کرده است. در گذشته، تنها راه برای ارسال محموله‌های کوچک به فضا، استفاده از پرتابگرهای سنگین‌تر بود که در قالب یک محموله ثانویه در کنار محموله اصلی پرتاب می‌شدند. این روش، هرچند هزینه پرتاب را کاهش می‌داد، اما انعطاف‌پذیری ماموریت را به شدت محدود می‌کرد، زیرا ماهواره‌های کوچک باید برنامه زمانی و مدار مورد نظر خود را با پرتابگر اصلی تطبیق می‌دادند.
با ظهور نسل جدیدی از ماهواره‌های کوچک، از جمله ماهواره‌ها و ماهواره مکعبی‌ها که نقشی حیاتی در کشفیات علمی، رصد زمین و توسعه منظومه‌های ماهواره‌ای ارتباطی ایفا می‌کنند، تقاضا برای دسترسی اختصاصی به فضا افزایش یافت. این روند، محرک اصلی توسعه حامل‌های فضایی سبک اختصاصی شد که به مشتریان، کنترل کامل بر زمان و مدار پرتاب را اعطا می‌کند و آن‌ها را قادر می‌سازد تا ماموریت‌های خود را با سرعت و چابکی بیشتری پیش ببرند.
حامل‌های فضایی سبک با همگانی‌تر کردن دسترسی به فضا، امکان ورود شرکت‌های کوچک‌تر، دانشگاه‌ها و کشورهای نوپا را به این عرصه فراهم کرده‌اند. بر اساس طبقه‌بندی‌های موجود، این حامل‌ها معمولا برای حمل محموله‌هایی با جرم کمتر از ۲ هزار کیلوگرم (طبقه‌بندی ناسا) یا ۵ هزار کیلوگرم (طبقه‌بندی آژانس فضایی روسیه) به مدار لئو طراحی شده‌اند. این گزارش به بررسی مهمترین بازیگران در این بخش از بازار و تحلیل جایگاه عملیاتی و راهبردی آن‌ها می‌پردازد.
حامل فضایی وگا-سی
برنامه حامل‌فضایی وگا (Vega)، نتیجه تصمیم اتحادیه اروپا در اوایل دهه ۱۹۹۰ برای گسترش قابلیت‌های فضایی خود بود. در آن زمان، ماهواره‌بر آریان (Ariane) برای محموله‌های سنگین بسیار مناسب بود، اما کمبود یک حامل فضایی قابل اطمینان و ارزان‌قیمت برای بارهای کوچک احساس می‌شد توسعه وگا در سال ۱۹۹۸ با همکاری آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی ایتالیا (ASI) آغاز شد و پس از ۱۴ سال تلاش در طراحی و ساخت، اولین پرواز موفق خود را در ۱۳فوریه۲۰۱۲ انجام داد. پرتابگر وگا قادر به حمل ۱۵۰۰ کیلوگرم محموله به مدار نزدیک زمین با هزینه تقریبی ۳۷ میلیون دلار بود.
با گذشت زمان و افزایش نیازهای بازار، برنامه توسعه نسخه ارتقایافته آن، یعنی وگا-سی، در دسامبر۲۰۱۴ با بودجه‌ای معادل ۳۹۵ میلیون یورو آغاز شد. هدف اصلی این ارتقا، افزایش قابل توجه ظرفیت حمل و ایجاد هم‌افزایی با برنامه پرتابگر نسل بعدی اروپا، یعنی آریان-۶ بود. اولین پرواز وگا-سی در ۱۳ژوئیه۲۰۲۲ با موفقیت به انجام رسید. این حامل فضایی جدید می‌تواند تا ۳,۳۰۰ کیلوگرم محموله را به مدار لئو و ۲,۲۰۰ کیلوگرم را به مدار قطبی حمل کند. این افزایش ظرفیت در مقایسه با وگا اولیه، یک مزیت کلیدی برای پاسخگویی به تقاضای بازار منظومه‌های ماهواره‌ای محسوب می‌شود.
هزینه پرتاب وگا-سی بر اساس منابع مختلف ۴۸ میلیون دلار تخمین زده می‌شود که معادل تقریبا ۱۵هزار دلار به ازای هر کیلوگرم است. یکی از ویژگی‌های مهم وگا-سی، استفاده از مرحله اول مشترک (P120C) با آریان-۶ است که این امر نشان‌دهنده یک رویکرد یکپارچه در برنامه‌های فضایی اروپا برای بهینه‌سازی هزینه‌ها و تقویت زنجیره تامین داخلی است. این پرتابگر همچنین از سامانه‌های پرتاب چندگانه استفاده می‌کند که به آن امکان می‌دهد چندین ماهواره را در یک ماموریت حمل کرده و هزینه دسترسی به فضا را برای مشتریان بهینه سازد. این رویکرد، وگا-سی را به عنصری حیاتی در راهبردی اروپا برای حفظ استقلال و رقابت در بازار پرتاب‌های فضایی تبدیل کرده است.
خانواده کوآیژو
کوآیژو (Kuaizhou) نام یک خانواده از حامل‌های فضایی واکنش سریع چینی است که توسط شرکت دولتی علوم و فناوری صنایع هوافضای چین (CASIC) توسعه یافته است. برخلاف بسیاری از پرتابگرهای سبک که با اهداف تجاری توسعه می‌یابند، هدف اصلی از توسعه این حامل‌ها یک کارکرد نظامی و راهبردی است. این برنامه از سال ۲۰۰۹ با هدف تقویت توانایی چین برای جایگزینی سریع ماهواره‌های آسیب‌دیده بر اثر حملات دشمن در زمان جنگ آغاز شد. پس از ساخت، این حامل‌های فضایی به واحد توپخانه دوم ارتش چین تحویل داده می‌شوند که نشان‌دهنده ماهیت غیرتجاری و امنیتی آن‌ها است.
این پیشینه نظامی یک ویژگی راهبردی مهم را برای کوآیژو به ارمغان می‌آورد. موشک‌های نظامی مانند DF-21 برای استقرار سریع، قابلیت پرتاب از سکوهای متحرک و آمادگی عملیاتی در شرایط سخت طراحی شده‌اند. همین ویژگی‌ها به نقاط قوت کلیدی کوآیژو در بازار تجاری تبدیل شده‌اند؛ قابلیت پرتاب از پلتفرم‌های متحرک در زمین‌های ناهموار با حداقل زمان آماده‌سازی، مزیت رقابتی اصلی این ماهواره‌بر‌ها است.
هدف اولیه نظامی این برنامه، فراهم کردن یک سامانه پرتاب یکپارچه با قابلیت پرتاب سریع و جایگزینی ماهواره‌های چینی بود که ممکن بود در یک اقدام نظامی در مدار آسیب ببینند یا منهدم شوند. این ضرورت نظامی به طور مستقیم به یک مزیت تجاری ارزشمند برای ارائه خدمات پرتاب درخواستی تبدیل شده است. این رویکرد، تجسم راهبرد ادغام نظامی-غیرنظامی چین است که در آن تحقیق و توسعه نظامی برای دستاوردهای تجاری بازتولید می‌شود و در عین حال، عملیات‌های تجاری به تقویت توانمندی‌های امنیت ملی کمک می‌کنند.
بودجه کل برنامه کوآیژو-۱۱ بالغ بر ۴۱۷ میلیون دلار اعلام شده است. هزینه‌های پرتاب این حامل‌های فضایی به شدت پایین نگه داشته شده است تا در بازار جهانی رقابت‌پذیر باشند. کوآیژو-۱۱ هزینه پرتابی معادل ۱۰ میلیون دلار برای پرتاب ۱۵۰۰ کیلوگرم محموله به فضا را دارد که با هزینه ۶۵۰۰ دلار به ازای هر کیلوگرم آن را در بازار بین‌المللی بسیار رقابتی می‌کند. این قیمت‌های پایین نتیجه مستقیم سرمایه‌گذاری دولتی و بهره‌برداری از فناوری‌های توسعه‌یافته نظامی است که هزینه‌های اولیه تحقیق و توسعه را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.
حامل فضایی اپسیلون
در پی پیشرفت فناوری‌های فضایی در جهان و کوچک‌تر شدن ماهواره‌ها، ژاپن نیز به لزوم ارتقا قابلیت‌های پرتابگرهای سبک خود پی برد. پرتابگر اپسیلون (Epsilon) به عنوان یک نسخه به روزرسانی شده از پرتابگر سبک قبلی ژاپن، یعنی M-V، طراحی و توسعه یافت. برنامه ارتقا از سال ۲۰۰۷ با بودجه‌ای معادل ۲۰۰ میلیون دلار آغاز شد و اولین پرواز موفق آن در سال ۲۰۱۳ به انجام رسید.
اپسیلون با کاهش چشمگیر هزینه‌ها، توانست قابلیت‌های پرتابی بهتری را ارائه دهد. در حالی که پرتابگر قبلی، M-V، محموله‌های ۱۸۰۰ کیلوگرمی را با هزینه ۷۰ میلیون دلار به مدار لئو ارسال می‌کرد، اپسیلون قادر است بارهای ۱۵۰۰ کیلوگرمی را با هزینه‌ای بسیار پایین‌تر، یعنی ۳۸ میلیون دلار، در مدار قرار دهد که معادل حدود ۲۵ هزار دلار به ازای هر کیلوگرم است.
یکی از مهمترین نوآوری‌های اپسیلون، استفاده از هوش مصنوعی برای اجرای بررسی‌های خودکار است. این قابلیت به تیم کنترل پرتاب اجازه می‌دهد تا عملیات را تنها با دو کامپیوتر رومیزی کنترل کنند. این نوآوری زمان آماده‌سازی پرتاب را به شدت کاهش می‌دهد و تنها به هشت نفر پرسنل در محل پرتاب نیاز دارد. این در حالی است که سامانه‌های قبلی به حدود ۱۵۰ نفر پرسنل نیاز داشتند. این کاهش چشمگیر در نیروی انسانی و زمان آماده‌سازی، نه تنها هزینه‌ها را کم می‌کند، بلکه انعطاف‌پذیری بیشتری را برای زمان‌بندی پرتاب‌های علمی فراهم می‌سازد. هدف نهایی این پروژه فراتر از پرتاب‌های معمول است. آژانس فضایی ژاپن (JAXA) امیدوار است در آینده پرتاب حامل‌های فضایی به آسانی پرتاب هواپیماها شود.
حامل فضایی الکترون
الکترون (Electron) یک حامل فضایی سبک است که توسط شرکت خصوصی آمریکایی-نیوزیلندی راکت لب (Rocket Lab) توسعه یافته است. راکت لب به عنوان یکی از پیشگامان جنبش فضای نوین (NewSpace)، مدل کسب‌وکار خود را بر اساس ارائه خدمات پرتاب اختصاصی و مکرر برای ماهواره‌های کوچک پایه‌ریزی کرده است. این برنامه توسعه‌ای حدود ۱۰۰ میلیون دلاری داشت. اولین پرواز این ماهواره‌بر در ۲۵مه۲۰۱۷ انجام شد.
پرتابگر الکترون قادر به حمل ۳۲۰ کیلوگرم محموله به مدار نزدیک زمین (LEO) است. هزینه هر پرتاب آن حدود ۷.۵ میلیون دلار برآورد می‌شود. با وجود هزینه پرتاب نسبتا پایین، هزینه به ازای هر کیلوگرم محموله با ماهواره‌بر الکترون (حدود ۲۵ هزار دلار) از برنامه‌های اشتراکی پرتابگرهای بزرگ‌تر مانند فالکون-۹ شرکت اسپیس‌اکس (حدود ۶,۰۰۰ دلار) بالاتر است. این تفاوت قیمت یک نکته تحلیلی کلیدی را آشکار می‌سازد و آن این است که مشتریان ماهواره‌بر الکترون به جای کمترین هزینه به ازای هر کیلوگرم، به دنبال مزیت‌های دیگری مانند انعطاف‌پذیری در زمان و مدار پرتاب و دسترسی اختصاصی به فضا هستند که پرتابگرهای سبک ارائه می‌دهند.
این مدل کسب‌وکار، اولویت مشتریان را از صرفه‌جویی مطلق در هزینه به سمت مدیریت زمان و انعطاف‌پذیری عملیاتی تغییر داده است. راکت لب با انجام بیش از ۷۰ پرتاب تا انتهای ۲۰۲۵ ، توانسته است علی‌رغم چند ناکامی در ماموریت‌های اولیه ، قابلیت اطمینان ماهواره‌بر خود را در بازار تثبیت کند. این رویکرد تکرار سریع و پرتاب مکرر (Rapid Iteration) نشان‌دهنده تفاوت اساسی بین شرکت‌های خصوصی نوپا و برنامه‌های فضایی دولتی است.
حامل فضایی آلفا
آلفا(Alpha) یک حامل فضایی سبک است که توسط شرکت خصوصی آمریکایی فایرفلای ایرواسپیس (Firefly Aerospace) توسعه یافته است. هزینه توسعه این پرتابگر حدود ۱۰۰ میلیون دلار برآورد شده است. اولین پرواز آن در تاریخ ۳ سپتامبر ۲۰۲۱ انجام شد. این حامل قادر به حمل ۱,۰۳۰ کیلوگرم محموله به مدار نزدیک زمین (LEO) است و هزینه هر پرتاب آن ۱۷.۶ میلیون دلار، معادل ۱۷هزار دلار به ازای هر کیلوگرم است.
حامل فضایی آلفا در مراحل اولیه عملیاتی خود با چالش‌های فنی متعددی روبرو بوده است و چندین ناکامی و شکست جزئی را تجربه کرده است. به عنوان مثال، در پرتاب ۲۹آوریل۲۰۲۴، ماهواره‌بر دچار یک ناهنجاری در مرحله اول شد که منجر به آسیب ساختاری و از بین رفتن محموله گردید. تحقیقات بعدی نشان داد که گرمای بیش از حد ناشی از زاویه صعود تندتر از پرتاب‌های قبلی، به ماهواره‌بر آسیب رسانده بود. این رویدادها نشان می‌دهند که با وجود نوآوری‌ها، مراحل اولیه توسعه حامل‌های فضایی جدید، برای شرکت‌های خصوصی نوپا با ریسک‌های فنی بالایی همراه است.
با این حال، فایرفلای از فناوری‌های پیشرفته‌ای مانند مواد کامپوزیت فیبر کربن برای کاهش وزن و هزینه استفاده می‌کند. علاوه بر این، یکی از مزیت‌های کلیدی آلفا، قابلیت پرتاب پاسخ‌گو است که به این شرکت امکان می‌دهد در صورت لزوم، محموله‌ها را تنها با ۲۴ ساعت اطلاع قبلی آماده پرتاب کند، که برای ماموریت‌های نظامی یا اضطراری بسیار حائز اهمیت است.
خانواده پرتابگرهای آنگارا (Angara)
آنگارا نام خانواده‌ای از حامل‌های فضایی است که توسط روسیه توسعه یافته و جایگزینی برای پرتابگرهای قدیمی‌تر مانند پروتون (Proton) به شمار می‌رود. این پروژه عظیم یک ابتکار راهبردی و دولتی است که هدف آن ایجاد استقلال کامل در زمینه پرتاب‌های فضایی روسیه است. برنامه توسعه آنگارا با هزینه‌ای بین ۲.۹ تا ۳ میلیارد دلار، یکی از پرهزینه‌ترین پروژه‌های فضایی جهان به شمار می‌رود که نشان‌دهنده اولویت راهبردی بالای آن برای دولت روسیه است.
خانواده پرتابگرهای آنگارا شامل نسخه‌های مختلفی با ظرفیت‌های حمل محموله متفاوت است. مدل سبک‌تر این خانواده، آنگارا-۱.۲، قادر به حمل ۳,۸۰۰ کیلوگرم محموله به مدار لئو است. با توجه به طبقه‌بندی آژانس فضایی روسیه، این مدل در محدوده بالایی حامل‌های فضایی سبک قرار می‌گیرد. هزینه پرتاب این حامل فضایی حدود ۳۱ میلیون دلار معادل ۸ هزار دلار به ازای هر کیلوگرم است. اولین پرواز یک پیش‌نمونه از آنگارا در سال ۲۰۱۴ انجام شد. هزینه توسعه بسیار بالای این برنامه، نمایانگر این نکته است که روسیه حاضر به سرمایه‌گذاری هنگفت برای دستیابی به استقلال در این حوزه است، حتی اگر هزینه‌های پرتاب آن در مقایسه با رقبا بالاتر باشد.
حامل فضایی سرس-۱
سرس-۱ (Ceres-1) یک حامل فضایی سبک است که توسط شرکت خصوصی چینی گلکتیک انرژی (Galactic Energy) توسعه یافته است. این پرتابگر یکی از نمادهای رشد سریع و پویایی بخش خصوصی فضایی چین است که در حال رقابت مستقیم با شرکت‌های بین‌المللی مانند راکت لب است. شرکت سازنده آن تا به امروز بیش از ۳۸۴ میلیون دلار بودجه جذب کرده است. اولین پرتاب موفق سرس-۱ در تاریخ ۷نوامبر۲۰۲۰ انجام شد.
این پرتابگر قادر به حمل محموله‌هایی با جرم ۴۰۰ کیلوگرم به مدار لئو است. هزینه هر پرتاب سرس-۱ در حدود ۴.۵ میلیون دلار تخمین زده می‌شود که با هزیه ۱۱ هزار دلار به ازای هر کیلوگرم آن را در رده مقرون‌به‌صرفه‌ترین پرتابگرهای سبک قرار می‌دهد. این ماهواره‌بر با ثبت ۲۰ پرتاب موفق از ۲۱ پرتاب تا سپتامبر۲۰۲۵، کارنامه‌ای درخشان در زمینه قابلیت اطمینان و نرخ موفقیت بالا در مدت زمانی کوتاه از خود نشان داده است. یکی از قابلیت‌های نوآورانه سرس-۱، امکان پرتاب از پلتفرم‌های دریایی است که انعطاف‌پذیری پرتاب را به شدت افزایش می‌دهد و محدودیت‌های جغرافیایی سایت‌های پرتاب را از بین می‌برد.
رقابت فشرده و تحول سریع در بازار پرتابگرهای فضایی سبک
بازار حامل‌های فضایی سبک با ورود بازیگران جدید و مدل‌های کسب‌وکار نوآورانه، به سرعت در حال رشد و تحول است. رقابت در این بازار عمدتا بین برنامه‌های راهبرد دولتی و شرکت‌های خصوصی با انگیزه تجاری است. در یک سو، پرتابگرهایی مانند آنگارا و کوآیژو قرار دارند که با سرمایه‌گذاری‌های عظیم دولتی و با هدف اصلی دستیابی به استقلال و توانایی‌های راهبردی نظامی توسعه یافته‌اند. در سوی دیگر، شرکت‌های خصوصی مانند راکت لب و فایرفلای، به دنبال تصاحب سهم بازار تجاری با ارائه خدماتی سریع، انعطاف‌پذیر و اختصاصی هستند. سرس-۱ از چین نمونه‌ای از تلفیق این دو رویکرد است که با حمایت مالی قابل توجه، یک پرتابگر تجاری با قابلیت‌های نوآورانه را به سرعت عملیاتی کرده است.
همانطور که در بررسی‌ها مشاهده شد، هزینه پرتاب پایین مانند الکترون همیشه به معنای کمترین هزینه به ازای هر کیلوگرم نیست. این امر نشان می‌دهد که مشتریان برای مزیت‌های دیگری همچون پرتاب اختصاصی و دسترسی سریع به مدار دلخواه، حاضر به پرداخت بهای بالاتری هستند. این تفاوت در اولویت‌ها، محرک اصلی رشد پرتابگرهای سبک است. با افزایش تقاضا برای استقرار منظومه‌های ماهواره‌ای، انتظار می‌رود که بازار پرتابگرهای سبک همچنان گسترش یابد و رقابت در آن فشرده‌تر شود. این حامل‌های فضایی، کلید دسترسی به فضا در آینده هستند و نقش مهمی در شکل‌دهی به نسل بعدی زیرساخت‌های فضایی ایفا خواهند کرد.
