Миссия Эмиратов на Марс ( араб . مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ , латинизированная : mašru' al-Imārāt l-āstikšāf al-Murīkh ) — беспилотная миссия космического агентства Объединенных Арабских Эмиратов по исследованию космоса на Марс . Зонд «Надежда» ( араб . مسبار الأمل , Мисбар аль-Амаль ) был запущен 19 июля 2020 года [6] и вышел на орбиту вокруг Марса 9 февраля 2021 года.
Проект возглавил Омран Шараф. В проекте были задействованы 200 эмиратских ученых и инженеров из ОАЭ и партнерских институтов. Проектирование, разработку и эксплуатацию миссии возглавляет Космический центр Мохаммеда бен Рашида (MBRSC). [7] Космический корабль был собран в Соединенных Штатах в Лаборатории физики атмосферы и космоса Университета Колорадо в Боулдере (LASP) инженерами Эмиратов при содействии своих американских коллег при поддержке Университета штата Аризона (ASU) и Калифорнийский университет в Беркли . [8] [9] Проект возглавлялся MBRSC на каждом этапе. [10]
Космический зонд будет изучать ежедневные и сезонные погодные циклы , погодные явления в нижних слоях атмосферы , такие как пыльные бури, а также то, как погода меняется в разных регионах планеты. Это также дополнит знания о потере водорода и кислорода в атмосфере Марса и других возможных причинах резких изменений климата на планете. Миссия выполняется командой эмиратских инженеров в сотрудничестве с зарубежными исследовательскими институтами и является вкладом в развитие экономики, основанной на знаниях, в ОАЭ. [11]
«Надежда» была первой из трех космических миссий, отправленных к Марсу в период запуска Марса в июле 2020 года . Миссии также были запущены национальными космическими агентствами Китая ( орбитальный аппарат «Тяньвэнь-1» , развертываемые и удаленные камеры, спускаемый аппарат и марсоход « Чжужун ») и США. ( Марс 2020 и его марсоход Perseverance и дрон-вертолет Ingenuity ). Космический корабль был запущен из Космического центра Танегасима в Японии с помощью японской ракеты- носителя Mitsubishi Heavy Industries H-IIA . Все трое прибыли на Марс в феврале 2021 года. Марсианская миссия Эмирейтс была первой из трех, прибывших на Марс, выполнив успешный маневр по выходу на орбиту 9 февраля 2021 года. [12] [13]
9 февраля 2021 года Объединенные Арабские Эмираты стали первой арабской страной и пятой страной, достигшей Марса, и второй страной, успешно вышедшей на орбиту Марса с первой попытки после Индии. В апреле 2023 года газета The New York Times сообщила об обновленной глобальной карте Марса, основанной на изображениях космического корабля «Надежда» . [14]
Идея миссии ОАЭ на Марс возникла на заседании кабинета министров ОАЭ в конце 2013 года. [15] О миссии было объявлено шейхом Халифой бен Заидом Аль Нахайяном , президентом Объединенных Арабских Эмиратов , в июле 2014 года, [16] и направлен на расширение возможностей эмиратских инженеров и увеличение человеческих знаний о марсианской атмосфере . [17]
Космический корабль представляет собой марсианский орбитальный аппарат для изучения марсианской атмосферы и климата . Он был построен совместной командой Лаборатории атмосферной и космической физики (LASP) и Космического центра Мохаммеда бен Рашида (MBRSC) Университета Колорадо в Боулдере при поддержке Университета штата Аризона (ASU) и Калифорнийского университета в Беркли . [18] [19] [20] [21] Зонд « Надежда » был запущен из Японии японской ракетой-носителем H-IIA , построенной и эксплуатируемой Mitsubishi Heavy Industries (MHI) 19 июля 2020 года, и прибыл на Марс 9 февраля 2021 года. [22] [19] Это стало первой миссией на Марс любой западноазиатской, арабской или мусульманской страной . [23] Космическое агентство ОАЭ (UAESA) и Индийская организация космических исследований создали совместную рабочую группу для оказания помощи UAESA в миссии Эмиратов на Марс. [24]
Для достижения целей миссии Эмиратов на Марс было подписано соглашение между Космическим агентством Объединенных Арабских Эмиратов (UAESA) и MBRSC в соответствии с директивой шейха Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума , вице-президента и премьер-министра ОАЭ и правителя ОАЭ. Дубай. [25] Согласно соглашению, миссия Эмирейтс на Марс будет финансироваться Космическим агентством ОАЭ, а также будет контролировать весь процесс реализации зонда « Надежда» . В соглашении очерчены финансовые и правовые рамки, а также определены сроки реализации всего проекта. [16] В соответствии с соглашением, MBRSC было поручено разработать и изготовить зонд «Надежда» . [16]
Заместитель руководителя проекта и научный руководитель миссии Сара Аль Амири сотрудничала с LASP, Калифорнийским университетом в Беркли и ASU над проектированием и постройкой орбитального аппарата. [20] [21] [26] Руководитель проекта — Омран Шараф . [21]
По словам шейха Мохаммеда бен Рашида Аль Мактума, имя « Хоуп» (араб. аль-Амаль) было выбрано потому, что «оно посылает послание оптимизма миллионам молодых арабов». [21] Полученные данные миссии будут бесплатно переданы более чем 200 учреждениям по всему миру. [27]
Зонд «Надежда» имеет кубовидную форму [28] по форме и конструкции, его масса, включая топливо, составляет 1350 кг (2980 фунтов). Зонд имеет ширину 2,37 м (7 футов 9 дюймов) и длину 2,90 м (9 футов 6 дюймов), что соответствует небольшому автомобилю. Hope использует две солнечные панели мощностью 900 Вт для зарядки своих батарей и связывается с Землей с помощью широкой тарелочной антенны с высоким коэффициентом усиления 1,5 м (4 фута 11 дюймов). Космический корабль оснащен датчиками звездного слежения , которые помогают определять его положение в космосе путем определения созвездий по отношению к Солнцу. Шесть двигателей по 120 Н контролируют скорость зонда, а восемь двигателей системы управления реакцией (RCS) по 5 Н (1,1 фунт -сила ) отвечают за деликатные маневры. [29]
Время путешествия зонда «Надежда» составило около 200 дней при его путешествии 493 × 10 6 км (306 × 10 6 миль). [30] По прибытии он вышел на первоначальную 40-часовую орбиту, [31] с которой он выполнит маневр подъема перицентра , чтобы выйти на конечную орбиту с периодом 55 часов (чуть более 2 марсианских дней) и изучать марсианскую атмосферу в течение двух лет, в то время как его инструменты помогают строить его целостные модели. Ожидается, что эти данные предоставят дополнительные данные об утечке атмосферы в космическое пространство. [32] Зонд «Надежда» будет оснащен тремя научными приборами для изучения марсианской атмосферы, включая цифровую камеру для цветных изображений высокого разрешения, инфракрасный спектрометр , который будет исследовать профиль температуры, лед, водяной пар в атмосфере, а также ультрафиолетовый спектрометр. который будет изучать верхние слои атмосферы и следы кислорода и водорода в космосе. [33]
Миссия рассматривается как инвестиция в экономику и человеческий капитал ОАЭ. Шейх Мохаммед бин Рашид Аль Мактум упомянул три послания, когда объявлял о миссии: «Первое послание предназначено для всего мира: арабская цивилизация когда-то сыграла огромную роль в развитии человеческого знания и будет играть эту роль снова; второе послание заключается в том, чтобы наши арабские братья: нет ничего невозможного и что мы можем соревноваться с величайшими нациями в гонке за знаниями, и третье послание предназначено для тех, кто стремится достичь самых высоких вершин: не устанавливайте ограничений для своих амбиций, и вы сможете достичь даже космоса». [34] Миссия приурочена к прибытию на Марс накануне пятидесятой годовщины (2 декабря 2021 г.) независимости Объединенных Арабских Эмиратов. По словам министра по делам кабинета министров ОАЭ Мохаммеда бен Абдуллы Аль Гергави, стоимость миссии составила 200 миллионов долларов США. [35]
Прототип космического корабля «Надежда» был представлен на авиашоу в Дубае в ноябре 2017 года. Прототип представляет собой модель, созданную для того, чтобы дать общее представление о том, как будет выглядеть космический корабль. [36] Менеджер проекта Омран Шараф сообщил, что запуск миссии запланирован на июль 2020 года. [37] Космический корабль был успешно запущен на ракете Mitsubishi H-IIA из Космического центра Танегасима недалеко от Минамитане, Япония, 19 июля 2020 года в 21 час. :58:14 UTC. [35]
Международный астронавтический конгресс 2021 года должен пройти в октябре 2021 года в Дубае, через восемь месяцев после выхода марсианской миссии «Надежда» на орбиту вокруг Марса. Первоначально это заседание было запланировано на 2020 год, но формат IAC 2020 года был переведен в онлайн-формат. [38]
Чтобы принять решение о своих научных целях, команда EMM проконсультировалась с Группой анализа программы исследования Марса, международным форумом под руководством НАСА , который рассматривает прошлые и текущие миссии на Марс и выявляет пробелы в знаниях, которые необходимо устранить в будущих миссиях на Марс. Команда EMM выбрала набор из трех инструментов и высокую суперсинхронную орбиту , чтобы обеспечить глобальное представление об атмосфере Марса. [15] Орбита EMM имеет периапсиду около 20 000 км, апоапсиду около 43 000 км и период 55 часов. [39] Эта орбита была выбрана с целью ежедневного изучения атмосферы и сезонных циклов, погодных явлений в нижних слоях атмосферы, таких как пылевые бури, а также сравнения погоды в различных географических областях Марса. По словам команды миссии Hope Mars Mission, этот зонд станет «первым настоящим погодным спутником» на Марсе. [40]
Зонд «Надежда» подробно изучит атмосферные слои Марса и предоставит данные для изучения: причину резкого климатического изменения в марсианской атмосфере с того времени, когда она могла поддерживать жидкую воду, до сегодняшнего дня, когда атмосфера настолько разрежена, что вода может существовать. только в виде льда или пара, чтобы помочь понять, как и почему Марс теряет водород и кислород в космос, а также связь между верхними и нижними уровнями марсианской атмосферы. [40] Данные зонда «Надежда» также помогут смоделировать атмосферу Земли и изучить ее эволюцию на протяжении миллионов лет. [34] Все данные, полученные в ходе миссии, будут доступны 200 университетам и исследовательским институтам по всему миру с целью обмена знаниями. [34]
В апреле 2023 года газета The New York Times сообщила об обновленной глобальной карте Марса, основанной на изображениях космического корабля «Надежда» . [14]
Во время пролета, выполненного 10 марта 2023 года, были опубликованы первые в истории глобальные изображения марсианского спутника Деймоса крупным планом , сделанные орбитальным аппаратом Mars Hope. [41] [42]
Роботизированный зонд , отправленный на Марс в рамках миссии Эмиратов на Марс, получил название «Надежда» или Аль-Амаль ( араб . الأمل ), поскольку он призван послать послание оптимизма миллионам арабов по всему миру и побудить их к инновациям. . [43] В апреле 2015 года шейх Мохаммед бен Рашид предложил арабскому миру дать название расследованию. Название было выбрано после получения тысяч предложений, поскольку оно описывает основную цель миссии. [44] Название зонда было объявлено в мае 2015 года, и с тех пор миссию иногда называют «Миссия Надежды на Марс». [44]
Космический корабль был собран на заводе LASP в Боулдере, штат Колорадо , где инженеры Эмиратов работали и учились у своих американских коллег. Он был запущен с космодрома Танегасима в Японии . [9] Зонд прибыл на стартовую площадку в Японии в апреле 2020 года после того, как официальные лица ознакомились с карантинными протоколами, связанными с коронавирусом , и ограничениями на поездки. Однако коронавирус заставил чиновников изменить график, и руководители миссии решили отправить зонд в Японию раньше. Решение отправить космический корабль на космодром вынудило инженеров в Дубае свернуть некоторые запланированные испытания зонда, но все критические проверки были завершены до того, как орбитальный аппарат отправился в Японию в апреле 2020 года. В начале года чиновники отправили 11 инженеров и техников. В апреле они отправились в Японию, где провели две недели на карантине, чтобы убедиться в отсутствии симптомов вирусного заболевания COVID-19 . 20 апреля 2020 года космический корабль «Надежда» покинул MBRSC в Дубае, чтобы начать четырехдневное путешествие к Танегасиме. Упакованный в транспортный контейнер с климат-контролем, космический корабль был доставлен на российском грузовом самолете Ан-124 украинского производства из Дубая в Нагою , Япония. Заключительный этап путешествия произошел на борту корабля, который 24 апреля 2020 года доставил зонд из Нагои на остров Танегасима. Шесть членов команды Emirates Mars Mission сопровождали космический корабль в Японию. Оказавшись там, они начали свой двухнедельный карантинный период, как того требует правительство Японии. По завершении периода карантина персонал присоединится к 11 инженерам и техническим специалистам, чтобы завершить окончательные испытания космического корабля в чистой комнате комплекса по обработке полезной нагрузки в Танегасиме. [45]
Зонд Hope изготовлен из алюминия и имеет сотовую структуру с композитной лицевой панелью. При массе 1350 кг (2980 фунтов), включая топливо, общий размер и размеры зонда сравнимы с небольшим автомобилем. [46]
Для связи зонд использует антенну с высоким коэффициентом усиления диаметром 1,85 м (6 футов 1 дюйм). Эта антенна излучает узкую радиоволну, которая должна быть направлена на Землю. В состав зонда входят антенны с низким коэффициентом усиления для направленной связи при меньшей полосе пропускания. Звездные трекеры используются для определения положения в космосе путем изучения созвездий по отношению к Солнцу . [46] Hope оснащен шестью подруливающими устройствами по 120 Н (27 фунтов силы) и восемью подруливающими устройствами системы управления реакцией (RCS) по 5 Н (1,1 фунта силы). Функцией шести двигателей Delta-V является управление скоростью, а двигатели RCS используются для управления ориентацией и точного маневрирования. Реактивные колеса внутри зонда позволяют ему переориентироваться во время путешествия в космосе, помогая направить свою антенну на Землю или направить любой научный инструмент на Марс. [46]
Для достижения научных целей миссии зонд «Надежда» оснащен тремя научными приборами: [46]
Ракета была запущена во время короткого стартового окна , начавшегося 14 июля 2020 года. [51] Космический корабль был запущен 19 июля 2020 года из Космического центра Танегасима в Японии с использованием ракеты-носителя Mitsubishi Heavy Industries H-IIA , [51] и прибыл. на Марсе 9 февраля 2021 года. [35]
KinetX Aerospace , базирующаяся в Темпе, штат Аризона , предоставляет навигационные услуги для миссии. [52] Сеть дальнего космоса НАСА (DSN) используется для связи и отслеживания космического корабля. [53] KinetX использует данные радиослежения, предоставленные DSN, для оценки траектории космического корабля и разработки маневров, необходимых для удержания « Надежды» на запланированной траектории и выхода на орбиту Марса. [54]
Компания Advanced Space , базирующаяся в Боулдере, штат Колорадо , предоставляет услуги по проектированию миссии. [55] Компания Advanced Space создала эталонную траекторию, эталонные маневры и список научных событий. Они также обеспечивают проверку всех маневров , а также целей запуска.
Команда миссии разделена на семь групп, включая космические корабли, логистику, операции миссии, управление проектами, научное образование и информационно-просветительскую деятельность, наземную станцию и ракету-носитель . Команду возглавляет Омран Шараф , который выступает в качестве менеджера проекта и отвечает за управление и поддержку текущих задач, связанных с миссией Эмирейтс на Марс. [56]
Сара Амири — заместитель руководителя проекта и ведущий научный исследователь, которая возглавляет команду по разработке целей миссии и согласованию программ, связанных с оснащением зонда « Надежда» . [56] Миссия упоминается как имеющая потенциал внести долгосрочный вклад в экономику и народ Объединенных Арабских Эмиратов. [57]
В команду миссии входят 150 инженеров из Эмиратов и 200 инженеров и ученых из партнерских институтов в США, директором проекта является Омран Шараф; Пит Уитнелл в качестве менеджера программы; Сара Амири, заместитель руководителя программы и ведущий научный исследователь; Ибрагим Хамза Аль Касим, заместитель руководителя проекта по стратегическому планированию; и Закарейя Аль-Шамси, заместитель руководителя проекта по эксплуатации. [58] [56] [59]
Индийская организация космических исследований (ISRO) провела встречи с командой миссии, поделилась своим опытом и оказала помощь в запуске миссии на Марс. [60] [61]
Орбитальный аппарат ОАЭ «Надежда Марса» успешно выполнил свой первый маневр коррекции межпланетного курса (TCM1), сообщили представители миссии 17 августа 2020 года. [62]
Орбитальный аппарат прибыл на Марс 9 февраля 2021 года; около 19:42 по стандартному времени Персидского залива ( UTC +04:00) корабль начал запускать двигатели, чтобы выйти на орбиту Марса , и для завершения этого процесса потребовалось около 27 минут работы тяги. Затем корабль вошёл в радиомолчание, вращаясь вокруг Марса, но примерно через 15 минут сообщил, что успешно вышел на орбиту. [13] [63]