Emirates-Mars-Mission - Emirates Mars Mission

Emirates Mars-Mission
Mars Hope Probe.png
Eine 3D-Darstellung der Raumsonde Hope
Namen Hoffnungssonde
Missionstyp Mars- Orbiter
Operator Weltraumzentrum Mohammed bin Rashid
COSPAR-ID 2020-047A
SATCAT- Nr. 45918
Webseite www .emm .ae
Missionsdauer 449 Tage und 16 Stunden
( seit Launch )
2 Jahre (geplant)
Eigenschaften von Raumfahrzeugen
Raumfahrzeug Hoffnung ( Arabisch : الأمل ‎, Al-Amal )
Hersteller
Startmasse 1350 kg, einschließlich
800 kg Hydrazin Kraftstoff
Trockenmasse 550 kg
Maße 2,37 m × 2,90 m²
Leistung 1800 Watt aus zwei Sonnenkollektoren
Missionsbeginn
Erscheinungsdatum 19. Juli 2020, 21:58:14 UTC
Rakete H-IIA
Startplatz Tanegashima , LP-1
Auftragnehmer Mitsubishi Heavy Industries
Bahnparameter
Periareon-Höhe 20.000 km (12.000 Meilen)
Apoareon-Höhe 43.000 km (27.000 Meilen)
Neigung Supersynchroner Orbit
Zeitraum 55 Stunden
Mars- Orbiter
Orbitale Insertion 9. Februar 2021, 15:30 UTC
Instrumente
  • EXI (Emirates eXploration Imager)
    EMIRS (Emirates Mars InfraRed Spectrometer)
    EMUS (Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer)
Hope Mars Mission logo.svg
Hope Mars Missionslogo  

Die Emirates Mars Mission ( Arabisch : مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ ‎) (übersetzt: mašrū' al-Imārāt l-āstikšāf al-Murīkh) ist eine unbemannte Weltraumforschungsmission der United Arab Emirates Space Agency zum Mars . Der Hope- Orbiter ( arabisch : مسبار الأمل ‎, Misbar Al-Amal ) wurde am 19. Juli 2020 gestartet und ging am 9. Februar 2021 in eine Umlaufbahn um den Mars.

Das Missionsdesign, die Entwicklung und der Betrieb werden vom Mohammed bin Rashid Space Center (MBRSC) geleitet. Der Satellit wurde in den versammelten Vereinigten Staaten an der University of Colorado Boulder ‚s Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP), mit Unterstützung von der Arizona State University (ASU) und der University of California, Berkeley .

Die Raumsonde wird tägliche und saisonale Wetterzyklen , Wetterereignisse in der unteren Atmosphäre wie Staubstürme und die Wetterschwankungen in verschiedenen Regionen des Planeten untersuchen. Es wird auch das Wissen über den atmosphärischen Wasserstoff- und Sauerstoffverlust des Mars und andere mögliche Gründe für die drastischen Klimaänderungen des Planeten erweitern. Die Mission wird von einem Team emiratischer Ingenieure in Zusammenarbeit mit ausländischen Forschungseinrichtungen durchgeführt und ist ein Beitrag zu einer wissensbasierten Wirtschaft in den VAE.

Hoffnung war die erste von drei Weltraummissionen zu Mars während der gesendeten Startfenster Mars Juli 2020 , mit Missionen auch von den nationalen Raumfahrtagenturen der ins Leben gerufen China ( Tianwen-1 Orbiter, einsetzbar und Remote - Kamera, Landers und Zhurong Rover) und den Vereinigten Staaten ( Mars 2020 und sein Perseverance- Rover und die Ingenuity- Hubschrauberdrohne). Die Raumsonde wurde vom Tanegashima Space Center in Japan mit einer japanischen Rakete, der Trägerrakete H-IIA von Mitsubishi Heavy Industries , gestartet . Alle drei kamen im Februar 2021 auf dem Mars an. Die Emirates Mars Mission war die erste der drei, die den Mars erreichte und am 9. Februar 2021 ein erfolgreiches Orbit-Eintrittsmanöver durchführte .

Am 9. Februar 2021 erreichten die Vereinigten Arabischen Emirate als erstes arabisches Land und als fünftes Land den Mars und als zweites Land, das beim ersten Versuch erfolgreich in die Umlaufbahn des Mars gelangte (Indien war das erste mit seiner Mars Orbiter Mission 2014 ).

Überblick

Die Idee für eine VAE-Mission zum Mars entstand bei einem Kabinettsrückzug der VAE Ende 2013. Die Mission wurde im Juli 2014 von Scheich Khalifa bin Zayed Al Nahyan , dem Präsidenten der Vereinigten Arabischen Emirate , angekündigt und soll die Fähigkeiten emiratischer Ingenieure und zunehmendes menschliches Wissen über die Marsatmosphäre .

Die Raumsonde ist ein Mars- Orbiter zur Untersuchung der Atmosphäre und des Klimas des Mars . Es wurde von einem gemeinsamen Team von Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) / Mohammed bin Rashid Space Center (MBRSC) an der University of Colorado Boulder mit Unterstützung der Arizona State University (ASU) und der University of California, Berkeley, gebaut . Die Hope- Sonde wurde von Japan aus von einer japanischen H-IIA- Trägerrakete gestartet, die von Mitsubishi Heavy Industries (MHI) am 19. Juli 2020 gebaut und betrieben wurde und am 9. Februar 2021 den Mars erreichte. Es war die erste Mission eines Westasiaten zum Mars , ein Land mit arabischer oder muslimischer Mehrheit. Die UAE Space Agency (UAESA) und die Indian Space Research Organization haben eine gemeinsame Arbeitsgruppe eingerichtet, um die UAESA bei der Emirates-Mars-Mission zu unterstützen.

Um die Ziele der Emirates Mars Mission zu erreichen, wurde eine Vereinbarung zwischen der United Arab Emirates Space Agency (UAESA) und MBRSC gemäß einer Anweisung von Scheich Mohammed bin Rashid Al Maktoum , Vizepräsident und Premierminister der Vereinigten Arabischen Emirate und Herrscher der Vereinigten Arabischen Emirate, unterzeichnet Dubai. Gemäß der Vereinbarung wird die Emirates-Mars-Mission von der VAE-Weltraumbehörde finanziert und wird auch den gesamten Durchführungsprozess für die Hope- Sonde überwachen . Die Vereinbarung legt den finanziellen und rechtlichen Rahmen fest und gibt einen Zeitplan für das gesamte Projekt vor. Im Rahmen der Vereinbarung wurde MBRSC mit der Entwicklung und Herstellung der Hope- Sonde beauftragt.

Die stellvertretende Projektmanagerin und wissenschaftliche Leiterin der Mission, Sarah Al Amiri, arbeitete mit LASP, UC Berkeley und ASU zusammen, um den Orbiter zu entwerfen und zu bauen. Der Projektleiter ist Omran Sharaf .

Der Name Hope (arabisch: al-Amal) wurde gewählt, weil "es Millionen junger Araber eine Botschaft des Optimismus sendet", so Scheich Mohammed bin Rashid Al Maktoum. Die resultierenden Missionsdaten werden mit mehr als 200 Institutionen weltweit frei geteilt.

Die Hope- Sonde hat eine quaderförmige Form und Struktur mit einer Masse von 1.350 kg (2.980 lb) inklusive Kraftstoff. Die Sonde ist 2,37 m (7 ft 9 in) breit und 2,90 m (9 ft 6 in) lang, was einem Kleinwagen entspricht. Hope verwendet zwei 900-Watt- Solarpaneele , um ihre Batterien aufzuladen, und kommuniziert mit der Erde über eine 1,5 m (4 ft 11 in) breite Parabolantenne mit hoher Verstärkung. Die Raumsonde ist mit Star-Tracker- Sensoren ausgestattet, die helfen, ihre Position im Weltraum zu bestimmen, indem sie die Konstellationen in Bezug auf die Sonne identifizieren. Sechs 120-N - Triebwerke steuern , um die Geschwindigkeit der Sonde, und acht 5 N (1,1 lb f ) Reaktionskontrollsystem (RCS) Triebwerke sind für empfindliche Manöver.

Animation der Emirates-Mars-Mission
Um Sonne
Rund um den Mars
  Emirates-Mars-Mission  ·   Sonne  ·   Erde  ·   Mars

Die Reisezeit der Hope- Sonde betrug auf ihrer Reise von 493 × 10 6  km (306 × 10 6  mi) etwa 200 Tage . Bei der Ankunft trat es in eine anfängliche 40-Stunden-Umlaufbahn ein, von der aus es ein Periapsis-Hebemanöver durchführen wird , um eine letzte Umlaufbahn von 55 Stunden (etwas mehr als 2 Marstage) zu erreichen und die Marsatmosphäre zwei Jahre lang zu studieren, während seine Instrumente beim Aufbau helfen ganzheitliche Modelle davon. Die Daten sollen zusätzliche Daten über das Entweichen der Atmosphäre in den Weltraum liefern. Die Hope- Sonde wird drei wissenschaftliche Instrumente tragen, um die Marsatmosphäre zu untersuchen, darunter eine Digitalkamera für hochauflösende Farbbilder, ein Infrarot-Spektrometer, das das Temperaturprofil, Eis, Wasserdampf in der Atmosphäre untersucht, und ein Ultraviolett-Spektrometer, das untersucht wird die obere Atmosphäre und Spuren von Sauerstoff und Wasserstoff weiter in den Weltraum. ^^

Die Mission gilt als Investition in die Wirtschaft und das Humankapital der VAE. Scheich Mohammed bin Rashid Al Maktoum erwähnte drei Botschaften, als er die Mission ankündigte: „Die erste Botschaft ist für die Welt: dass die arabische Zivilisation einst eine große Rolle beim Beitrag zum menschlichen Wissen gespielt hat und diese Rolle wieder spielen wird; die zweite Botschaft lautet: unsere arabischen Brüder: dass nichts unmöglich ist und dass wir im Wettlauf um Wissen mit den größten Nationen konkurrieren können und die dritte Botschaft ist für diejenigen, die danach streben, den höchsten Gipfel zu erreichen: Setzen Sie Ihren Ambitionen keine Grenzen, und Sie können sogar in den Weltraum reichen". Die Mission soll vor dem 50. Jahrestag der Unabhängigkeit der Vereinigten Arabischen Emirate (2. Dezember 2021) auf dem Mars eintreffen. Nach Angaben des Kabinettsministers der Vereinigten Arabischen Emirate, Mohammad bin Abdullah Al Gergawi, beliefen sich die Kosten der Mission auf 200 Millionen US-Dollar.

Ein Prototyp des Hope- Raumschiffs wurde auf der Dubai Airshow im November 2017 gezeigt. Der Prototyp ist ein Modell, das gebaut wurde, um eine allgemeine Vorstellung davon zu geben, wie das Raumschiff aussehen wird. Projektmanager Omran Sharaf sagte, die Mission sei auf dem richtigen Weg für den Start im Juli 2020. Die Raumsonde wurde am 19. Juli 2020 um 21:58:14 UTC erfolgreich mit einer Mitsubishi H-IIA-Rakete vom Tanegashima Space Center in der Nähe von Minamitane, Japan, gestartet.

Der Internationale Astronautische Kongress 2021 soll im Oktober 2021 in Dubai stattfinden, acht Monate nachdem die Hope Mars Mission in die Umlaufbahn um den Mars eingetreten ist. Dieses Treffen war ursprünglich für 2020 geplant, aber das IAC 2020 wurde auf ein Online-Format umgestellt.

Wissenschaftliche Ziele

Um über seine wissenschaftlichen Ziele zu entscheiden, konsultierte das EMM-Team die Mars Exploration Program Analysis Group, ein von der NASA geleitetes internationales Forum, das vergangene und aktuelle Marsmissionen untersucht und Wissenslücken identifiziert, die bei zukünftigen Marsmissionen angegangen werden müssen. Das EMM-Team wählte einen Satz von drei Instrumenten und eine hohe supersynchrone Umlaufbahn aus , um einen globalen Blick auf die Marsatmosphäre zu ermöglichen. Die EMM-Umlaufbahn hat eine Periapse von etwa 20.000 km, eine Apoapse von etwa 43.000 km und eine Dauer von 55 Stunden. Diese Umlaufbahn wurde mit dem Ziel ausgewählt, die Atmosphäre täglich und in saisonalen Zyklen, Wetterereignisse in der unteren Atmosphäre wie Staubstürme zu untersuchen und das Wetter in verschiedenen geografischen Gebieten des Mars zu vergleichen. Nach Angaben des Hope-Mars-Missionsteams wird die Sonde der "erste echte Wettersatellit" auf dem Mars sein.

Die Hope- Sonde wird die atmosphärischen Schichten des Mars im Detail untersuchen und zu untersuchende Daten liefern: den Grund für eine drastische Klimaänderung in der Marsatmosphäre von der Zeit, in der flüssiges Wasser enthalten war, bis heute, wenn die Atmosphäre so dünn ist, dass Wasser existieren kann nur als Eis oder Dampf, um zu verstehen, wie und warum der Mars seinen Wasserstoff und Sauerstoff an den Weltraum verliert, und die Verbindung zwischen den oberen und unteren Ebenen der Marsatmosphäre. Die Daten der Hope- Sonde werden auch dazu beitragen, die Erdatmosphäre zu modellieren und ihre Entwicklung über Millionen von Jahren zu untersuchen. Alle bei der Mission gewonnenen Daten werden 200 Universitäten und Forschungsinstituten weltweit zum Wissensaustausch zur Verfügung gestellt.

Raumsonde Hoffnung

Die Robotersonde, die im Rahmen der Emirates-Marsmission zum Mars geschickt wurde, trägt den Namen "Hope" oder Al-Amal ( arabisch : مسبار الأمل ‎), da sie Millionen von Arabern auf der ganzen Welt eine optimistische Botschaft senden und sie ermutigen soll in Richtung Innovation. Im April 2015 lud Scheich Mohammed bin Rashid die arabische Welt ein, der Sonde einen Namen zu geben. Der Name wurde nach Tausenden von Vorschlägen ausgewählt, da er das Kernziel der Mission beschreibt. Der Name der Sonde wurde im Mai 2015 bekannt gegeben und seitdem wird die Mission manchmal als "Hope Mars Mission" bezeichnet.

Bau und Übergabe

Hoffe , nach der Verschiffung von MBRSC in Dubai am Startplatz in Japan anzukommen.

Die Raumsonde wurde am LASP in Boulder, Colorado, zusammengebaut , wo Ingenieure aus den Emiraten arbeiteten und von ihren amerikanischen Kollegen lernten. Es wurde vom Tanegashima Space Center in Japan gestartet . Die erste Mars-Sonde der arabischen Welt traf im April 2020 am Startplatz in Japan ein, nachdem Beamte durch Coronavirus- bezogene Quarantäneprotokolle und Reisebeschränkungen navigiert waren . Das Coronavirus zwang die Beamten jedoch dazu, den Zeitplan zu ändern, und die Missionsleiter beschlossen, die Sonde früher nach Japan zu schicken. Die Entscheidung, das Raumfahrzeug zum Startplatz zu verschiffen, zwang Ingenieure in Dubai , einige der geplanten Tests an der Sonde einzuschränken, aber alle kritischen Überprüfungen wurden abgeschlossen, bevor der Orbiter im April 2020 nach Japan aufbrach. Die Beamten entsandten Anfang des Jahres 11 Ingenieure und Techniker April nach Japan, wo sie zwei Wochen in Quarantäne verbrachten, um sicherzustellen, dass sie keine Symptome der COVID-19-Viruserkrankung hatten . Am 20. April 2020 verließ die Raumsonde Hope das MBRSC in Dubai, um die viertägige Reise nach Tanegashima anzutreten. Verpackt in einem klimatisierten Versandcontainer wurde das Raumschiff in einem von Russland betriebenen, in der Ukraine gebauten Frachtflugzeug Antonov An-124 von Dubai nach Nagoya , Japan, transportiert. Die letzte Phase der Reise fand an Bord eines Schiffes statt, das die Sonde am 24. April 2020 von Nagoya zur Insel Tanegashima brachte . Sechs Mitglieder des Teams der Emirates Mars Mission begleiteten die Raumsonde nach Japan. Dort angekommen, begannen sie ihre eigene zweiwöchige Quarantänezeit, wie von der japanischen Regierung angeordnet. Wenn die Quarantänezeit abgeschlossen ist, schließt sich das Personal den 11 Ingenieuren und Technikern an, um die letzten Tests des Raumfahrzeugs in einem Reinraum der Nutzlastverarbeitungsanlage in Tanegashima durchzuführen.

Spezifikationen

Die Hope- Sonde besteht aus Aluminium in Wabenstruktur mit einer Verbundstoff-Außenschicht. Mit einer Masse von 1.350 kg (2.980 lb) inklusive Treibgas sind die Gesamtgröße und Abmessungen der Sonde mit einem Kleinwagen vergleichbar.

  • Abmessungen: 2,37 m (7 ft 9 in) Breite und 2,90 m (9 ft 6 in) Länge
  • Masse: 1.350 kg (2.980 lb)
  • Leistung: 1800 Watt von zwei Sonnenkollektoren

Zur Kommunikation verwendet die Sonde eine High-Gain-Antenne mit einem Durchmesser von 1,5 m (4 ft 11 in). Diese Antenne erzeugt eine schmale Funkwelle, die zur Erde zeigen muss. In der Struktur der Sonde befinden sich Antennen mit geringer Verstärkung für die gerichtete Kommunikation bei geringerer Bandbreite. Startracker werden zur Positionsbestimmung im Weltraum verwendet, indem die Konstellationen in Bezug auf die Sonne untersucht werden . Hope ist mit sechs 120 N (27 lbf) Triebwerken und acht 5 N (1,1 lbf) Reaktionskontrollsystem (RCS) Triebwerken ausgestattet. Die Funktion der sechs Delta-V- Triebwerke ist das Geschwindigkeitsmanagement, während die RCS-Triebwerke für die Lagekontrolle und feines Manövrieren verwendet werden. Die Reaktionsräder innerhalb der Sonde ermöglichen es ihr, sich während ihrer Reise durch den Weltraum neu auszurichten und helfen ihr dabei, ihre Antenne auf die Erde auszurichten oder ein wissenschaftliches Instrument auf den Mars auszurichten .

Instrumente

Um die wissenschaftlichen Ziele der Mission zu erreichen, ist die Hope- Sonde mit drei wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet:

  • Der Emirates eXploration Imager (EXI) ist eine Multiband-Kamera, die hochauflösende Bilder mit einer räumlichen Auflösung von besser als 8 km aufnehmen kann. Es verwendet einen Wählradmechanismus, der aus sechs diskreten Bandpassfiltern besteht, um den optischen Spektralbereich abzutasten: drei UV-Bänder und drei sichtbare (RGB) Bänder. EXI misst die Eigenschaften von Wasser, Eis, Staub, Aerosolen und der Menge an Ozon in der Marsatmosphäre. Das Instrument wurde am LASP in Zusammenarbeit mit MBRSC entwickelt.
  • Das Emirates Mars Infrared Spectrometer (EMIRS) ist ein interferometrisches thermisches Infrarotspektrometer, das von ASU und MBRSC entwickelt wurde. Es untersucht Temperaturprofile, Eis, Wasserdampf und Staub in der Atmosphäre. EMIRS bietet einen Blick auf die untere und mittlere Atmosphäre. Die Entwicklung wurde von ASU mit Unterstützung von MBRSC geleitet.
  • Das Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer (EMUS) ist ein bildgebender Spektrograph im fernen Ultraviolett , der Emissionen im Spektralbereich von 100–170 nm misst, um globale Eigenschaften und Variabilität der Thermosphäre sowie der Wasserstoff- und Sauerstoffkoronae zu messen. Design und Entwicklung wurden von LASP geleitet. 

Startfenster

Die Rakete wurde während eines kurzen Startfensters ab dem 14. Juli 2020 gestartet. Die Raumsonde wurde am 19. Juli 2020 vom Tanegashima Space Center in Japan mit einer H-IIA- Trägerrakete von Mitsubishi Heavy Industries gestartet und erreichte am 9. Februar 2021 den Mars .

Führung und Navigation

KinetX Aerospace mit Sitz in Tempe, Arizona , stellt Navigationsdienste für die Mission bereit. Das Deep Space Network (DSN) der NASA wird verwendet, um mit dem Raumschiff zu kommunizieren und es zu verfolgen. KinetX verwendet die vom DSN bereitgestellten Funkverfolgungsdaten, um die Flugbahn des Raumfahrzeugs abzuschätzen und die notwendigen Manöver zu entwerfen, um Hope auf seiner geplanten Flugbahn zu halten und in die Mars-Umlaufbahn einzutauchen.

Missionsdesign

Advanced Space mit Sitz in Boulder, Colorado , bietet Missionsdesign-Services für die Mission. Advanced Space hat die Referenzflugbahn, die Referenzmanöver und die Liste der wissenschaftlichen Ereignisse erstellt. Sie bieten auch eine Verifizierung für alle Manöver sowie die Startziele.

Mannschaft

Omran Sharaf , Missionsprojektmanager, kündigte die Mission in Dubai im Jahr 2015 an.

Das Missionsteam ist in sieben Gruppen unterteilt, darunter Raumfahrzeuge, Logistik, Missionsbetrieb, Projektmanagement, wissenschaftliche Bildung und Öffentlichkeitsarbeit, Bodenstation und Trägerrakete . Das Team wird von Omran Sharaf geleitet , der als Projektmanager für die Verwaltung und Unterstützung der laufenden Aufgaben im Zusammenhang mit der Emirates-Mars-Mission verantwortlich ist.

Sarah Amiri ist stellvertretende Projektmanagerin und leitende wissenschaftliche Ermittlerin, die das Team bei der Entwicklung der Missionsziele und der Abstimmung von Programmen im Zusammenhang mit der Instrumentierung der Hope- Sonde leitet . Der Mission wird das Potenzial zugeschrieben, einen nachhaltigen Beitrag zur Wirtschaft und Bevölkerung der Vereinigten Arabischen Emirate zu leisten.

Das Missionsteam umfasst 150 emiratische Ingenieure und 200 Ingenieure und Wissenschaftler an Partnerinstituten in den Vereinigten Staaten, mit Omran Sharaf als Projektleiter; Pete Withnell als Programmmanager; Sarah Amiri, stellvertretende Programmmanagerin und wissenschaftliche Leiterin; Ibrahim Hamza Al Qasim, stellvertretender Projektleiter, strategische Planung; und Zakareyya Al Shamsi, stellvertretender Projektleiter für den Betrieb.

Die Indische Weltraumforschungsorganisation (ISRO) hielt Treffen mit dem Missionsteam ab, tauschte ihre Erfahrungen aus und half beim Start der Mars-Mission.

Flugbahnkorrekturen und Ankunft

Der Hope- Mars-Orbiter der VAE hat erfolgreich sein erstes interplanetares Kurskorrekturmanöver (TCM1) durchgeführt, teilten Missionsbeamte am 17. August 2020 mit.

Der Orbiter erreichte den Mars am 9. Februar 2021; um 19.42 Gulf Standard Time ( UTC +04: 00), begann das Handwerk seine Triebwerke des Brennens selbst in Orbit Mars einzufügen , ein Prozess, der etwa 27 Minuten Schub brennen vollständig nahm. Das Schiff verfiel dann in Funkstille, als es um den Mars schwang, meldete jedoch, dass es etwa 15 Minuten später erfolgreich in die Umlaufbahn eingetreten war.

Siehe auch

Verweise

Externe Links