“阿聯(lián)酋火星任務”(Emirates Mars Mission,EMM)由阿聯(lián)酋總統(tǒng)于2014年7月宣布,計劃發(fā)射名為“希望”的火星探測器,目的是豐富阿聯(lián)酋工程師的能力并增強人類對火星大氣的了解。在設計和制造希望號時,阿聯(lián)酋航天局組織穆罕默德北京時間7月20日5時58分,日本在種子島航天中心使用H-2A運載火箭,成功將阿聯(lián)酋的希望號火星探測器發(fā)射升空。
·本·拉希德航天中心與美國科羅拉多大學波爾德分校、亞利桑那州立大學以及加利福尼亞大學伯克利分校開展了合作。希望號探測器在科羅拉多大學博爾德分校的大氣與空間物理實驗室(LASP)建造。穆罕默德·本·拉希德航天中心負責對探測器的設計、開發(fā)和發(fā)射的各個階段進行執(zhí)行和監(jiān)督。
任務目標
EMM任務的科學目標是研究火星大氣和氣候,提供對火星大氣的全面了解。EMM任務具體的科學目標是通過表征火星低層大氣來了解氣候動態(tài)和全球天氣圖;通過將低層大氣條件與高層大氣相聯(lián)系,說明天氣如何改變氫和氧的逸出;了解高層大氣中氫和氧的結構和變化,并確定氫和氧為何會從火星逃逸至太空。
EMM任務團隊具體將:①與全球火星科學界共同研究其他任務尚未解決的關鍵問題;②通過追蹤氫和氧的行為和逸出情況,研究火星為何會失去其高層大氣;③研究火星大氣上下層之間的聯(lián)系;④繪制關于火星大氣在每日以及季節(jié)變化的第一幅全球圖景;⑤觀測沙塵暴等天氣現(xiàn)象,溫度變化以及大氣與地形之間的相互作用;⑥揭示火星表面腐蝕的原因;⑦搜索當今天氣與火星古代氣候之間的聯(lián)系。從任務中獲得的所有數(shù)據(jù)將提供給全球200所大學和研究機構,以實現(xiàn)知識共享。
航天器設計
希望號探測器發(fā)射質量約為1350kg,形狀為立方體,為鋁制蜂窩狀結構,寬度約2.37m,高約2.9m。探測器裝備有1.85m寬蝶形X波段高增益天線與地球通信,地火距離最近時通信速率為1.6Mbps,最遠時250kbps,此外還攜帶了3個低增益天線。探測器攜帶了應用物理實驗室(APL)的先進無線電深空轉發(fā)器,可以執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸并支持深空測控。探測器裝備了6臺120N推進器用于控制速度,8臺5N反作用控制系統(tǒng)(RCS)推進器以及一組反作用輪用于精確操作和姿態(tài)控制。探測器的星敏感器和太陽敏感器用于提供位置和方向信息。
探測器的有效載荷包括用于獲得高分辨率彩色圖像的“阿聯(lián)酋探測相機”(EXI),用于監(jiān)測大氣中溫度分布、冰和水蒸氣的“阿聯(lián)酋火星紅外光譜儀”(EMIRS),以及用于研究火星高層大氣并跟蹤氧和氫擴散至太空的“阿聯(lián)酋火星紫外光譜儀”(EMUS)。3個儀器安裝在航天器面向火星的一側。
EMM任務地面部分由地面網(wǎng)絡及其地面站、導航系統(tǒng)、運行中心(MOC)、任務設計、科學數(shù)據(jù)中心(SDC)和儀器團隊設施(ITF)組成。任務運行中心和科學數(shù)據(jù)中心位于穆罕默德·本·拉希德航天中心,任務支持設施(MSF)位于大氣與空間物理實驗室用作冗余操作能力。任務的通信將由NASA深空網(wǎng)(DSN)提供支持。
希望號探測器將在飛行約200天后抵達火星。探測器將運行在20000km×43000km的火星環(huán)繞軌道上,軌道周期為55小時,傾角為25°,近火點位于赤道附近。EMM任務計劃從2021年5月開始進行為期1個火星年(687天,約2個地球年)的科學運行,并且有可能將為其兩年的科學研究范圍擴展到2025年。
迪拜酋長國酋長表示,之所以將探測器命名為“希望”是因為“它向數(shù)百萬年輕的阿拉伯人傳遞了樂觀的信息”。任務產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將與全球200多個機構自由共享。該任務被視為對阿聯(lián)酋經(jīng)濟和人力資本的投資。阿聯(lián)酋副總統(tǒng)曾在宣布任務時提及3個信息,
“第一個信息是告知世界:阿拉伯文明曾經(jīng)在促進人類知識進步方面發(fā)揮了巨大作用,并將再次發(fā)揮作用;
第二個信息是告知阿拉伯兄弟們,沒有什么是不可能的,而且我們可以在知識競賽中與最偉大的國家競爭;
第三個信息是傳達給那些力爭達到最高峰的人們:不限制野心,你甚至可以到達太空?!?
此外,該探測器計劃于2021年2月,即阿聯(lián)酋成立50周年時進入火星軌道。