Przejdź do treści

Arabska sonda Al Amal wysłana w kierunku Marsa

img

Z kosmodromu Tanegashima w Japonii wystartowała pierwsza misja międzyplanetarna Zjednoczonych Emiratów Arabskich. Sonda Al Amal (znana też jako Hope) poleciała na rakiecie H-IIA w kierunku Marsa.

Sonda Al Amal to pierwsza arabska misja międzyplanetarna. Jest to pierwszy z trzech lotów marsjańskich planowanych w trwającym teraz oknie startowym. W najbliższych dniach w kierunku Czerwonej Planety poleci też amerykański łazik Perseverance i chińska misja Tianwen-1.

Mimo pierwszych kroków stawianych w eksploracji kosmosu, cele misji Al Amal są bardzo ambitne. Celami naukowymi są: globalne scharakteryzowanie atmosfery Marsa i dokładne pomiary ucieczki wodoru i tlenu z jej górnych warstw.

Aby to osiągnąć sonda została wyposażona w trzy instrumenty naukowe. Misja ma międzynarodowy charakter. W budowę instrumentów naukowych zaangażowane były amerykańskie uczelnie, a w kierunku Marsa wyniosła ją japońska rakieta nośna. Dodatkowo zebrane przez sondę dane zostaną bezpłatnie udostępnione 200 instytucjom na całym świecie.

Misja marsjańska oprócz celów naukowych ma też zdefiniowane cele pozanaukowe jak zachęcanie do międzynarodowej współpracy w dziedzinie eksploracji kosmosu, zwiększanie możliwości prowadzenia misji kosmicznych w kraju czy inspirowanie przyszłych pokoleń do rozwijania karier w naukach ścisłych.

W ostatnich latach Zjednoczone Emiraty Arabskie dynamicznie rozwijają swój program kosmiczny. W 2019 r. w ramach misji Sojuz MS-15 wysłały do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej pierwszego przedstawiciela tego kraju - Hazzę Al Mansouriego.


Przebieg startu

Rakieta wystartowała 19 lipca o 23:58 czasu polskiego (w Japonii był już poniedziałek, 6:58). W pierwszej fazie lotu w rakiecie pracował silnik dolnego stopnia na ciekły tlen i wodór oraz dwie boczne rakiety pomocnicze na paliwo stałe.

Rakiety pomocnicze zostały odrzucone niecałe 2 minuty po starcie. Dolny stopień kontynuował swoją pracę. Po nieco ponad 4 minutach i osiągnięciu wysokości 141 km z rakiety odłączono owiewkę chroniącą sondę podczas lotu w niskich warstwach atmosfery.

Około 6 i pół minuty po starcie działanie zakończył silnik dolnego stopnia i stopień został odrzucony. 10 sekund później odpalił silnik drugiego stopnia. Ten kontynuował działanie do 11 minuty i 21 sekund po starcie. Rakieta wraz z sondą znalazła się po tym odpaleniu na wstępnej orbicie okołoziemskiej.

Dalej nastąpiła faza dryfu trwająca około 45 minut, podczas której górny człon ze statkiem leciał swobodnie do apogeum wstępnej orbity. Następnie silnik LE-5B drugiego stopnia odpalił ponownie, aby osiągnąć prędkość ucieczki i skierować sondę na trajektorię marsjańską. Po niecałych 4 minutach silnik zakończył pracę, a minutę później górny człon rakiety odseparował się od sondy.

Sonda jest już na trajektorii w kierunku Marsa, rozłożyła z powodzeniem panele słoneczne i ustawiła antenę w kierunku Ziemi. Komunikacja ze statkiem jest już ustalona.


O sondzie

img
Statek Hope podczas przygotowań. Źródło: UAE Space Agency.

Sonda Al Amal (znana też pod angielską nazwą Hope, czyli Nadzieja) to pierwsze urządzenie wysyłane w kierunku Marsa przez Zjednoczone Emiraty Arabskie. Została zbudowana przez dubajskie Centrum Kosmiczne im. Mohammeda bin Rashida, we współpracy z amerykańskimi uczelniami: Uniwersytetem Kolorado w Boulder i Uniwersytetem Kalifornijskim w Berkeley.

Głównym zadaniem sondy Al Amal będzie badanie marsjańskiej atmosfery. Statek został wyposażony w trzy instrumenty naukowe: multispektralną kamerę EXI działającą w świetle widzialnym i ultrafioletowym, spektrometr dalekiego ultrafioletu EMUS oraz spektrometr skaningowy EMIRS działający w podczerwieni.

Naukowymi celami misji będzie badanie dynamiki marsjańskiej atmosfery, jej interakcji z przestrzenią kosmiczną i wiatrem słonecznym. Naukowcy będą chcieli znaleźć związek między obecną pogodą na Marsie, a jego pradawnym klimatem. Będą chcieli lepiej zrozumieć mechanizmy, które stoją za ucieczką wodoru i tlenu z atmosfery planety i które przyczyniły się kiedyś do wyschnięcia Czerwonej Planety.

Można powiedzieć, że statek Al Amal będzie kontynuował misję orbiterów MAVEN i ExoMars, które nadal działają i dostarczają danych na temat atmosfery. Twórcy sondy podkreślają jednak, że będzie to pierwsza misja w pełni poświęcona badaniom atmosfery, charakteryzująca zarówno jej dolne jak i górne warstwy.

Statek ma kształt prostopadłościanu o wymiarach 2,9 m na 2,4 m na 2,4 m. Jego masa wraz z paliwem wynosi 1350 kg. Komunikację z Ziemią zapewniać będzie zamontowana na górnej ścianie paraboliczna antena wysokiego zysku działająca w paśmie X i mająca średnicę 1,85 m. Przepustowość komunikacji w zależności od odległości między Ziemią i Marsem będzie wynosić od 250 kb/s do 1,6 Gb/s. Sondę wyposażono też w dodatkowe mniejsze anteny niskiego zysku umieszczone w korpusie statku.

Zasilanie zapewni sondzie zestaw dwóch dwusegmentowych paneli słonecznych przymocowanych do górnej ściany statku. Panele będą generować z energii słonecznej 600 W mocy i ładować baterie znajdujące się na statku.

Głównym napędem sondy jest zestaw 6 silników o ciągu 120 N każdy, zasilanych jednoskładnikowym paliwem - hydrazyną. Kontrolę orientacji zapewni 8 silniczków sterowania reakcyjnego (RCS) o ciągu 5 N każdy oraz zestaw kół zamachowych. Informację o położeniu sonda uzyska z zamontowanych szperaczy gwiazd na korpusie.

Sonda trafi na początku 2021 r. na wysoką orbitę eliptyczną o wymiarach 22 000 x 44 000 km i inklinacji 25 stopni. Misja naukowa sondy ma się rozpocząć w maju 2021 r.


Więcej o instrumentach naukowych

EXI

EXI czyli Emirates eXploration Imager to kolorowa kamera wysokiej rozdzielczości, która będzie obrazować tarczę Marsa w świetle widzialnym i ultrafiolecie. EXI jest wyposażona w matrycę CMOS o rozdzielczości 12,6 MP ze zmiennymi 6 filtrami (3 w UV i 3 w paśmie widzialnym). Światło widzialne i UV dzielą tę samą matrycę, ale oddzielną aparaturę optyczną. Kamera jest w stanie obrazować w ultrafiolecie z rozdzielczością dochodzącą do 2,3 km/px (w perycentrum), a w świetle widzialnym do 2,2 km/px. Instrument powstał na Uniwersytecie w Kolorado.

EMIRS

EMIRS czyli Emirates Mars InfraRed Spectrometer to spektroskop fourierowski działający w podczerwieni (FTIR), który będzie obserwował pył i chmury wodno-lodowe w atmosferze oraz badał jej temperaturę.

Instrument ma ruchome lustro umożliwiające wykonywanie skanów przestrzennych i będzie w stanie rejestrować dane z rozdzielczością przestrzenną 300 km w paśmie światła podczerwonego 6000 - 40 000 nm. Instrument powstał na Uniwersytecie w Arizonie.

EMUS

EMUS czyli Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer to spektrograf dalekiego ultrafioletu, który będzie obserwował tlen, wodór i tlenek węgla. Urządzenie będzie działać w paśmie 100-170 nm. Budowanie i testy urządzenia przeprowadzane były wspólnie przez Uniwersytet w Kolorado i Centrum Kosmiczne im. Mohammeda bin Rashida w Dubaju.


Podsumowanie

Był to 42. w historii start japońskiej rakiety H-IIA i 47. start rakiety orbitalnej w 2020 r. Jeżeli za 7 miesięcy sonda Al Amal wejdzie na orbitę wokół Marsa, Zjednoczone Emiraty Arabskie staną się drugim krajem, któremu udało się przeprowadzić udaną misję marsjańską w pierwszym podejściu. Do tej pory powiodło się to tylko Indiom z ich sondą MOM w 2014 r.

 

Na podstawie: UAE Space Agency/NSF/NASA

Opracował: Rafał Grabiański

 

Więcej informacji:

 

 

Na zdjęciu: Rakieta H-IIB wynosząca sondę Hope w kierunku Marsa. Źródło: MHI.