al-Amal
al-Amal | ||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
NSSDC ID | 2020-047A | |||||||||||||||
Missionsziel | Erforschung von Klima und Atmosphäre des Mars | |||||||||||||||
Betreiber | Raumfahrtbehörde der Emirate | |||||||||||||||
Hersteller | University of Colorado Boulder | |||||||||||||||
Trägerrakete | H-IIA-202 | |||||||||||||||
Startmasse | 1350 kg | |||||||||||||||
Instrumente | ||||||||||||||||
Infrarot- und UV-Spektrometer, hochauflösende Kamera |
||||||||||||||||
Verlauf der Mission | ||||||||||||||||
Startdatum | 19. Juli 2020, 21:58 UTC | |||||||||||||||
Startrampe | Tanegashima Space Center | |||||||||||||||
|
Al-Amal(arabischالأمل,DMGal-Amal‚die Hoffnung‘,englischHope,auch bekannt alsEmirates Mars Mission) ist eineRaumsondederVereinigten Arabischen Emirate,die seit dem 9. Februar 2021 als erste interplanetare Raumfahrtmission eines arabischen Staates den Mars umkreist und seit dem 23. Mai 2021 dieMarsatmosphäreund das Marsklima untersucht.[1] Sie wurde am 19. Juli 2020 mit einerH-IIA-Trägerrakete vom japanischenTanegashima Space Centergestartet.[2]
Konzept
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Das Projekt wurde am 16. Juli 2014 initiiert[3]und von VizepräsidentMuhammad bin Raschid Al Maktum,dem Emir vonDubai,der Öffentlichkeit vorgestellt.[4]Am 14. April 2015 forderte Muhammad bin Raschid Al Maktum zunächst die Araber aller Länder dazu auf, Vorschläge für einen Namen der Sonde zu machen. Einen Tag später hatte sich „Zayid “als beliebtester Name herauskristallisiert, nachZayid bin Sultan Al Nahyan(1918–2004), Emir vonAbu Dhabiund erster Präsident der Vereinigten Arabischen Emirate.[5]Am Ende entschied sich Muhammad bin Raschid Al Maktum – die Marsmission ist de facto ein Unternehmen des Emirats Dubai – dann aber für den Namen „al-Amal “. Er wählte diesen Namen nach eigener Aussage, weil er eine Botschaft des Optimismus an Millionen von jungen Arabern aussende. Die Ergebnisse der Mission sollten der weltweiten Wissenschaftsgemeinde frei zur Verfügung gestellt werden. Außerdem sollte durch die Mission das Interesse der emiratischen Bevölkerung an Wissenschaft und Technik gefördert werden.[6]
Zur Realisierung des Projektes von der Planung bis zum Start stand über einen sechsjährigen Zeitraum ein Budget von 200 Millionen US-Dollar zur Verfügung,[7]das von den Vereinigten Arabischen Emiraten aufgebracht wurde. Auch die Leitung des Projekts liegt vollständig in emiratischen Händen,[8]während die Sonde selbst unter der Leitung von Pete Withnell am Labor fürHochatmosphären- undWeltraumwetterforschung(Laboratory for Atmospheric and Space Physics)derUniversity of Colorado Bouldergebaut wurde, das 2008–2013 bereits die Mars-AtmosphärenforschungssondeMAVEN(Mars Atmosphere and Volatile Evolution)gebaut hatte.[9]Im August 2014 war der offizielle Start des Projekts am LASP. Dort wurden zunächst verschiedene Konzepte für eine Marsmission diskutiert, bis man sich schließlich auf einen Wettersatelliten einigte, der, anders als MAVEN mit ihrer um 75° geneigten Umlaufbahn, den Mars in einer äquatorialen Bahn umkreisen und so eine Wetterbeobachtung über den Tagesverlauf ermöglichen sollte.[10]Ursprünglich sollte für die Sonde ein sechseckigerSatellitenbusder südkoreanischen Satrec Initiative GmbH verwendet werden, wie er auch bei den vomMuhammad-bin-Raschid-Raumfahrtzentrumfinanzierten Erdbeobachtungssatelliten derDubaiSat-Seriezum Einsatz kam.[11]Im September 2015 wurde an den ersten konkreten Entwürfen gearbeitet.[12]
Hierbei kamen rund 150 Techniker und Ingenieure vom Labor für Hochatmosphären- und Weltraumwetterforschung sowie 100 von zwei weiteren Partnern,[13]nämlich dem Labor für Weltraumwissenschaften(Space Sciences Laboratory)derUniversity of California, Berkeley,das bereits bei MAVEN beteiligt war, und dem Institut für Erd- undWeltraumforschung(School of Earth and Space Exploration)derArizona State University.[14][15]Einige dutzend Wissenschaftler und Ingenieure vom Muhammad-bin-Raschid-Raumfahrtzentrum nahmen inBoulder,Coloradoan Entwicklung und Bau der Sonde teil, der Rest der 200 an dem Projekt beteiligten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des MBRSC war inDubaiin unterstützender Funktion tätig.[16]
Beim Bus der Sonde entschied man sich später für ein würfelförmiges Modell, wie es seinerzeit vonLockheed Martinfür MAVEN gebaut worden war, mit einer Kantenlänge von etwa 2 m und, wenn die beiden zweiteiligenSolarmoduleausgeklappt sind, einer maximalen Breite von 7,9 m. Zusammen mit der Parabolantenne von 1,85 m Durchmesser ist die Sonde 3 m hoch. Die Solarmodule liefern eine Leistung von 600 W für den Betrieb der Nutzlasten sowie zum Laden der Akkumulatoren für die Zeit, wenn sich die Sonde auf ihrer äquatorialen Bahn hinter dem Mars befindet. Das Startgewicht der betankten Sonde beträgt 1350 kg,[17]sie ist also deutlich leichter als MAVEN mit ihren 2454 kg.
Am 9. Februar 2021 begann die Sonde um 15:30 Uhr UTC ein 27 Minuten dauerndes, völlig autonom ablaufendes Bremsmanöver mit ihren sechs 120-N-Triebwerken und schwenkte anschließend in einen Orbit von zunächst 1000 × 49.380 km um den Mars ein;[18]die Umlaufzeit betrug 40 Stunden. Bei diesem Bremsmanöver wurden 400 kg der 880 kg Treibstoff an Bord verbraucht. Im Laufe der folgenden drei Monate nahm die Sonde eine äquatoriale Umlaufbahn von 22.000 × 44.000 km ein und begann am 23. Mai 2021 mit den wissenschaftlichen Beobachtungen.[19][1]
Wissenschaftliche Aufgabe
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Wissenschaftliche Leiterin der Mission ist dieInformatikerinund Staatsministerin für NaturwissenschaftenSarah al-Amiri,[20]die bereits für die Software der 2009 und 2013 gestarteten ErdbeobachtungssatellitenDubaiSat 1undDubaiSat 2zuständig war.[21]Die Mission soll über die Jahreszeiten hinweg Atmosphäre und Klima des Mars untersuchen. Die Untersuchung soll vollständiger und ganzheitlicher sein als bei allen früheren Marssonden. Man erwartet Informationen zum Zusammenspiel verschiedener Atmosphärenschichten und verschiedener Klimafaktoren wie Temperatur, Wind, Staub und Wolken. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen beim Verständnis der Erdatmosphäre und der Vorhersage von deren zukünftiger Entwicklung helfen. Darüber hinaus sollen sie auch zum Verständnis vonExoplanetenbeitragen.[22]Man erhofft sich durch Untersuchung atmosphärischer Wasserstoff- und Sauerstoffanteile Antworten auf die Frage, warum der Mars seine obere Atmosphärenschicht verliert und warum sein Oberflächenwasser verdunstete.[23]Die Sonde trägt zum Erreichen dieser Ziele folgende Instrumente als Nutzlasten:
Emirates Exploration Imager (EXI)
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Beim EXI handelt es sich um eine Kamera mit einem monochromenCMOS-Sensorund separatenLinsengängenfürUltraviolettstrahlungundsichtbares Licht.Konkret nutzt das System die Wellenlängen 245–275 nm (UV-C) und 305–335 nm (UV-A) im ultravioletten Bereich sowie 625–645 nm (rot), 506–586 nm (grün) und 405–469 nm (blau) im sichtbaren Bereich. Der 12-Megapixel-12-Bit-Sensor mit einem Bildverhältnis von 4:3 ist in der Lage,180 Bilder pro Sekundeaufzunehmen und kann so4K-Filmaufnahmenliefern.[24]
Ziel des EXI ist die Untersuchung der unteren Schichten derAtmosphäre,insbesondere auf derenWasser- undOzongehalt.Außerdem liefert der EXI hochauflösende Bilder der Marsoberfläche. Er wurde in einer Kollaboration des Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) und des Muhammad-bin-Raschid-Raumfahrtzentrums entwickelt.[24]Wissenschaftler von der New York University Abu Dhabi und dem Nationalen Zentrum für Weltraumwissenschaft und -technologie an derUnited Arab Emirates Universityverwendeten gut 3000 vom EXI während des ersten Marsjahrs (687 Erdentage) aufgenommene Bilder und erstellten daraus eine detaillierte Landkarte des gesamten Planeten.[25][26]
Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer (EMUS)
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Das EMUS ist einUV-Spektrometermit einer Auflösung von 1,3 nm und 1,8 nm im Bereich von 100–170 nm und einer räumlichen Auflösung von 0,36°. Die Auflösung wurde bewusst so gewählt, dassKohlenmonoxidin der Gegenwart vonSauerstoffnachweisbar bleibt. Ziel dieser Sonde ist dann auch die Messung des Kohlenmonoxid- und Sauerstoffgehalts in derThermosphäre(in 100–200 km Höhe) sowie deren subsaisonale Änderungen. Weiter sollen mit dem EMUS derWasserstoff- und der Sauerstoffgehalt in derExosphäre(über 200 km Höhe) kartografiert und deren zeitliche Veränderung untersucht werden.[24]
Auch das EMUS wurde in einer Kollaboration des Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) und des Muhammad-bin-Raschid-Raumfahrtzentrums entwickelt.[24]
Emirates Mars Infrared Spectrometer (EMIRS)
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Das EMIRS ist ein interferometrisch-thermischesInfrarotspektrometermit der Funktion, die globale Temperaturverteilung sowie den Gehalt von Wassereis, Wasserdampf und Staub in den unteren Schichten der Atmosphäre zu messen.[14][23][24]Über einen Spiegel ist das Gerät in der Lage, die Atmosphäre abzuscannen. In Kombination mit den Daten des EMUS und des EXI sollen mit diesen Daten die Energieflüsse, dieplanetarische Zirkulationsowie die täglichen und subsaisonalen Änderungen untersucht werden.[24]
Das EMIRS wurde unter der Leitung von Philip Christensen vom Institut für Erd- und Weltraumforschung der Arizona State University und Christopher Edwards von der Fakultät für Astronomie undPlanetologiederNorthern Arizona Universityzusammen mit dem Muhammad-bin-Raschid-Raumfahrtzentrum entwickelt.[27]
Erweiterte Mission
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Im September 2022 und in Januar 2023 wurden zwei kleinere Bahnmanöver durchgeführt, mit denen dieBahnneigungauf 25° und die Maße der Ellipse auf 20.000 × 43.000 km geändert wurden.[19]Dadurch ist es möglich, mit der Beobachtung der Atmosphäre fortzufahren – ein Umlauf dauert 55 Stunden, der Mars wird alle neun Tage einmal vollständig dokumentiert – die Sonde aber gleichzeitig bis auf 100–150 km an den äußeren MarsmondDeimosheranführen, der den Planeten in einer Entfernung von etwa 23.500 km umkreist. Al-Amal soll nun zahlreiche Fotos des kleineren der beiden Monde machen.[28] Außerdem hoffen die Ingenieure, mit dem Infrarot- und dem Ultraviolett-Spektrometer die Temperatur auf der Oberfläche von Deimos messen zu können und so Aufschluss über dieWärmeleitfähigkeitder möglicherweise bis zu 100 m dicken Regolithschicht zu erlangen.[19]
Aufgrund ihres hohen Orbits fliegt al-Amal auf der marsabgewandten und bislang wenig erforschten Seite von Deimos vorbei. Am 24. April 2023 wurden aus einer Entfernung von 100 km aufgenommene Fotos veröffentlicht. Eine erste Auswertung der spektrografischen Daten deutet darauf hin, dass der Mond nicht, wie bislang angenommen, ein eingefangenerD-AsteroidausSilicatenmit Kohlenstoffanteilen ist, sondern ausBasaltbesteht und möglicherweise aus zusammengebackenen Felsbrocken geformt wurde, die bei einem Meteoriteneinschlag in der Vergangenheit aus dem Mars selbst herausgeschleudert wurden.
Im April 2023 wurde die Primärmission der Sonde – die Beobachtung der Marsatmosphäre – um ein Jahr bis April 2024 verlängert, da sich die von ihr ermittelten Daten als sehr nützlich erwiesen.[29][veraltet]
Bodensegment
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Das Muhammad-bin-Raschid-Raumfahrtzentrum verfügt nur über eine Parabolantenne mit 11,3 m Durchmesser, die zwar zum Betrieb der Erdbeobachtungssatelliten ausreicht,[30] für Tiefraummissionen jedoch nicht geeignet ist. Daher greift man bei al-Amal fürTelemetrie, Bahnverfolgung und Steuerungauf das amerikanischeDeep Space Network(DSN) mit seinen leistungsstarken, auf drei Standorte rund um den Globus verteilten Antennen zurück.[31] Dessen Daten gehen direkt an den Kontrollraum im Muhammad-bin-Raschid-Raumfahrtzentrum in Dubai[32][33]sowie an dieMission Support Facilityim Labor für Hochatmosphären- und Weltraumwetterforschung in Colorado. Die Firma KinetX Aerospace inTempe,Arizona,dem Sitz der Arizona State University, berechnet aus den Bahnverfolgungsdaten des DSN die notwendigen Bahnkorrekturmanöver, um die von der Firma Advanced Space in Boulder, Colorado vorausberechnete Flugbahn einzuhalten.[34]Die Steuersignale hierfür werden dann wieder über das DSN an die Sonde gefunkt.
Nachdem die Sonde am 23. Mai 2021 ihre eigentliche Mission begonnen hatte, wurden die über das DSN empfangenen Daten in einem Datenverarbeitungszentrum, das sich im Muhammad-bin-Raschid-Raumfahrtzentrum befindet, gespeichert und zu drei Produktstufen aufbereitet:Quicklook, Level 1, Level 2.Die verarbeiteten Daten, nicht jedoch die originalen Rohdaten der Sonde, wurden ab dem 1. Januar 2022 der wissenschaftlichen Gemeinde zur Verfügung gestellt.[35][1] Die emiratischen Ingenieure arbeiten vor allem mit den Betreuern der amerikanischen SondeMAVENzusammen. Man kombiniert die von den beiden Sonden bei der Beobachtung der gleichen atmosphärischen Phänomene mit unterschiedlichen Instrumenten gelieferten Daten.[36]
Siehe auch
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Weblinks
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]- Offizielle Website der Marsmission – Al-Amal(arabisch, englisch)
- Website des Labors für Hochatmosphären- und Weltraumwetterforschung der University of Colorado(englisch)
- Website des Labors für Weltraumwissenschaften der University of California, Berkeley(englisch)
- Website des Instituts für Erd- und Weltraumforschung der Arizona State University(englisch)
- Missionskonzept von 2015 –Details of Emirates Mars Mission(PDF;157 kB, englisch)
Einzelnachweise
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]- ↑abcEMM Science Data Center.In:sdc.emiratesmarsmission.ae.29. November 2021,abgerufen am 4. Januar 2022(englisch).
- ↑Sibylle Anderl:Mehr als nur ein Foto.In:www.faz.net.19. Juli 2020,abgerufen am 25. September 2020.
- ↑Janice Ponce de Leon:Launch date announced for UAE Mars mission.In:gulfnews.com.21. Januar 2019,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑Ishaan Tharoor:U.A.E. plans Arab world’s first mission to Mars.In:www.washingtonpost.com.Fred Ryan,17. Juli 2014,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑UAE Mars Mission at a glance.In:gulfnews.com.6. Mai 2015,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑Staff Reporter:UAE unveils mission plan ‘Hope’ for first Arab space probe to Mars.In:www.khaleejTimes.com.Galadari Brothers Group,8. Mai 2015,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑Stephen Clark:United Arab Emirates successfully sends its first mission toward Mars.In:SpaceflightNow.com.19. Juli 2020,abgerufen am 25. September 2020(amerikanisches Englisch).
- ↑MBRSC:Emirates Mars Mission.In:www.youtube.com.6. Mai 2015,abgerufen am 25. September 2020(englisch, 04:45).
- ↑MAVEN.In:lasp.colorado.edu.University of Colorado Boulder,abgerufen am 25. September 2020(englisch, die MAVEN-Mission kostete mit 485 Millionen Dollar mehr als das Doppelte von al-Amal).
- ↑Kareem Shaheen:First Mars mission from UAE aims to inspire a new generation of space scientists.In:www.nationalgeographic.com.National Geographic Society,25. Juli 2020,abgerufen am 5. September 2020(englisch).
- ↑Mike McGrath:United Arab Emirates to partner with CU-Boulder on 2021 Mars mission.In:lasp.colorado.edu.University of Colorado Boulder,7. Mai 2015,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑David Brain:Emirates Mars Mission.In:lasp.colorado.edu.University of Colorado Boulder,1. Oktober 2015,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑Heather Reed:Emirates Mars Mission launching this month in partnership with LASP at CU Boulder.In:lasp.colorado.edu.University of Colorado Boulder,14. Juli 2020,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑abChris Gebhardt und Tyler Gray:United Arab Emirates begins historic first interplanetary mission.In:www.nasaspaceflight.com.NASA,19. Juli 2020,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑Omran Anwar Alsayed Mohd Ali Sharaf et al.:Emirates Mars Mission (EMM) 2020.(PDF; 36,4 kB) In:iafastro.directory.3. Mai 2017,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑Daniel Strain:Emirates Mars Mission to begin journey to the red planet.In:www.colorado.edu.University of Colorado Boulder,15. Juli 2020,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑Mission Highlights.In:emiratesmarsmission.ae.Abgerufen am 25. September 2020(arabisch, englisch).
- ↑Chris Gebhardt und Tyler Gray:UAE makes history as Al-Amal arrives at Mars for two-year mission.In:www.nasaspaceflight.com.NASA,9. Februar 2021,abgerufen am 9. Februar 2021(englisch).
- ↑abcSarwat Nasir:UAE’s Hope probe moves to new orbit to study Mars’ tiny moon Deimos.In:thenationalnews.com.9. Februar 2023,abgerufen am 21. Februar 2023(englisch).
- ↑Kenneth Chang:From Dubai to Mars, With Stops in Colorado and Japan.In:www.nytimes.com.Arthur Gregg Sulzberger,15. Februar 2020,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑Sarah Al Amiri.In:aesua.org.Archiviert vom (nicht mehr online verfügbar) am4. Februar 2021;abgerufen am 25. September 2020(englisch). Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.
- ↑UAE unveils details of UAE Mars Mission.In:gulfnews.com.6. Mai 2015,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑abEmirates Mars Mission. Hope Probe.In:www.mbrsc.ae.Archiviert vom (nicht mehr online verfügbar) am28. Juli 2020;abgerufen am 25. September 2020(arabisch, englisch). Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.
- ↑abcdefUAE Space Agency:Instruments.In:EmiratesMarsMission.ae.Abgerufen am 25. September 2020(arabisch, englisch).
- ↑Robert Lea:UAE Mars orbiter creates stunning new map of the Red Planet.In:space.com.31. März 2023,abgerufen am 11. April 2023(englisch).
- ↑Overview.In:uaeu.ac.ae.Abgerufen am 11. April 2023(englisch).
- ↑Doug Messier:Emirates Mars Mission to Launch with ASU-designed Instrument.In:parabolicarc.com.19. Juli 2020,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑Keith Cowing:Hope Probe To Move To A New Mars Orbit And Observe Deimos.In:spaceref.com.15. Februar 2023,abgerufen am 18. Februar 2023(englisch).
- ↑Sarwat Nasir:UAE’s Hope probe uncovers secrets of Mars’s mysterious moon Deimos.In:thenationalnews.com.24. April 2023,abgerufen am 25. April 2023(englisch).
- ↑DubaiSat-1. Ground segment.In:directory.eoportal.org.Abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑Deep Space Network Now.In:eyes.jpl.nasa.gov.Jet Propulsion Laboratory,abgerufen am 25. September 2020(englisch, Al-Amal ist hier als „EMM “(für „Emirates Mars Mission “) bezeichnet).
- ↑Sarwat Nasir:UAE Mars Mission: inside the Dubai control centre tracking the Hope probe.In:www.thenational.ae.28. Juli 2020,abgerufen am 25. September 2020(englisch).
- ↑Command and Control Center.In:my.matterport.com.Abgerufen am 25. September 2020(englisch, virtueller Rundgang durch den Kontrollraum).
- ↑Mohammad Alblooshi:Emirates Mars Mission Ground Segment – Overview and Current Status.(PDF 38,7 kB) In:spaceops.iafastro.directory.14. November 2019, archiviert vom (nicht mehr online verfügbar) am26. Juli 2020;abgerufen am 6. August 2020(englisch).
- ↑The Emirates Mars Mission. Ground Segment.In:emiratesmarsmission.ae.Abgerufen am 25. September 2020(arabisch, englisch).
- ↑Angel Tesorero:Look: UAE’s Hope Probe discovers new ‘patchy’ Mars proton aurora.In:gulfnews.com.31. August 2022,abgerufen am 16. September 2022(englisch).