[新浪科技综合]阿联酋首个火星探测任务分析新浪科技综合2020-07-20 18:13:200阅

来源：国际太空
北京时间7月20日5时58分，日本在种子岛航天中心使用H-2A运载火箭，成功将阿联酋的希望号火星探测器发射升空。探测器计划于2021年2月，即阿联酋成立50周年时进入火星轨道。

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图1/4希望号火星探测器最初构型概念图，后改为立方体、两个太阳翼“阿联酋火星任务”（Emirates Mars Mission ， EMM）由阿联酋总统于2014年7月宣布，计划发射名为“希望”的火星探测器，目的是丰富阿联酋工程师的能力并增强人类对火星大气的了解。
在设计和制造希望号时，阿联酋航天局组织穆罕默德·本·拉希德航天中心与美国科罗拉多大学波尔德分校、亚利桑那州立大学以及加利福尼亚大学伯克利分校开展了合作。希望号探测器在科罗拉多大学博尔德分校的大气与空间物理实验室（LASP）建造。穆罕默德·本·拉希德航天中心负责对探测器的设计、开发和发射的各个阶段进行执行和监督。
任务目标
EMM任务的科学目标是研究火星大气和气候，提供对火星大气的全面了解。 EMM任务具体的科学目标是通过表征火星低层大气来了解气候动态和全球天气图；通过将低层大气条件与高层大气相联系，说明天气如何改变氢和氧的逸出；了解高层大气中氢和氧的结构和变化，并确定氢和氧为何会从火星逃逸至太空。
EMM任务团队具体将：①与全球火星科学界共同研究其他任务尚未解决的关键问题；②通过追踪氢和氧的行为和逸出情况，研究火星为何会失去其高层大气；③研究火星大气上下层之间的联系；④绘制关于火星大气在每日以及季节变化的第一幅全球图景；⑤观测沙尘暴等天气现象，温度变化以及大气与地形之间的相互作用；⑥揭示火星表面腐蚀的原因；⑦搜索当今天气与火星古代气候之间的联系。从任务中获得的所有数据将提供给全球200所大学和研究机构，以实现知识共享。
航天器设计
【[新浪科技综合]阿联酋首个火星探测任务分析新浪科技综合2020-07-20 18:13:200阅】希望号探测器发射质量约为1350kg ，形状为立方体，为铝制蜂窝状结构，宽度约2.37m ，高约2.9m 。探测器装备有1.85m宽蝶形X波段高增益天线与地球通信，地火距离最近时通信速率为1.6Mbps ，最远时250kbps ，此外还携带了3个低增益天线。探测器携带了应用物理实验室（APL）的先进无线电深空转发器，可以执行数据传输并支持深空测控。探测器装备了6台120N推进器用于控制速度， 8台5N反作用控制系统（RCS）推进器以及一组反作用轮用于精确操作和姿态控制。探测器的星敏感器和太阳敏感器用于提供位置和方向信息。

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图2/4希望号探测器探测器的有效载荷包括用于获得高分辨率彩色图像的“阿联酋探测相机”（EXI），用于监测大气中温度分布、冰和水蒸气的“阿联酋火星红外光谱仪”（EMIRS），以及用于研究火星高层大气并跟踪氧和氢扩散至太空的“阿联酋火星紫外光谱仪”（EMUS）。 3个仪器安装在航天器面向火星的一侧。
EMM任务地面部分由地面网络及其地面站、导航系统、运行中心（MOC）、任务设计、科学数据中心（SDC）和仪器团队设施（ITF）组成。任务运行中心和科学数据中心位于穆罕默德·本·拉希德航天中心，任务支持设施（MSF）位于大气与空间物理实验室用作冗余操作能力。任务的通信将由NASA深空网（DSN）提供支持。

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图3/4EMM任务历程希望号探测器将在飞行约200天后抵达火星。探测器将运行在20000km×43000km的火星环绕轨道上，轨道周期为55小时，倾角为25° ，近火点位于赤道附近。 EMM任务计划从2021年5月开始进行为期1个火星年（687天，约2个地球年）的科学运行，并且有可能将为其两年的科学研究范围扩展到2025年。
迪拜酋长国酋长表示，之所以将探测器命名为“希望”是因为“它向数百万年轻的阿拉伯人传递了乐观的信息” 。任务产生的数据将与全球200多个机构自由共享。该任务被视为对阿联酋经济和人力资本的投资。阿联酋副总统曾在宣布任务时提及3个信息， “第一个信息是告知世界：阿拉伯文明曾经在促进人类知识进步方面发挥了巨大作用，并将再次发挥作用；第二个信息是告知阿拉伯兄弟们，没有什么是不可能的，而且我们可以在知识竞赛中与最伟大的国家竞争；第三个信息是传达给那些力争达到最高峰的人们：不限制野心，你甚至可以到达太空。 ”

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图4/4