Часть 1. Арабская «Надежда»
19 июля с космодрома, расположенного на юго-восточном побережье японского острова Танэгасима, на юге префектуры Кагосима, в 115 км южнее острова Кюсю, стартовала ракета-носитель H-IIА, отправившая в путешествие к Марсу зонд «Аль-Амаль» (الأمل — «надежда») — первую межпланетную станцию Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ) и арабского мира в целом. Так Эмираты стали первой арабской страной, отправившей космический аппарат к другим планетам, и шестым государством (после СССР, США, Японии, Европы и Индии), пославшим зонд к Марсу.
Созданием и управлением миссии руководит Космический центр имени Мохаммеда бин Рашида (Mohammed bin Rashid Space Centre, MBRSC), названный в честь эмира Дубая, с 2006 года премьер-министра и вице-президента ОАЭ. Космический аппарат делался на арабские деньги при участии арабских ученых (более 150 человек), но руками американских специалистов Лаборатории атмосферной и космической физики (Laboratory for Atmospheric and Space Physics, LASP) Университета штата Колорадо в Боулдере, Университета штата Аризона (Arizona State University, ASU) и Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley).
Межпланетный зонд был разработан почти вдвое быстрее иностранных аналогов и собран в Университете Колорадо. Старший инженер лаборатории LASP Брет Лэндин считает, что в следующий раз его арабские коллеги справятся сами.
«Можно на словах рассказать человеку, как ездить на велосипеде, но, пока не попробуешь, не поймешь, что к чему, — говорит он. — То же самое с космическим аппаратом. Я могу объяснить, как заправлять его, но, пока не наденешь костюм химзащиты и сам не перекачаешь 800 кг взрывоопасного топлива из наземного резервуара в баки аппарата, не научишься. Их инженеры-двигателисты проделали это и теперь знают, что делать в следующий раз».
Научная цель проекта — получение качественных изображений поверхности Марса с орбиты его искусственного спутника, а также сбор информации о метеоусловиях, атмосфере и климате Красной планеты.
Помимо решения научно-технических задач, разработка была направлена на формирование в ОАЭ высококвалифицированных кадров, способных реализовывать сложнейшие современные проблемы в области получения новых знаний и продвижения инноваций. Руководитель проекта «Аль-Амаль» Омран Шараф (Omran Sharaf) пояснил смысл миссии: «Главная цель — не достичь Марса, а подготовить в ОАЭ благодатную исследовательскую почву, чтобы вдохновить молодежь идти работать в науку и инженерные специальности. Марс — это средство для достижения более важных задач…»
MBRSC начал разработку зонда в конце 2013 года в качестве следующего шага после проектирования спутников дистанционного зондирования Земли. «От нас требовалось выйти на новый уровень и создать новые возможности для ученых», — заявлял Омран Шараф. Предполагалось, что миссия станет катализатором изменений, частью переходного процесса к устойчивой постнефтяной экономике, основанной на знаниях, и поможет наладить международные партнерские отношения для продвижения позиций Эмиратов.
В июле 2014 года проект был анонсирован, а в апреле 2015 года шейх Мохаммед предложил всем арабским миром придумать название зонда. Через месяц было выбрано имя «Надежда». В марте 2016 года японская компания Mitsubishi Heavy Industries (MHI) получила контракт на запуск аппарата с помощью ракеты-носителя H-IIA.
В ноябре 2017 года состоялась первая публичная демонстрация зонда — посетители выставки Dubai Airshow могли видеть, что «Аль-Амаль» стартовой массой около 1350 кг представляет собой типичный современный космический аппарат в негерметичном исполнении, с электроснабжением от двух солнечных батарей и передачей информации на Землю через остронаправленную антенну. его научная аппаратура включает три инструмента:
- 12-мегапиксельную камеру EXI (Emirates Exploration Imager) для получения цветных снимков поверхности Марса с достаточно высоким разрешением (около 8 км на пиксель), изучения льда и пыли, а также оценки количества озона в атмосфере;
- инфракрасный спектрометр EMIRS (Emirates Mars Infrared Spectrometer) для исследования атмосферы в тепловом диапазоне, определения распределения температур в нижней и срединной атмосфере планеты, льда, водяного пара и пыли;
- ультрафиолетовый спектрометр EMUS (Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer) для измерения концентрации кислорода и водорода и процесса их улетучивания в верхних слоях атмосферы.
После выхода на околомарсианскую орбиту «Аль-Амаль» должен за запланированный срок активного существования (порядка двух земных лет) собрать более 1000 гигабайт данных об атмосфере Красной планеты, структуре ее слоев, взаимодействии с поверхностью, а также о скорости ухода марсианского воздуха в космос.
По словам министра по передовым наукам ОАЭ и заместителя руководителя проекта «Аль-Амаль» Сары аль-Амири (Sarah al-Amiri), одним из исходных требований к миссии было желание сделать «первый полноценный метеоспутник Марса с тем, чтобы затем совершенно бесплатно передавать ученым мира полученные данные». Специалисты считают, что зонд поможет лучше понять взаимодействие верхних и нижних слоев марсианской атмосферы, выяснить механизмы изменения марсианской погоды и особенности ухода в вакуум кислорода и водорода из воздуха.
Непосредственная подготовка к запуску началась за год до старта — 23 июля 2019 года — и, по словам Омрана Шарафа, шла по плану. Тепловакуумные испытания проводились в США в декабре 2019 года, после чего зонд был доставлен в Эмираты для окончательной серии тестов, которые предполагалось завершить в мае. Однако в события вмешался коронавирус, и отправку аппарата в Японию решили ускорить. Аппарат был отправлен на космодром уже в конце апреля 2020 года. «На раннем этапе было принято решение о том, что нам необходимо как можно скорее отправить космический аппарат к месту запуска, учитывая ограничения, накладываемые на международные поездки, — сказал он. — Путешественникам из-за границы (а в том числе и нашим специалистам), прибывшим в Японию, необходимо было пройти двухнедельный карантин. Нам пришлось начать работу по наихудшему сценарию».
Сдвижка сроков отправки аппарата на более ранние даты привела к тому, что в ОАЭ пришлось отменить ряд ранее запланированных испытаний. Омран Шараф признавал возможность неудачного исхода проекта, но был уверен, что пробовать нужно.
«Это исследовательская миссия, и да, провал — один из вариантов, — заявил он. — Но отказаться от прогресса нации для нас не вариант. Главное — возможности и знания, которые страна приобретет, работая над этим проектом».
Дата старта, определяемая очередным противостоянием Земли и Марса, когда минимальное расстояние между планетами здорово сокращает время миссии и затраты энергии на перелет, была предварительно назначена на 14 июля с открытием трехнедельного пускового окна. Однако из-за недельных ливней в Японии старт дважды откладывался, но, несмотря на задержки, состоялся в пределах выделенного окна. Запуск прошел успешно, и на высоте 430 км аппарат отделился от второй ступени ракеты-носителя, начав автономный полет к Марсу.
Зонд должен прибыть в окрестности Марса в феврале 2021 года, когда будет праздноваться полувековой юбилей образования ОАЭ. Сначала «Аль Амаль» выйдет на эллиптическую орбиту высотой от 1 000 до 50 000 км, а затем перейдет на целевую орбиту высотой 20 000 на 43 000 км с периодом обращения 55 часов, с которой и будет вести научные наблюдения.
Источник: 3dnews.ru