エミレーツ火星ミッション

エミレーツ火星ミッション

ホープ宇宙船の3Dレンダリング
名前	希望探査機
オペレーター	モハメッド・ビン・ラシッド宇宙センター
コスパーID	2020-047A
SATCAT番号	45918
Webサイト	エミレーツマーミッション
ミッション期間	1441日19時間 （軌道投入後） 2年（計画）[1]
宇宙船の特性
宇宙船	希望(アラビア語: الأمل、Al-Amal )
メーカー	ＭＢＲＳＣ パートナー: LASP ( CU ボルダー) カリフォルニア大学バークレー校 アリゾナ州立大学
打ち上げ質量	1350kg、ヒドラジン燃料 800kgを含む[2] [3]
乾燥質量	550キログラム[3]
寸法	2.37m×2.90m
力	2枚のソーラーパネルから1800ワット
ミッション開始
発売日	2020 年 7 月 20 日、21:58:14 UTC [4]
ロケット	H-IIA
発射場	種子島LP -1
請負業者	三菱重工業
軌道パラメータ
ペリアレオンの標高	20,000 km (12,000 マイル) [5]
アポアレオン高度	43,000 km (27,000 マイル)
傾斜	超同期軌道
期間	55時間
火星探査機
軌道投入	2021年2月9日 15:30 UTC [6]
楽器
EXI (エミレーツ探査イメージャー) EMIRS (エミレーツ火星赤外線分光計) EMUS (エミレーツ火星紫外線分光計)
ホープ火星ミッションのロゴ

エミレーツ火星ミッション(アラビア語: مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ、ローマ字:  mašrō' al-Imārāt l-āstikšāf al-Murīkh ) は、アラブ首長国連邦宇宙局による 火星への無人 宇宙探査ミッションです。探査機ホープ(アラビア語: مسبار الأمل、ミスバール・アル・アマル) は2020年7月20日に打ち上げられ^[6]、2021年2月9日に火星の周回軌道に入った。

このプロジェクトはオムラン・シャラフが指揮した。UAEおよびパートナー機関から200人のUAEの科学者とエンジニアがプロジェクトに参加した。ミッションの設計、開発、運用は、モハメッド・ビン・ラシッド宇宙センター（MBRSC）が主導している。^[7]宇宙船は、アリゾナ州立大学（ASU）とカリフォルニア大学バークレー校の支援を受けて、コロラド大学ボルダー校の大気宇宙物理学研究所（LASP）でUAEのエンジニアがアメリカの同僚の助けを借りて組み立てた。^{[8] [9]}プロジェクトはすべての段階でMBRSCが主導した。^[10]

この宇宙探査機は、日々の天候や季節の天候サイクル、砂嵐などの下層大気の気象現象、そして火星のさまざまな地域での天候の変化を研究する。また、火星の大気中の水素と酸素の減少や、火星の急激な気候変化の背後にあるその他の考えられる原因についての知識も深めるだろう。このミッションは、アラブ首長国連邦のエンジニアチームが外国の研究機関と協力して実施しており、UAEの知識ベース経済への貢献となる。 ^[11]

HOPEは、 2020年7月の火星打ち上げ期間中に火星に向けて送られた3つの宇宙ミッションの最初のものであり、中国の国家宇宙機関（天問1号探査機、展開式および遠隔カメラ、着陸機、Zhurongローバー）と米国（Mars 2020とそのPerseveranceローバー、Ingenuityヘリコプタードローン）によっても打ち上げられたミッションである。宇宙船は日本の種子島宇宙センターから日本のロケット、三菱重工業のH-IIAロケットで打ち上げられた。3機とも2021年2月に火星に到着した。エミレーツ火星ミッションは3機の中で最初に火星に到着し、2021年2月9日に軌道投入操作を成功させた。 ^{[12] [13]}

2021年2月9日、アラブ首長国連邦はアラブ諸国として初めて火星に到達した5番目の国となり、インドに次いで初の試みで火星の軌道に入ることに成功した2番目の国となった。2023年4月、ニューヨークタイムズはホープ宇宙船からの画像に基づいて更新された火星の世界地図を報じた。^[14]

UAEの火星探査ミッションのアイデアは、2013年末のUAE内閣の会議で生まれました^。[15]このミッションは、アラブ首長国連邦のシェイク・ハリーファ・ビン・ザーイド・アル・ナヒヤーン大統領によって2014年7月に発表され、^{[16] UAEのエンジニアの能力を高め、}火星の大気に関する人類の知識を増やすことを目的としています。^[17]

この宇宙船は火星の大気と気候を調査するための火星探査機である。コロラド大学ボルダー校の大気宇宙物理学研究所（LASP）とモハメッド・ビン・ラシッド宇宙センター（MBRSC）の合同チームが、アリゾナ州立大学（ASU）とカリフォルニア大学バークレー校の支援を受けて建造した。^{[18] [19] [20] [21]} HOPE探査機は、2020年7月19日に三菱重工業（MHI）が製造・運用した日本のH-IIAロケットで日本から打ち上げられ、2021年2月9日に火星に到着した。 ^{[22] [19]}これは、西アジア、アラブ、またはイスラム教徒が多数派を占める国による初の火星ミッションとなった。 ^[23]アラブ首長国連邦宇宙庁（UAESA）とインド宇宙研究機関は、 UAESAの首長国火星ミッションを支援するための共同作業部会を設置した。^[24]

エミレーツ火星ミッションの目的を達成するため、アラブ首長国連邦副大統領兼首相でドバイ首長のシェイク・モハメッド・ビン・ラシッド・アル・マクトゥームの指示の下、アラブ首長国連邦宇宙機関（UAESA）とMBRSCの間で協定が締結された。 ^{[25]協定によれば、エミレーツ火星ミッションはUAE宇宙機関によって資金提供され、同機関は}HOPE探査機の実行プロセス全体を監督する。協定では、プロジェクト全体のタイムラインを割り当てるとともに、財務的および法的枠組みの概要が示されている。^{[16]協定に基づき、MBRSCは}HOPE探査機の設計と製造を委託されている。^[16]

ミッション副プロジェクトマネージャー兼科学リーダーのサラ・アル・アミリは、 LASP、カリフォルニア大学バークレー校、アリゾナ州立大学と協力して、探査機の設計と構築に携わった。^{[20] [21] [26]}プロジェクトマネージャーはオムラン・シャラフである。^[21]

シェイク・モハメッド・ビン・ラシッド・アル・マクトゥームによれば、「希望」（アラビア語：アル・アマル）という名前が選ばれたのは、「何百万人ものアラブの若者に楽観的なメッセージを送る」ためだという。 ^[21]ミッションのデータは、世界中の200以上の機関と自由に共有される。^[27]

ホープ探査機は直方体^[28]の形と構造をしており、燃料を含む質量は1,350 kg (2,980 lb)である。探査機の幅は2.37 m (7 ft 9 in)、長さは2.90 m (9 ft 6 in)で、小型車と同等である。ホープはバッテリーの充電に900ワットの太陽電池パネルを2枚使用し、地球との通信には高利得の1.5 m (4 ft 11 in)幅の皿型アンテナを使用している。この宇宙船には星追跡センサーが装備されており、太陽との関係で星座を特定することで宇宙での位置を決定するのに役立つ。6つの120 Nスラスタが探査機の速度を制御し、8つの5 N (1.1 lb _f )反応制御システム(RCS)スラスタが繊細な操縦を担当している。^[29]

ホープ探査機の移動時間は、 493 × 10 ⁶  km (306 × 10 ⁶  mi)の旅で約 200 日でした。 ^[30]到着後、最初の 40 時間の軌道に入り、^[31]そこから近点上昇操作を実行して55 時間周期 (火星日で 2 日強) の最終軌道に入り、2 年間にわたって火星の大気を研究し、その間に搭載された機器が火星の全体的なモデルの構築に役立ちます。データは、大気が宇宙に逃げ出すことに関する追加データを提供することが期待されています。^[32]ホープ探査機は、火星の大気を研究するための 3 つの科学機器を搭載します。これには、高解像度のカラー画像用のデジタル カメラ、大気中の温度プロファイル、氷、水蒸気を調べる赤外線分光計、および宇宙のさらに遠くにある上層大気と酸素と水素の痕跡を調べる紫外線分光計が含まれます。^[33]^^

このミッションはUAEの経済と人的資本への投資とみなされている。シェイク・モハメッド・ビン・ラシッド・アル・マクトゥームは、ミッションを発表した際に3つのメッセージを挙げた。「最初のメッセージは世界に向けたもので、アラブ文明はかつて人類の知識に貢献する上で大きな役割を果たし、またその役割を果たすだろうということ。2番目のメッセージはアラブの同胞に向けたもので、不可能なことは何もなく、知識獲得競争において我々は最も偉大な国々と競い合うことができるということ。3番目のメッセージは、最高峰を目指す人々に向けたもので、野心に限界を設けなければ、宇宙にさえ到達できるということ」。^[34]このミッションは、アラブ首長国連邦の独立50周年（2021年12月2日）までに火星に到着するように予定されている。UAEの内閣担当大臣、モハメッド・ビン・アブドラ・アル・ゲルガーウィによると、このミッションの費用は2億ドルだった。^[35]

ホープ宇宙船の試作機は2017年11月のドバイ航空ショーで展示された。試作機は宇宙船がどのような外観になるか大まかにイメージをつかむために作られた模型である。^[36]プロジェクトマネージャーのオムラン・シャラフ氏は、ミッションは2020年7月の打ち上げに向けて順調に進んでいると述べた。 ^[37]宇宙船は2020年7月19日21時58分14秒（UTC）に日本の南種子島近くの種子島宇宙センターから三菱H-IIAロケットで無事に打ち上げられた。^[35]

2021年の国際宇宙会議は、ホープ火星探査機が火星の周回軌道に入ってから8か月後の2021年10月にドバイで開催される予定である。この会議はもともと2020年に予定されていたが、2020年のIACはオンライン形式に変更された。^[38]

EMM チームは、科学的目標を決定するために、NASA主導の国際フォーラムである火星探査プログラム分析グループに相談しました。このグループは、過去および現在の火星探査ミッションを検討し、将来の火星探査ミッションで取り組むべき知識のギャップを特定します。EMM チームは、火星の大気の全体像を把握するために、3 つの機器と高高度超同期軌道を選択しました。 ^[15] EMM 軌道の近点は約 20,000 km、遠点は約 43,000 km、周期は 55 時間です。^[39]この軌道は、毎日および季節サイクルを通じて大気を研究し、砂嵐などの下層大気の気象現象を調査し、火星のさまざまな地理的領域の気象を比較することを目的として選択されました。HOPE 火星探査チームによると、この探査機は火星における「最初の真の気象衛星」になります。^[40]

HOPE探査機は火星の大気層を詳細に調査し、次のような研究に役立つデータを提供する。火星の大気が液体の水を維持できた時代から、大気が非常に薄く水が氷か蒸気としてしか存在できない現在までの劇的な気候変化の理由、火星が水素と酸素を宇宙に失っている仕組みと理由、火星の大気の上層と下層のつながりを理解するのに役立つ。^[40] HOPE探査機のデータは、地球の大気をモデル化し、数百万年にわたるその進化を研究するのにも役立つ。 ^[34]このミッションで得られたすべてのデータは、知識共有の目的で世界中の200の大学や研究機関に提供される。^[34]

2023年4月、ニューヨークタイムズは、ホープ宇宙船からの画像に基づいて更新された火星の世界地図を報じました。^[14]

2023年3月10日に行われたフライバイ中に、火星探査機ホープが撮影した火星の衛星デイモスの史上初のクローズアップ画像が公開された。 ^{[41] [42]}

エミレーツ火星ミッションで火星に送られたロボット探査機は、 「希望」またはアル・アマル（アラビア語：الأمل）と名付けられました。これは、世界中の何百万人ものアラブ人に楽観的なメッセージを送り、革新を促すことを目的としています。^[43] 2015年4月、シェイク・モハメッド・ビン・ラシッドはアラブ世界に探査機の命名を呼びかけました。この名前は、ミッションの中心的な目的を表すものとして、何千もの提案が寄せられた後に選ばれました。^[44]探査機の名前は2015年5月に発表され、それ以来、このミッションは「希望火星ミッション」と呼ばれることがあります。^[44]

宇宙船はコロラド州ボルダーのLASPで組み立てられ、そこではUAEのエンジニアが働き、アメリカのエンジニアから学んだ。宇宙船は日本の種子島宇宙センターから打ち上げられた。^{[9]探査機は、当局が}コロナウイルス関連の検疫プロトコルと渡航制限を乗り越えた後、2020年4月に日本の発射場に到着した。しかし、コロナウイルスのために当局はスケジュールを変更せざるを得なくなり、ミッションマネージャーは探査機を早めに日本に送ることを決めた。宇宙船を発射場に送るという決定により、ドバイのエンジニアは計画されていた探査機のテストの一部を中止せざるを得なかったが、2020年4月に探査機が日本に向けて出発する前にすべての重要なチェックが完了した。当局は4月上旬に11人のエンジニアと技術者を日本に派遣し、そこで2週間の検疫を行い、COVID -19ウイルス性疾患の症状がないことを確認した。2020年4月20日、HOPE宇宙船はドバイのMBRSCを出発し、種子島への4日間の旅を開始した。気候制御された輸送コンテナに梱包された宇宙船は、ロシアが運航しウクライナで製造されたアントノフ An-124貨物機でドバイから日本の名古屋まで輸送された。旅の最終段階は、2020年4月24日に名古屋から種子島まで探査機を運んだ船上で行われた。エミレーツ火星ミッションチームのメンバー6人が宇宙船に同行して日本に到着した。到着後、彼らは日本政府の義務付けにより、独自の2週間の検疫期間を開始した。検疫期間が終了すると、人員は11人のエンジニアと技術者に加わり、種子島のペイロード処理施設のクリーンルーム内で宇宙船の最終テストを完了した。^[45]

ホープ探査機はアルミニウム製のハニカム構造で、複合材の表面シートでできている。推進剤を含めた質量は1,350kg（2,980ポンド）で、探査機の全体の大きさと寸法は小型車に匹敵する。^[46]

• 寸法: 幅2.37m (7フィート9インチ)、長さ2.90m (9フィート6インチ)
• 質量: 1,350 kg (2,980 ポンド)
• 電力: 2枚のソーラーパネルから1800ワット^[46]

通信のため、探査機は直径1.85メートル（6フィート1インチ）の高利得アンテナを使用する。このアンテナは狭い電波を発し、地球に向ける必要がある。探査機の構造には、低帯域幅での方向性通信用の低利得アンテナがある。星追跡装置は、太陽との関係で星座を調べることで宇宙での位置を決定するために使用される。^[46]ホープは、6つの120 N（27ポンド）スラスタと8つの5 N（1.1ポンド）反応制御システム（RCS）スラスタを装備している。6つのデルタvスラスタの機能は速度管理であり、RCSスラスタは姿勢制御と繊細な操縦に使用される。探査機内の反応ホイールは、宇宙を移動しながら探査機の向きを変えることを可能にし、アンテナを地球に向けたり、科学機器を火星に向けたりするのに役立つ。 ^[46]

ミッションの科学的目的を達成するために、ホープ探査機には3つの科学機器が搭載されている。^[46]

• エミレーツ探査イメージャー（EXI）は、8km以上の空間解像度で高解像度の画像を撮影できるマルチバンドカメラです。6つの個別のバンドパスフィルターからなるセレクターホイール機構を使用して、3つのUVバンドと3つの可視（RGB）バンドの光学スペクトル領域をサンプリングします。EXIは、火星の大気中の水、氷、塵、エアロゾル、オゾンの量の特性を測定します。この機器は、LASPでMBRSCと共同で開発されました。^[47]
• エミレーツ火星赤外線分光計（EMIRS）は、アリゾナ州立大学、北アリゾナ大学（NAU） ^[48]、およびMBRSCによって開発された干渉熱赤外線分光計です。表面と大気から放射される放射輝度を測定し、表面温度、大気温度プロファイル、大気中の氷、水蒸気、塵の量を決定します。EMIRSは下層大気と中層大気の様子を示します。開発はアリゾナ州立大学^{[48] [49]}が主導し、NAUとMBRSCの支援を受けました。
• エミレーツ火星紫外線分光計（EMUS）は、100～170nmのスペクトル範囲の放射を測定し、熱圏、水素コロナ、酸素コロナの地球規模の特性と変動を測定する遠紫外線 イメージング分光器 です。設計と開発はLASPが主導しました。^[50]

ロケットは2020年7月14日から始まった短い打ち上げ期間内に打ち上げられた^。[51]宇宙船は2020年7月19日に日本の種子島宇宙センターから三菱重工業の H-IIAロケットを使用して打ち上げられ、^[51] 2021年2月9日に火星に到着した。^[35]

アリゾナ州テンピに拠点を置くKinetX Aerospace社は、このミッションのナビゲーションサービスを提供している。^[52] NASAのDeep Space Network（DSN）は、宇宙船との通信と追跡に使用されている。^{[53] KinetXは、DSNから提供される無線追跡データを使用して、宇宙船の軌道を推定し、} Hopeを計画軌道に乗せて火星軌道に投入するために必要な操作を設計している。 ^[54]

コロラド州ボルダーに拠点を置くアドバンスド・スペース社は、このミッションのミッション設計サービスを提供しています。^[55]アドバンスド・スペース社は、基準軌道、基準操作、科学イベントリストを作成しました。また、打ち上げターゲットだけでなく、 すべての操作の検証も行っています。

ミッションチームは、宇宙船、ロジスティクス、ミッション運用、プロジェクト管理、科学教育とアウトリーチ、地上局、打ち上げロケットの7つのグループに分かれています。チームはオムラン・シャラフが率いており、プロジェクトマネージャーとして、エミレーツ火星ミッションに関連する進行中のタスクの管理とサポートを担当しています。^[56]

サラ・アミリは副プロジェクトマネージャー兼主任科学調査員であり、ミッションの目的の策定とホープ探査機の機器に関連するプログラムの調整においてチームを率いている。^[56]このミッションはアラブ首長国連邦の経済と国民に永続的な貢献をする可能性があると言われている。^[57]

ミッションチームには、150人のアラブ首長国連邦のエンジニアと米国のパートナー機関の200人のエンジニアと科学者が含まれており、オムラン・シャラフがプロジェクトディレクター、ピート・ウィズネルがプログラムマネージャー、サラ・アミリが副プログラムマネージャー兼主任科学調査員、イブラヒム・ハムザ・アル・カシムが戦略計画担当副プロジェクトマネージャー、ザカレイヤ・アル・シャムシが運用担当副プロジェクトマネージャーを務めている。^{[58] [56] [59]}

インド宇宙研究機関（ISRO）はミッションチームとの会合を開催し、経験を共有し、火星ミッションの打ち上げを支援した。^{[60] [61]}

UAEの火星探査機ホープは、初の惑星間進路修正操作（TCM1）を成功裏に実行したとミッション担当者は2020年8月17日に発表した。^[62]

探査機は2021年2月9日に火星に到着し、湾岸標準時19時42分頃（UTC +04:00）、探査機は火星の軌道に投入するためにスラスタの噴射を開始した。このプロセスは完了するまでに約27分間の推力燃焼を要した。探査機はその後火星の周りを旋回しながら無線沈黙に入ったが、約15分後に軌道に正常に投入されたと報告した。^{[13] [63]}

• 火星探査
• 火星へのミッションのリスト

ウィキメディア・コモンズには、エミレーツ火星ミッションに関連するメディアがあります。

• 公式サイト
• 公式ビデオ (05:51) – YouTubeの Emirate Mars Mission
• エミレーツ火星ミッション、デイブ・ブレインとサラ・ユセフ・アル・アミリ編。スペースサイエンスレビュー（2021/2022）。