Misión Emirates a Marte

La Misión de los Emiratos a Marte ( árabe : مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ , romanizado :  mašrū' al-Imārāt l-āstikšāf al-Murīkh ) es una misión de exploración espacial no tripulada de la Agencia Espacial de los Emiratos Árabes Unidos a Marte . La sonda Hope ( árabe : مسبار الأمل , Misbar Al-Amal ) fue lanzada el 20 de julio de 2020, ^{[ 6 ]} y entró en órbita alrededor de Marte el 9 de febrero de 2021.

El proyecto fue dirigido por Omran Sharaf . Doscientos científicos e ingenieros emiratíes de los EAU e institutos asociados participaron en el proyecto. El diseño, desarrollo y operaciones de la misión fueron liderados por el Centro Espacial Mohammed bin Rashid (MBRSC). ^{[ 7 ]} La nave espacial fue ensamblada en los Estados Unidos en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP) de la Universidad de Colorado Boulder por ingenieros emiratíes, con la asistencia de sus homólogos estadounidenses, y con el apoyo de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) y la Universidad de California, Berkeley . ^{[ 8 ] [ 9 ]} El proyecto fue liderado por el MBRSC en cada etapa. ^{[ 10 ]}

La sonda espacial estudiará los ciclos meteorológicos diarios y estacionales , los fenómenos meteorológicos en la atmósfera inferior , como las tormentas de polvo, y cómo varía el clima en diferentes regiones del planeta. También contribuirá al conocimiento sobre la pérdida de hidrógeno y oxígeno en la atmósfera de Marte y otras posibles causas de los drásticos cambios climáticos del planeta. La misión está siendo llevada a cabo por un equipo de ingenieros emiratíes en colaboración con instituciones de investigación extranjeras, y representa una contribución a la economía del conocimiento en los Emiratos Árabes Unidos. ^{[ 11 ]}

Hope fue la primera de tres misiones espaciales enviadas a Marte durante la ventana de lanzamiento de julio de 2020 , con misiones también lanzadas por las agencias espaciales nacionales de China ( orbitador Tianwen-1 , cámaras desplegables y remotas, módulo de aterrizaje y rover Zhurong ) y Estados Unidos ( Mars 2020 y su rover Perseverance y dron helicóptero Ingenuity ). La nave espacial fue lanzada desde el Centro Espacial Tanegashima en Japón con un cohete japonés, el vehículo de lanzamiento Mitsubishi Heavy Industries H-IIA . Las tres llegaron a Marte en febrero de 2021. La Misión Emirates Mars fue la primera de las tres en llegar a Marte, realizando una exitosa maniobra de entrada orbital el 9 de febrero de 2021. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

El 9 de febrero de 2021, los Emiratos Árabes Unidos se convirtieron en el primer país árabe y el quinto en llegar a Marte, y el segundo en entrar con éxito en la órbita marciana en su primer intento, después de la India. En abril de 2023, The New York Times publicó un mapa global actualizado de Marte basado en imágenes de la sonda Hope. ^{[ 14 ]}

La idea de una misión de los EAU a Marte surgió de un retiro del gabinete de los EAU a finales de 2013. ^{[ 15 ]} La misión fue anunciada por el jeque Khalifa bin Zayed Al Nahyan , presidente de los Emiratos Árabes Unidos , en julio de 2014, ^{[ 16 ]} y tiene como objetivo enriquecer las capacidades de los ingenieros emiratíes y aumentar el conocimiento humano sobre la atmósfera marciana . ^{[ 17 ]}

La nave espacial es un orbitador de Marte para estudiar la atmósfera y el clima marcianos . Fue construida por un equipo conjunto del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP)/ Centro Espacial Mohammed bin Rashid (MBRSC) en la Universidad de Colorado Boulder con el apoyo de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) y la Universidad de California, Berkeley . ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} La sonda Hope fue lanzada desde Japón por un vehículo de lanzamiento japonés H-IIA , construido y operado por Mitsubishi Heavy Industries (MHI) el 19 de julio de 2020 y llegó a Marte el 9 de febrero de 2021. ^{[ 22 ] [ 19 ]} Se convirtió en la primera misión a Marte de un país de Asia Occidental, árabe o de mayoría musulmana. ^{[ 23 ]} La Agencia Espacial de los Emiratos Árabes Unidos (UAESA) y la Organización India de Investigación Espacial establecieron un grupo de trabajo conjunto para ayudar a la UAESA en la Misión Emirates Mars. ^{[ 24 ]}

Para lograr los objetivos de la Misión Emirates a Marte, se firmó un acuerdo entre la Agencia Espacial de los Emiratos Árabes Unidos (UAESA) y MBRSC, bajo una directiva del Jeque Mohammed bin Rashid Al Maktoum , Vicepresidente y Primer Ministro de los EAU y Gobernante de Dubái. ^{[ 25 ]} Según el acuerdo, la Misión Emirates a Marte será financiada por la Agencia Espacial de los EAU, que también supervisará todo el proceso de ejecución de la sonda Hope . El acuerdo describe el marco financiero y legal, además de establecer un cronograma para todo el proyecto. ^{[ 16 ]} En virtud del acuerdo, se encargó a MBRSC el diseño y la fabricación de la sonda Hope . ^{[ 16 ]}

La subdirectora del proyecto y responsable científica de la misión, Sarah Al Amiri , colaboró ​​con LASP, UC Berkeley y ASU para diseñar y construir el orbitador. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 26 ]} El director del proyecto es Omran Sharaf . ^{[ 21 ]}

El nombre Esperanza (en árabe: al-Amal) fue elegido porque «envía un mensaje de optimismo a millones de jóvenes árabes», según el jeque Mohammed bin Rashid Al Maktoum. ^{[ 21 ]} Los datos resultantes de la misión se compartirán libremente con más de 200 instituciones en todo el mundo. ^{[ 27 ]}

La sonda Hope tiene forma y estructura de cuboide ^{[ 28 ]} , con una masa de 1350 kg (2980 lb) incluyendo el combustible. La sonda mide 2,37 m (7 pies 9 pulgadas) de ancho y 2,90 m (9 pies 6 pulgadas) de largo, equivalente a un coche pequeño. Hope utiliza dos paneles solares de 900 vatios para cargar sus baterías y se comunica con la Tierra mediante una antena parabólica de alta ganancia de 1,5 m (4 pies 11 pulgadas) de ancho. La nave espacial está equipada con sensores de seguimiento estelar que ayudan a determinar su posición en el espacio identificando las constelaciones en relación con el Sol. Seis propulsores de 120 N controlan la velocidad de la sonda, y ocho propulsores del sistema de control de reacción (RCS) de 5 N (1,1 lb _f ) son responsables de las maniobras delicadas. ^{[ 29 ]}             

Animación de la misión Emirates a Marte

Alrededor del sol

Alrededor de Marte

  Misión Emirates a Marte · Sol · Tierra · Marte         

El tiempo de viaje de la sonda Hope fue de aproximadamente 200 días en su viaje de 493 × 10 ^ ⁶ km (306 × 10 ^ ⁶ mi) . ^{[ 30 ]} Al llegar, entró en una órbita inicial de 40 horas, ^{[ 31 ]} desde la cual realizará una maniobra de elevación del periapsis para entrar en una órbita final de 55 horas (un poco más de 2 días marcianos) y estudiar la atmósfera marciana durante dos años mientras sus instrumentos ayudan a construir modelos holísticos de la misma. Se espera que los datos proporcionen información adicional sobre el escape de la atmósfera al espacio exterior. ^{[ 32 ]} La sonda Hope llevará tres instrumentos científicos para estudiar la atmósfera marciana, que incluyen una cámara digital para imágenes en color de alta resolución, un espectrómetro infrarrojo que examinará el perfil de temperatura, el hielo y el vapor de agua en la atmósfera, y un espectrómetro ultravioleta que estudiará la atmósfera superior y los rastros de oxígeno e hidrógeno más lejos en el espacio. ^{[ 33 ]}  

La misión se considera una inversión en la economía y el capital humano de los EAU. El jeque Mohammed bin Rashid Al Maktoum mencionó tres mensajes al anunciar la misión: «El primer mensaje es para el mundo: que la civilización árabe desempeñó un papel fundamental en la contribución al conocimiento humano, y volverá a desempeñarlo; el segundo mensaje es para nuestros hermanos árabes: que nada es imposible, y que podemos competir con las naciones más grandes en la carrera por el conocimiento; y el tercer mensaje es para aquellos que se esfuerzan por alcanzar las cimas más altas: no pongan límites a sus ambiciones, y podrán llegar incluso al espacio». ^{[ 34 ]} La misión está programada para llegar a Marte antes del quincuagésimo aniversario (2 de diciembre de 2021) de la independencia de los Emiratos Árabes Unidos. Según el ministro de Asuntos del Gabinete de los EAU, Mohammad bin Abdullah Al Gergawi, el costo de la misión fue de 200 millones de dólares estadounidenses. ^{[ 35 ]}

Un prototipo de la nave espacial Hope se exhibió en el Salón Aeronáutico de Dubái en noviembre de 2017. El prototipo es un modelo construido para dar una idea general de cómo se verá la nave espacial. ^{[ 36 ]} El director del proyecto, Omran Sharaf, dijo que la misión está en camino de lanzarse en julio de 2020. ^{[ 37 ]} La nave espacial fue lanzada con éxito en un cohete Mitsubishi H-IIA desde el Centro Espacial Tanegashima cerca de Minamitane, Japón, el 19 de julio de 2020, a las 21:58:14 UTC. ^{[ 35 ]}

El Congreso Internacional de Astronáutica de 2021 se celebrará en octubre de 2021 en Dubái, ocho meses después de que la misión Hope a Marte entre en órbita alrededor de Marte. Esta reunión estaba prevista inicialmente para 2020, pero el IAC de 2020 se cambió a un formato en línea. ^{[ 38 ]}

Para decidir sus objetivos científicos, el equipo de EMM consultó al Grupo de Análisis del Programa de Exploración de Marte, un foro internacional liderado por la NASA que considera las misiones a Marte pasadas y presentes e identifica las lagunas de conocimiento que deben abordarse en futuras misiones a Marte. El equipo de EMM seleccionó un conjunto de tres instrumentos y una órbita supersíncrona alta para proporcionar una visión global de la atmósfera de Marte. ^{[ 15 ]} La órbita de EMM tiene un periapsis de aproximadamente 20 000  km, un apoapsis de aproximadamente 43 000  km y un período de 55 horas. ^{[ 39 ]} Esta órbita se seleccionó con el objetivo de estudiar la atmósfera diariamente y a través de ciclos estacionales, eventos meteorológicos en la atmósfera inferior como tormentas de polvo y comparar el clima en diferentes áreas geográficas de Marte. Según el equipo de la Misión Hope a Marte, la sonda será el "primer satélite meteorológico verdadero" en Marte. ^{[ 40 ]}

La sonda Hope estudiará en detalle las capas atmosféricas de Marte y proporcionará datos para investigar: la razón del drástico cambio climático en la atmósfera marciana desde la época en que podía contener agua líquida hasta la actualidad, cuando la atmósfera es tan tenue que el agua solo puede existir como hielo o vapor; para comprender cómo y por qué Marte está perdiendo hidrógeno y oxígeno en el espacio; y la conexión entre los niveles superiores e inferiores de la atmósfera marciana. ^{[ 40 ]} Los datos de la sonda Hope también ayudarán a modelar la atmósfera terrestre y a estudiar su evolución a lo largo de millones de años. ^{[ 34 ]} Todos los datos obtenidos de la misión estarán disponibles para 200 universidades e institutos de investigación de todo el mundo con el fin de compartir conocimientos. ^{[ 34 ]}

En abril de 2023, The New York Times publicó un mapa global actualizado de Marte basado en imágenes de la nave espacial Hope . ^{[ 14 ]}

Durante un sobrevuelo realizado el 10 de marzo de 2023, se publicaron las primeras imágenes globales de primer plano de la luna marciana Deimos , tomadas por el orbitador Mars Hope. ^{[ 41 ] [ 42 ]}

La sonda robótica enviada a Marte en el marco de la Misión Emirates a Marte se ha denominado «Esperanza» o Al-Amal ( en árabe : الأمل ), con el fin de transmitir un mensaje de optimismo a millones de árabes en todo el mundo e impulsarlos hacia la innovación. ^{[ 43 ]} En abril de 2015, el jeque Mohammed bin Rashid invitó al mundo árabe a nombrar la sonda. El nombre fue seleccionado tras recibir miles de sugerencias, ya que describe el objetivo principal de la misión. ^{[ 44 ]} El nombre de la sonda se anunció en mayo de 2015 y, desde entonces, la misión se conoce a veces como la «Misión Hope a Marte». ^{[ 44 ]}

Construcción y transferencia

La nave espacial fue ensamblada en LASP en Boulder, Colorado , donde ingenieros emiratíes trabajaron y aprendieron de sus homólogos estadounidenses. Fue lanzada desde el Centro Espacial Tanegashima en Japón . ^{[ 9 ]} La sonda llegó al sitio de lanzamiento en Japón en abril de 2020, después de que los funcionarios sortearan los protocolos de cuarentena y las restricciones de viaje relacionadas con el coronavirus . Sin embargo, el coronavirus obligó a los funcionarios a modificar el cronograma, y ​​los gerentes de la misión decidieron enviar la sonda a Japón antes. La decisión de enviar la nave espacial al sitio de lanzamiento obligó a los ingenieros en Dubái a reducir algunas de las pruebas planificadas en la sonda, pero todas las verificaciones críticas se completaron antes de que el orbitador partiera hacia Japón en abril de 2020. Los funcionarios enviaron a 11 ingenieros y técnicos a principios de abril a Japón, donde pasaron dos semanas en cuarentena para asegurarse de que no tuvieran síntomas de la enfermedad viral COVID-19 . El 20 de abril de 2020, la nave espacial Hope partió del MBRSC en Dubái para comenzar el viaje de cuatro días a Tanegashima. Empaquetada dentro de un contenedor de envío con temperatura controlada, la nave espacial fue transportada en un avión de carga Antonov An-124 de fabricación ucraniana y operado por Rusia desde Dubái hasta Nagoya , Japón. La fase final del viaje tuvo lugar a bordo de un barco, que transportó la sonda desde Nagoya hasta la isla de Tanegashima el 24 de abril de 2020. Seis miembros del equipo de la Misión Emirates a Marte acompañaron la nave espacial a Japón. Una vez allí, comenzaron su propio período de cuarentena de dos semanas, según lo estipulado por el gobierno japonés. Al completar el período de cuarentena, el personal se unió a los 11 ingenieros y técnicos para completar las pruebas finales de la nave espacial dentro de una sala limpia de la instalación de procesamiento de carga útil en Tanegashima. ^{[ 45 ]}

Para lograr los objetivos científicos de la misión, la sonda Hope está equipada con tres instrumentos científicos: ^{[ 46 ]}

• Emirates eXploration Imager (EXI) es una cámara multibanda capaz de tomar imágenes de alta resolución con una resolución espacial superior a 8  km. Utiliza un mecanismo de rueda selectora compuesto por seis filtros de paso de banda discretos para muestrear la región espectral óptica: tres bandas UV y tres bandas visibles (RGB). EXI mide las propiedades del agua, el hielo, el polvo, los aerosoles y la abundancia de ozono en la atmósfera de Marte. El instrumento fue desarrollado en LASP en colaboración con MBRSC. ^{[ 47 ]}
• El espectrómetro infrarrojo de Emirates Mars (EMIRS) es un espectrómetro infrarrojo térmico interferométrico desarrollado por ASU, la Universidad del Norte de Arizona (NAU) ^{[ 48 ]} y MBRSC. Mide la radiación emitida por la superficie y la atmósfera, determinando la temperatura superficial, los perfiles de temperatura atmosférica, así como la abundancia de hielo, vapor de agua y polvo en la atmósfera. EMIRS proporcionará una visión de la atmósfera inferior y media. Su desarrollo fue liderado por ASU ^{[ 48 ] [ 49 ]} con el apoyo de NAU y MBRSC.
• El espectrómetro ultravioleta de Emirates Mars (EMUS) es un espectrógrafo de imágenes ultravioleta lejano que mide las emisiones en el rango espectral de 100 a 170 nm para medir las características globales y la variabilidad de la termosfera, así como las coronas de hidrógeno y oxígeno. El diseño y desarrollo estuvieron a cargo de LASP. ^{[ 50 ]} 

El cohete fue lanzado durante una breve ventana de lanzamiento que comenzó el 14 de julio de 2020. ^{[ 51 ]} La nave espacial fue lanzada el 19 de julio de 2020 desde el Centro Espacial Tanegashima en Japón utilizando un vehículo de lanzamiento Mitsubishi Heavy Industries H-IIA , ^{[ 51 ]} y llegó a Marte el 9 de febrero de 2021. ^{[ 35 ]}

KinetX Aerospace , con sede en Tempe, Arizona , proporciona servicios de navegación para la misión. ^{[ 52 ]} La Red del Espacio Profundo (DSN) de la NASA se utiliza para comunicarse con la nave espacial y rastrearla. ^{[ 53 ]} KinetX utiliza los datos de seguimiento por radio proporcionados por la DSN para estimar la trayectoria de la nave espacial y diseñar las maniobras necesarias para mantener a Hope en su trayectoria planificada e insertarse en la órbita de Marte. ^{[ 54 ]}

Advanced Space , con sede en Boulder, Colorado , proporciona servicios de diseño de la misión. ^{[ 55 ]} Advanced Space creó la trayectoria de referencia, las maniobras de referencia y la lista de eventos científicos. También proporciona verificación para todas las maniobras , así como para los objetivos de lanzamiento.

El equipo de la misión está dividido en siete grupos, entre los que se incluyen: Nave espacial, Logística, Operaciones de la misión, Gestión del proyecto, Educación y divulgación científica, Estación terrestre y Vehículo de lanzamiento . El equipo está dirigido por Omran Sharaf , quien actúa como director del proyecto y es responsable de gestionar y apoyar las tareas en curso relacionadas con la Misión Emirates a Marte. ^{[ 56 ]}

Sarah Amiri es la subdirectora del proyecto y la investigadora científica principal, quien lidera al equipo en el desarrollo de los objetivos de la misión y la alineación de los programas relacionados con la instrumentación de la sonda Hope . ^{[ 56 ]} Se ha dicho que la misión tiene el potencial de hacer una contribución duradera a la economía y la población de los Emiratos Árabes Unidos. ^{[ 57 ]}

El equipo de la misión incluye 150 ingenieros emiratíes y 200 ingenieros y científicos de institutos asociados en los Estados Unidos, con Omran Sharaf como director del proyecto; Pete Withnell como gerente del programa; Sarah Amiri, subdirectora del programa e investigadora científica principal; Ibrahim Hamza Al Qasim, subdirector del proyecto, planificación estratégica; y Zakareyya Al Shamsi, subdirector del proyecto para las operaciones. ^{[ 58 ] [ 56 ] [ 59 ]}

La Organización India de Investigación Espacial (ISRO) celebró reuniones con el equipo de la misión, compartió su experiencia y les ayudó en el lanzamiento de la misión a Marte. ^{[ 60 ] [ 61 ]}

El orbitador Hope de los Emiratos Árabes Unidos ejecutó con éxito su primera maniobra de corrección de rumbo interplanetario (TCM1), según anunciaron los responsables de la misión el 17 de agosto de 2020. ^{[ 62 ]}

El orbitador llegó a Marte el 9 de febrero de 2021; alrededor de las 19:42 hora estándar del Golfo ( UTC +04:00), la nave comenzó a encender sus propulsores para insertarse en la órbita de Marte , un proceso que tardó unos 27 minutos en completarse. La nave luego entró en silencio de radio mientras orbitaba Marte, pero informó que había entrado con éxito en órbita unos 15 minutos después. ^{[ 13 ] [ 63 ]}

• Exploración de Marte
• Lista de misiones a Marte

• Sitio web oficial
• Vídeo oficial (05:51) – Misión Emirates a Marte en YouTube
• La misión Emirates a Marte , editada por Dave Brain y Sarah Yousef Al Amiri. Space Science Reviews (2021/2022).