مسبار الأمل

المركبة الفضائية

علاوةً على ذلك، وصل أول مسبار للمريخ من العالم العربي إلى موقع إطلاقه في اليابان بعد أن أبحر المسؤولون في بروتوكولات الحجر الصحي المتعلقة بالفيروس التاجي وقيود السفر لضمان إطلاق المركبة الفضائية في الوقت المحدد في 14 يوليو 2020. لكن الفيروس التاجي أجبر المسؤولين على تعديل الجدول الزمني، وقرر مديرو المهمة إرسال المسبار إلى اليابان سابقا. أجبر قرار شحن المركبة الفضائية إلى موقع الإطلاق المهندسين في دبي على تقليص بعض الاختبارات المخطط لها على المسبار، ولكن انتهت جميع الفحوصات الحرجة قبل مغادرة المركبة الفضائية إلى اليابان. ولقد أرسل المسؤولون 11 مهندسا وفنيا في أوائل أبريل إلى اليابان، حيث أمضوا أسبوعين في الحجر الصحي للتأكد من عدم ظهور أعراض مرض كوفيد-19 الفيروسي. في 20 أبريل 2020، غادرت المركبة الفضائية مركز محمد بن راشد للفضاء في دبي لبدء رحلة تستغرق أربعة أيام إلى تانيغاشيما. رُكبت المركبة الفضائية المعبأة داخل حاوية شحن يتحكم فيها بالمناخ على متن طائرة شحن من طراز أنتونوف أن-124 الأوكرانية الصنع من دبي إلى ناغويا، اليابان. وكانت المرحلة الأخيرة من الرحلة عبر سفينة، حملت المسبار من ناغويا إلى جزيرة تانيغاشيما في 24 أبريل 2020. ورافق ستة أعضاء من فريق بعثة الإمارات للمريخ المركبة الفضائية إلى اليابان. وبمجرد الوصول إلى هناك، بدأوا فترة الحجر الصحي الخاصة بهم لمدة أسبوعين بحسب تكليف من الحكومة اليابانية. وعندما أكملوا فترة الحجر الصحي، أنضم الموظفون إلى 11 مهندسًا وفنيًا من أجل الاختبار النهائي على المركبة الفضائية داخل غرفة نظيفة لتنظيف الحمولة في تانيغاشيما.

الفريق

وفي السياق ذاته، سارة الأميري هي نائبة مدير المشروع وكبيرة الباحثين العلميين، والتي تقود الفريق في تطوير أهداف المهمة ومواءمة البرامج المتعلقة بأجهزة مسبار الأمل.وقد أشير إلى أن البعثة لديها القدرة على تقديم مساهمة دائمة في اقتصاد وشعب الإمارات العربية المتحدة.

في هذا الإطار، ينقسم فريق البعثة إلى سبع مجموعات بما في ذلك المركبات الفضائية، والخدمات اللوجستية، عمليات البعثة، إدارة المشاريع، والتعليم والعلوم والتوعية، المحطة الأرضية، ومركبة الإطلاق. يرأس الفريق عمران شرف، الذي يعمل مديرًا للمشروع ومسؤولًا عن إدارة ودعم المهام الجارية المتعلقة ببعثة الإمارات إلى المريخ.

الطاقة: 600 واط من الطاقة لشحن البطاريات

وفي هذا السياق، لغرض الاتصال، استعمل المسبار هوائيًا عالي الكسب بقطر 1.5 متر. ينتج هذا الهوائي موجة راديوية ضيقة لكي تصل إلى الأرض. سيكون هناك كذلك هوائيات منخفضة الكسب في بنية المسبار لكي تكون اتصالًا اتجاهيًا أقل عند عرض النطاق الترددي المنخفض، مقارنة بهوائي الكسب العالي. استعملت أجهزة تعقب النجوم لتحديد الموقع في الفضاء من خلال دراسة الأبراج المتعلقة بالشمس.

وفي السياق ذاته، في 16 يوليو 2020 نشرت وكالة الإمارات للفضاء ومركز محمد بن راشد للفضاء، معايير الإطلاق النموذجية لصاروخ الإطلاق (إتش 2 إيه) المستعمل في إطلاق مسبار الأمل؛ وذلك لتوضيح سبب تأجيل موعد الإطلاق، حيث تؤثر الظروف الجوية بدرجة كبيرة على نجاح إطلاق المركبات الفضائية.

إضافةً إلى ذلك، انطلق الصاروخ حاملًا المسبار من مركز تانيغاشيما الفضائي في الساعة 01:58 صباحًا 20 يوليو بتوقيت الإمارات.

صاروخ الإطلاق (إتش 2 إيه)

ومن ناحية أخرى، نظام إطلاق مستهلك تديره شركة ميتسوبيشي للصناعات الثقيلة (MHI) لمنظمة استكشاف الفضاء اليابانية. عمل هذا الصاروخ على حمل (الأمل)، واطلق من مركز تانيغاشيما الفضائي.

الأجهزة العلمية

ومن جهة أخرى، مقياس طيفي بالأشعة تحت الحمراء (EMIRS): يحتوي هذا الجهاز مرآة دوارة تسمح للجهاز بإجراء عمليات مسح للمريخ، ويقوم بدور مقياس طيفي حراري بالأشعة تحت الحمراء، صمم لإعطاء فهم أفضل حول توازن الطاقة في مناخ المريخ الحالي من خلال توصيف حالة الطبقة السفلى من الغلاف الجوي للمريخ والعمليات التي تؤثر على الدورة النهارية للكوكب. وسيساعدنا فهمنا لتوازن الطاقة في تحديد مصادر الطاقة على المريخ وكيفية استهلاكها بجانب فهمنا لكيفية استجابة الطبقة السفلى من الغلاف الجوي للكوكب الأحمر للإشعاع الشمسي على مدار اليوم وباختلاف الفصول. وعلى وجه التحديد سيستعمل هذا المقياس للبحث في الحالة الحرارية للطبقة السفلى من الغلاف الجوي، والتوزيع الجغرافي للغبار وبخار الماء والجليد المائي.

من جهة ثانية، كاميرا الاستكشاف الرقمية (EXI): كاميرا إشعاعية متعددة الطول الموجي، قادرة على التقاط صور بدقة 12 ميجا بكسل مع الحفاظ على التدرج الإشعاعي اللازم للتحليل العلمي المفصل. وتم تطويرها من خلال تعاون مشترك بين مركز محمد بن راشد للفضاء ومختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء. وتم تصميم الكاميرا بحيث تكون مرنة في اختيار دقة الصورة ومناطق التركيز وعدد الإطارات وعرض النطاق الترددي وذاكرة كبيرة للاحتفاظ بالصور الملتقطة. والعدسة مكونة من عدستين مزدوجتين مع مسارين منفصلين لحزم الأشعة. وهي عدسة من النوع المركب تستعمل لالتقاط صور عالية الدقة ومنخفضة التشويه للمريخ. ويمكن للبعد البؤري القصير للعدسة أن يخفض من مقدار الزمن اللازم للتعريض الضوئي إلى وقت قصير جداً لالتقاط صور ثابتة أثناء الدوران حول الكوكب. ويتكون مستشعر الكاميرا من مصفوفة أحادية اللون بدقة 12 ميجا بكسل أبعادها 3:4. ويمكن التقاط الصورة وتخزينها على شريحة الذاكرة بحيث يمكن التحكم في حجم الصورة ودقتها مما يقلل من معدل نقل البيانات بين المسبار ومركز التحكم الأرضي. ويستطيع المستشعر التقاط 180 صورة عالية الدقة في المرة الواحدة ويعني ذلك أنك تستطيع تصوير فيلم بدقة 4K إذا أردت. ويعتبر استخدام المرشحات المنفصلة ميزة إضافية يمكنها توفير دقة أفضل لكل لون من الألوان. كذلك فإنها توفر تفاصيل أكثر دقة في الصورة مما يساهم في تقليل درجة عدم اليقين عند قياس الإشعاع للتصوير العلمي. أما فيما يخص عدسة الأشعة فوق البنفسجية فسيكون نطاق التردد للموجات قصيرة الطول بين (245-275) نانومتر بينما سيكون نطاق التردد للموجات الطويلة بين (305 – 335) نانومتر، أما بالنسبة لنظام العدسة الأخرى فسيكون تردد اللون الأحمر (625 – 645) نانومتر واللون الأخضر (506 – 586) نانومتر واللون الأزرق (405 – 469) نانومتر.

وفي السياق ذاته، يهدف مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ «مسبار الأمل» إلى توفير أول صورة متكاملة للغلاف الجوي للمريخ. لذلك صممت ثلاثة أجهزة علمية حديثة خصيصاً لإتمام هذه المهمة ودراسة الجوانب المختلفة للغلاف الجوي للمريخ.

ومن ناحية أخرى، مقياس طيفي بالأشعة فوق البنفسجية (EMUS): هذا الجهاز عبارة عن مطياف تصوير بالأشعة فوق البنفسجية طويل المدى لديه القدرة على قياس الأشعة فوق البنفسجية التي تقع في النطاق بين 100 إلى 170 نانو متر، مع دقة طيفية تتراوح بين 1.3 و1.8 نانومتر. ويكون بذلك لديه القدرة على إجراء القياسات المطلوبة لغازات الهيدروجين والأكسجين وأول أكسيد الكربون ضمن المهمة. ويتكون هذا المطياف من تلسكوب أحادي العدسة يُغذي مطياف التصوير المزود بدائرة رولاند، والمجهز لعملية عدّ الفوتونات وتحديد موقعها. ويصل دقة مقياس المطياف في تحديد الأماكن للمسافات التي تقل عن 300 كم عن السطح، وهي مسافة كافية لتمييز الاختلاف المكاني بين الغلاف الحراري للمريخ الذي يقع على ارتفاع (100 – 200 كم)، والغلاف الخارجي الذي يقع على ارتفاع أعلى من 200 كم متر. وستتضمن نتائج المطياف ما لا يقل عن 6 صور للغلاف الحراري للمريخ في كل دورة حول الكوكب، وما لا يقل عن 6 صور داخلية لهالات الأكسجين والهيدروجين، و5 صور خارجية لهالات الهيدروجين في الدورة الواحدة. وقد تم تصميم هذا الجهاز بالشراكة بين مركز محمد بن راشد للفضاء، ومختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء في جامعة كولورادو – بولدر، ومختبر علوم الفضاء في جامعة كاليفورنيا – بيركلي.

نظرة عامة

وفي السياق ذاته، من المقرر عقد المؤتمر الدولي للملاحة الفضائية 2020 في أكتوبر 2020 في دبي، بعد أيام من الإطلاق المتوقع لبعثة الأمل. في 24 أغسطس، أكدت الصور التي التقطتها مسبار الأمل الإماراتي أنه وصل إلى 100 مليون كيلومتر.

وفي هذا الصدد، في تصميم وبناء المركبة الفضائية، تعاونت نائبة مديرة المشروع وقائدة العلوم، سارة الأميري، مع جامعة كولورادو بولدر، وجامعة كاليفورنيا، وجامعة ولاية أريزونا. مدير المشروع عمران شرف.

علاوةً على ذلك، ويبلغ وزن مسبار الأمل قرابة 1350 كيلوغراما أي ما يعادل سيارة دفع رباعي صغيرة وقد قام بتصميمه وتطويره مهندسو مركز محمد بن راشد للفضاء بالتعاون مع شركاء أكاديميين في جامعة كولورادو في مدينة بولدر وجامعة ولاية أريزونا وجامعة كاليفورنيا في مدينة بيركلي.

علاوةً على ذلك، مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ هو أول مهمة تقوم بها دولة الإمارات العربية المتحدة لاستكشاف كوكب المريخ. صمم مسبار الأمل للدوران حول كوكب المريخ ودراسة طبيعة الغلاف الجوي للكوكب الأحمر على نطاق عالمي، وخلال فترات اليوم المختلفة وعلى مدار المواسم المتعاقبة.

كذلك، تستغرق الرحلة المتوقعة للمسبار قرابة 200 يوم في رحلتها البالغة 60 مليون كيلومتر. عند الوصول إلى المريخ، ستدرس الغلاف الجوي للمريخ لمدة عامين. ومن المخطط أن تساعد أدواته في بناء «نماذج شاملة» للغلاف الجوي للمريخ. إلى جانب أنه من المتوقع أن توفر البيانات بيانات إضافية عن خروج الغلاف الجوي إلى الفضاء الخارجي، وسيحمل الأمل ثلاثة أجهزة علمية لدراسة الغلاف الجوي للمريخ، والتي تشمل كاميرا رقمية للصور عالية الدقة اللون، ومطياف الأشعة تحت الحمراء التي من شأنها دراسة ملامح درجة الحرارة، والجليد، وبخار الماء في الغلاف الجوي، ومطياف الأشعة فوق البنفسجية التي ستدرس الغلاف الجوي العلوي وآثار الأكسجين والهيدروجين في الفضاء.

من جهة ثانية، عرض نموذج أولي لسفينة الأمل في معرض دبي للطيران في نوفمبر 2017. النموذج الأولي هو نموذج صمم لإعطاء فكرة عامة عن شكل المركبة الفضائية، في حين قال مدير المشروع عمران شرف إن المهمة في طريقها للانطلاق في يوليو 2020.

من جهة ثانية، وتعتبر المهمة من المهام الاستثمارية في الاقتصاد الإماراتي. وقد ذكر الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم ثلاث رسائل عندما أعلن عن الرسالة: «الرسالة الأولى للعالم: أن الحضارة العربية لعبت ذات مرة دورًا كبيرًا في المساهمة في المعرفة الإنسانية، وستلعب هذا الدور مرة أخرى؛ الرسالة الثانية هي لإخواننا العرب: لا شيء مستحيل، وأننا نستطيع أن نتنافس مع أعظم الأمم في السباق على المعرفة والرسالة الثالثة هي لمن يسعون للوصول إلى أعلى القمم: لا تضع حدودًا لطموحاتك، ويمكنك أن تصل حتى إلى الفضاء».

وعلى صعيد آخر، باستخدام ثلاثة أجهزة على متن المسبار سيجمع مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ مجموعة من القياسات الأساسية التي تساعد على تكوين فهم أعمق لكيفية دوران الغلاف الجوي وطبيعة الطقس في طبقتيهِ السفلى والوسطى. ثم يدمج الفريق هذه القياسات مع نتائج رصد الطبقة العليا من الغلاف الجوي، لتكشف هذه القياسات عن الأسباب الكامنة وراء فقدان الطاقة وهروب جسيمات الغلاف الجوي من جاذبية المريخ. في حين إذا نجحت، فستصبح أول مهمة إلى المريخ من قبل أي دولة ذات غالبية عربية أو إسلامية.

في هذا الإطار، ولقد أطلق اسم الأمل عليه لأنه «يرسل رسالة تفاؤل للملايين من الشباب العربي»، وبحسب تغريدة للشيخ محمد بن راشد آل مكتوم، نائب رئيس دولة الإمارات العربية المتحدة رئيس مجلس الوزراء، وزير الدفاع وحاكم إمارة دبي بدولة الإمارات العربية المتحدة، فإنه ذكر أن هذا المشروع جاء سعيا لتأهيل واحتضان الجيل الجديد من علماء الفلك والفضاء العرب، ولاستئناف جزء من الحضارة العربية العلمية.

الأهداف العلمية

من جانب آخر، إن هدف المهمة هي الكشف عن طبيعة الغلاف الجوي للمريخ، لأجل فهم أعمق حول التغيرات المناخية على سطح كوكب المريخ، ورسم خارطة توضح طبيعة طقسه الحالي عبر دراسة الطبقة السفلى من غلافه الجوي، ودراسة تأثير التغيرات المناخية على المريخ في تشكيل ظاهرة هروب غازي الأكسجين والهيدروجين من غلافه الجوي عبر دراسة العلاقة بين طبقات الغلاف الجوي السفلية والعلوية، وإجراء دراسات معمقة حول ظاهرة هروب غازي الأكسجين والهيدروجين من الغلاف الجوي لكوكب المريخ، ومعرفة أسباب حدوثها.

في هذا الإطار، وسيكشف الأمل طبقات الغلاف الجوي لكوكب المريخ بشكل مفصل، فيوفر بيانات لدراسة: سبب التغيير المناخي الجذري في الغلاف الجوي للمريخ من الوقت الذي يمكن أن يتحمله الماء السائل إلى اليوم، عندما يكون الغلاف الجوي رقيق جدا بحيث أن المياه يمكن أن توجد فقط كجليد أو بخار، للمساعدة في فهم كيف ولماذا يفقد المريخ هيدروجينه وأكسجينه في الفضاء، والعلاقة بين المستويين العلوي والسفلي للغلاف الجوي للمريخ. إن هذهِ البيانات ستساعد كذلك على نمذجة الغلاف الجوي للأرض ودراسة تطوره على مدى ملايين السنين. وسيسهل الحصول على أغلب البيانات المكتسبة من المهمة إلى 200 جامعة ومعهد أبحاث في جميع أنحاء العالم لغرض تبادل المعرفة.

فريق المهمة

عمران شرف، مدير للمشروع

سارة الأميري، نائبة مدير المشروع

كذلك، يضم فريق المهمة 200 مهندسًا إماراتيًا و200 مهندسًا وعالمًا في معاهد شريكة في الولايات المتحدة.

مساهمات مسبار الأمل في المجتمع العلمي

من جهة ثانية، قدم مسبار الأمل ولأول مرة في تاريخ البشرية صوراً تعطي صورة شاملة لظاهرة الشفق المنفصل في الغلاف الجوي للمريخ أثناء الليل باستخدام الأشعة الفوق بنفسجية البعيدة،

علاوةً على ذلك، وفر «مسبار الأمل» منذ وصوله إلى مدار المريخ في 9 فبراير 2021، وحتى ابريل 2025 قرابة 12 حزمة من البيانات العلمية للغلاف الجوي للكوكب الأحمر، بإجمالي بلغ 5.4 تيرابايت، وبصورة مجانية بالاشتراك مع 200 جهة علمية وبحثية حول العالم، عبر منصة البيانات العلمية الخاصة بالمشروع.

من جهة ثانية، التقط ملاحظات غير مسبوقة لقمر المريخ الأصغر «ديموس»، باستخدام الأجهزة العلمية الثلاث للمسبار، خلال مروره لأقرب نقطة من القمر على مسافة تقارب 100 كيلومتر فقط، وتعد الأقرب لمركبة فضائية منذ مهمة «فايكنغ» عام 1977.

وفي هذا السياق، توفير الخرائط اليومية للغبار والجليد على مدار عام مريخي كامل، أي ما يعادل عامين أرضيين

• انظر كذلك
• وكالة الإمارات للفضاء
• مؤسسة الإمارات للعلوم والتقنية المتقدمة
• دبي سات 1
• ياه سات
• خليفة سات
• مركز الفلك الدولي

وفي هذا الصدد، تم نشر 18 ورقة علمية وبحثية في مجلّات علمية عالمية ومرموقة، تدعم دراسات الباحثين والعلماء في العالم، وتعزز نمو الأبحاث التي يجريها الطلاب والعلماء والباحثون الإماراتيون.

في هذا الإطار، تمكّن «مسبار الأمل»، من رصد أودية وجبال وحفر ضبابية في المريخ، ليعزز مساهمته في توفير صورة شاملة عن مناخ المريخ وطبقات غلافه الجوي المختلفة.

إبراهيم حمزة القاسم، نائب مدير المشروع

زكريا الشامسي، نائب مدير المشروع للعمليات.

المواصفات

الأبعاد: 3م 7.9م (مع ألواح شمسية مفتوحة)

الوزن: 1350 كجم (يشمل الوقود)