Japão lança sonda árabe Al-Amal para Marte

O Japão levou a cabo o lançamento da primeira de três sondas interplanetárias dirigidas a Marte que irão partir da Terra em 2020.

Esta é uma missão histórica para os Emirados Árabes Unidos (EAU), pois trata-se da primeira missão de um país árabe dirigida ao planeta vermelho. Anunciada em Julho de 2014, o lançamento da Al-Amal (“Esperança” em Português”) teve lugar às 2158:14UTC do dia 19 de Julho e foi levado a cabo pelo foguetão H-2A/202 (F42) a partir da Plataforma de Lançamento LP1 do Complexo de Lançamento Yoshinubo do Centro Espacial de Tanegashima.

A Al-Amal foi desenvolvida pelo Centro Espacial Mohammed bin Rashid e pelo Laboratório para a Física Espacial e Atmosférica da Universidade do Colorado (Boulder). A sonda, que será operada pela Agência Espacial dos Emirados Árabes Unidos, tinha uma massa de 1.350 kg no lançamento e o seu tempo de vida útil é de dois anos.

A missão da Al-Amal incidirá sobre a atmosfera e o clima marciano. A sonda estudará a forma como as camadas inferior e superior da atmosfera de Marte interagem umas com as outras, procurando conexões entre o clima marciano de hoje e o clima antigo do planeta vermelho. Assim, os principais objectivos científicos da missão são a compreensão da dinâmica climática e do mapa climático global de Marte caracterizando a atmosfera mais baixa do planeta, tentar explicar como o clima altera a fuga de hidrogénio e oxigénio, correlacionando as condições da atmosfera mais baixa com a atmosfera superior, e entender a estrutura e a variabilidade do hidrogénio e oxigénio na atmosfera superior, bem como identificar o porquê de Marte estar a perder estes gases para o espaço.

A sonda é composta por uma estrutura cúbica compacta, construída em alumínio, formando um estrutura rígida, porém leve, em favo de mel e revestida com uma forte face de compósito. A sonda mede 2,37 metros de largura por 2,90 metros de altura. As suas baterias serão carregadas usando dois painéis solares de 600 watts. As matrizes do painel solar serão dobradas contra as laterais da sonda durante o lançamento e são abertas quando a sonda estiver em órbita.

A sonda irá comunicar com o controlo da missão usando uma antena de alto ganho com uma largura de 1,5 metros. A sonda também terá antenas de baixo ganho, que são menos direccionais. A largura de banda de comunicação será de 1,6 mbs perto da Terra a 250 kbps em Marte.

A Al-Amal é estabilizada nos seus três eixos espaciais utilizando sensores estelares que a ajudarão a determinar sua posição no espaço estudando as constelações em relação ao Sol. Para controlo de atitude, a sonda usa um conjunto de rodas de reacção internas. Está também equipada com dois conjuntos de propulsores: quatro a seis grandes propulsores que serão usados para inserção e alteração de órbitas, e oito a doze pequenos propulsores do sistema de controlo de reacção para manobras delicadas de ajustamento orbital.

A bordo da sonda encontram-se os instrumentos EXI (Emirates eXploration Imager), EMIRS (Emirates Mars InfaRed Spectrometer) e o EMUS (Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer).

O EXI é um sistema de observação de multi-banda projectado por engenheiros dos EUA e por engenheiros norte-americanos da Universidade do Colorado que é capaz de capturar imagens de alta resolução da superfície marciana, com uma resolução espacial superior a 8 km em três bandas ultravioleta (UV) e três bandas RGB.

O EMIRS é um espectrómetro de infravermelhos desenvolvido pela Universidade Estatal do Arizona que irá examinar os padrões de temperatura, gelo, vapor de água e poeira na atmosfera de Marte.

O EMUS é um espectrómetro ultravioleta projectado por engenheiros dos EUA e pela Universidade do Colorado, que estudará a atmosfera superior e os traços de oxigénio e hidrogénio para lá da atmosfera de Marte.

Lançamento

O primeiro estágio do foguetão lançador entra em ignição a T-5s, seguindo-se a T-1s a ignição dos propulsores laterais. O lançador abandona a plataforma de lançamento a T=0s.

O final da queima dos propulsores laterais ocorre a T+1m 31s (40 km) e a sua separação ocorre a T+1m 46s (52 km), seguindo-se a separação das duas metades da carenagem de protecção a T+4m 6s (141 km). O final da queima do primeiro estágio ocorre a T+6m 34s (209 km) e a sua separação a T+6m 42s (213 km). A primeira ignição do segundo estágio ocorre entre T+6m 52s (217 km) e T+11m 21s(255 km), enquanto que a segunda ignição ocorre entre T+52m 3s (255 km) e T+55m 55s (332 km).

A separação da sonda Al-Amal ocorre a T+56m 56s (434 km), seguindo-se a abertura dos seus painéis solares a T+1h 6m 0s. O sistema de comunicações da sonda é activado a T+1h 10m, iniciando-se as transmissões a T+1h 14s. O sistema de controlo de reacção é activado a T+1h 29m e a T+1h 38m a sonda orienta-se em relação ao Sol.

  H-2AO foguetão H-2A/202

O desenvolvimento do lançador H-2A surgiu após os maus resultados obtidos com o lançador H-2 que resultaram na perda de vários satélites nas suas missões finais.

O H-2A na sua versão 202 é um lançador a três estágios auxiliados por dois propulsores laterais de combustível sólido SRB-A que entram em ignição no lançamento. Assim, o H-2A/202 tem a capacidade de colocar 10.000 kg numa órbita baixa de 300 km de altitude com uma inclinação de 30,4.º ou então pode colocar 4.100 kg numa órbita de transferência para a órbita geossíncrona. No lançamento é capaz de desenvolver 5.600 kN, tendo uma massa total de 285.000 kg. A sua envergadura é de 9 metros. O seu diâmetro é de 4,0 metros e o seu comprimento atinge os 53,00 metros.

Cada SRB-A (Solid Rocket Boosters-A), considerado por muitos como o estágio 0 (zero), tem um peso bruto de 75.500 kg, pesando 10.500 kg sem combustível. Cada propulsor tem um diâmetro de 2,5 metros, um comprimento de 15,1 metros e desenvolve 229.435 kgf no lançamento, com um Ies de 282,5 s (vácuo), um Ies-nm de 230 s e um Tq 101 s.

O primeiro estágio do H-2A/202 (H-2A-1) tem um peso bruto de 113.600 kg, pesando 13.600 kg sem combustível. Tem um diâmetro de 4,0 metros, um comprimento de 37,2 metros e desenvolve 111.964 kgf no lançamento, com um Ies de 440 s (vácuo), um Ies-nm de 338 s e um Tq 390 s. Está equipado com um motor LE-7A, desenvolvido pela Mitsubishi, que consome LOX e LH2. O LE-7A pode variar a sua potência em 72%.

Finalmente o segundo estágio tem um peso bruto de 16.900 kg, pesando 3.100 kg sem combustível. Tem um diâmetro de 4,0 metros, um comprimento de 9,2 metros e desenvolve 13.970 kgf no lançamento, com um Ies de 448 s e um Tq 534 s. Está equipado com um motor LE-5B, desenvolvido pela Mitsubishi, que consome LOX e LH2.

O esquema seguinte mostra as diferentes configurações do foguetão H-2A. Presentemente só as versões 202 e 204 estão operacionais.

h-2a_2014-10-05_21-34-54

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5960

– Lançamento orbital Japão: 123 (2,06%)

– Lançamento orbital desde Tanegashima: 82 (1,38% – 66,67%)

Os quadro seguinte mostra os lançamentos previstos e realizados em 2020 por polígono de lançamento.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

5961 – 20 Jul (2100:??) – Falcon 9-90 (B1058.2) – Cabo Canaveral AFS, SLC-40 – ANASIS-II

5962 – 20 Jul (????:??) – Kodiak PSC, LPB – Rocket 3.1 – ‘Launch “1 of 2″‘

5963 – 23 Jul (0400:??) – Wenchang, LC101 – CZ-5 Chang Zheng-5/YZ-2 (Y4) – TW-1 Tianwen-1

5964 – 23 Jul (1426:??) – 14A14-1A Soyuz-2.1a (Ya15000-040) – Baikonur, LC31 PU-6 – Progress MS-15

5965 – 25 Jul (2319:??) – Falcon 9-091 – Cabo Canaveral AFS, SLC-40 – SAOCOM-1B, Capella-2 (Sequoia), GNOMES-1



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