中美阿探火三國演義拉開帷幕，首顆火星氣象衛星開始4億公裡徵途

中美阿探火三國演義終於拉開帷幕，今晨日本順利釋出第一箭客，動用該國現役最強火箭H-2A，發射部署阿聯希望號火星探測器，成為2020火星發射季中國、美國、阿聯三大探火任務打頭陣。

發射速覽

發射時間：東京時間7月20日6:58:14，北京時間7月20日5:58:14，阿聯時間7月20日1:58:14

發射地點：日本種子島航天中心LA-Y1

運載火箭：三菱重工H-2A-202型火箭

發射任務：希望號火星探測器（Hope Probe）

探測器質量：1.35噸

任務過程：希望號將歷時7個月，跨越6000萬公裡、飛行4.935億公裡，預計2021年2月進入火星軌道，4～5月正式科學探測，一期探測兩年，二期擴展至2025年。

任務耗資：2億美元（同類探測任務最低之一）

發射過程

這次發射由阿聯航天局買單、日本發射商三菱重工負責承運。原定7月14日發射升空，但由於連遭梅雨天氣影響，導致多次推遲。索性沒有遭遇新冠疫情太大影響。

因為這次任務需要進入火星轉移軌道，發射時速必須達到34000公裡/小時，所以發射商日本三菱重工動用該國現役最強火箭H-2A型作為運載火箭，部署發射質量達1.35噸重的希望號火星軌道探測器。

這次發射地點位於日本最大發射主場——種子島航天中心。發射時間鎖定東京時間7月20日6:58，正值種子島當地日出後半小時。

先是啟動一級火箭發動機以及兩個固體燃料火箭發動機，藉助140萬磅推力，飛離種子島，沿著既定路徑飛越太平洋。火箭升空不到兩分鐘，兩枚固體燃料助推器分離拋掉，再過兩分鐘整流罩分離拋棄。一、二級火箭分離後，二級發動機再經過兩次點火推進，將希望號探測器送入一個停車軌道，然後將希望號加速到34000公裡/小時。

當火箭升空56分鐘56秒，處在434公裡高度時，箭星分離。

約5分鐘之後，希望號火星探測器展開一對太陽能翅膀（原設計三組太陽能陣列），開始提供電力。預計8月份進行第一次航行修正，以便引導希望號探測器精確瞄準火星，這相當於弓箭手需要命中一公裡外僅僅兩毫米的目標。

接下來希望號要歷經7個月、橫跨6200萬公裡、星際飛行近4億公裡（4.93億公裡），預計2021年2月嘗試進入火星軌道，這將是整個任務最難最危險的操作之一。

目前既定目標是2021年2月9日進入火星軌道。經過6～8周調整後，計劃4～5月進入科學軌道，正式開啟在軌工作模式。希望號進入一個橢圓形軌道（22000 x 44000公裡，飛行周期55小時，傾角25度），開啟為期兩年的首期探測任務。

為何選擇H-2A火箭？

阿聯之所以最終選擇日本三菱重工作為發射商、H-2A作為運載火箭，是根據發射業績、管理水準、發射排期、發射系統適應性等綜合考量來確定的。尤其H-2A火箭在此之前擁有驕人戰績，41次發射僅有一次任務失敗，自2005年以來已經連續35次發射成功。

全球現役火箭運力排名第十，在全球現役火箭可靠性排名第五。

作為日本現役最強火箭H-2A火箭（H-IIA），自2001年首飛至今已經發射42次，41次成功，1次失敗。採用兩級液態氫氧推進模式，LEO最大運力15噸，GTO最大運力6噸。每次發射價約為9000萬美元，與中國長徵五號相仿。

這次跨國發射任務也是亞洲兩國首次聯合發射行星際探索任務，為太空探索第二梯隊開啟更多可能性。

這次任務採用H-2A-202型，202代表火箭第一級捆綁兩枚固體燃料火箭（SRB），箭高63米。H-2A共有4款，最高版本H-2A-2024型，捆綁兩枚固體燃料火箭（SRB）+四枚小型固體火箭（SSB），箭高67米。

今年5月21日，日本最強火箭H-2B，搭載最後一艘白鸛號貨運飛船雙雙謝幕飛，未來將由H-3火箭+HTV-X新組合取代。

第一顆火星氣象衛星

希望號探測器全稱阿聯希望號火星軌道飛行探測器，不僅僅是該國首個火星軌道探測器，更有望成為全世界「第一顆真正的火星氣象衛星」。

希望號探測器包括燃料在內的總質量為1350公斤，即1.35噸重（原設計1.5噸），大小重量差不多跟一輛寶馬Mini Cooper差不多。這在人類太空探測器當中，算是小巧玲瓏型的。主體是由複合鋁板製成的一個正方體，頂部平臺上配有一對太陽能電池翼（原設計三組），每個可為探測器提供600瓦，總共1200瓦的充電功率。

通信系統採用X波段，裝備一個直徑1.85米的碟形高增益定向天線，安裝在探測器頂部。通訊速率：處在火星與地球最小距離時可達1.6 Mbps，最遠距離時也能達到250kbps。同時配有三個非定向的低增益天線。此外，還配備恆星跟蹤傳感器，通過識別與恆星關聯的星座，幫助確定在太空中坐標。

推進裝置安裝在探測器底部，由6個120牛推進器控制探測器飛行速度，使用單元推進劑肼，同時利用8個5牛的反應控制系統推進器用於精確操縱。

希望號攜帶三件科學儀器，主要用於探測火星大氣，從而構建最全面的火星大氣整體模型。

其一高解析度彩色數位相機，全稱阿聯探測成像儀，英文Emirates Exploration Imager，縮寫為EXI，這是一種能夠捕獲多波段（可見光、紫外）、超過8公裡空間解析度圖像的彩色數位相機。用來拍攝火星大氣，這將有助於探測火星大氣中的灰塵、水冰、臭氧含量。該儀器由美國科羅拉多大學大氣與空間物理實驗室(LASP)和阿聯穆罕默德·本·拉希德航天中心(MBRSC)合作開發。

其二紅外光譜儀，全稱阿聯火星紅外光譜儀，英文Emirates Mars Infrared Spectrometer，縮寫為EMIRS，可以測量光譜範圍為100～170納米，用來研究火星大氣中的溫度、冰、水蒸氣和灰塵等。該儀器由美國亞利桑那州立大學（ASU）主導設計研製，阿聯穆罕默德·本·拉希德航天中心(MBRSC)協助開發。

其三紫外光譜儀，全稱阿聯火星紫外光譜儀，英文Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer，縮寫為EMUS，主要研究火星上層大氣以及散逸到太空的氫和氧的蹤跡，從而深層次破解火星大氣消失的原因。該儀器由美國科羅拉多大學博爾德分校大氣與空間物理實驗室主導研製。

對於火星科學家來說，希望號探測器承擔著四項重要科研目標：

①尋找當今火星天氣與遠古火星時代氣候之間的聯繫。大量科研證據表明，火星曾經是一個溫暖溼潤的異星世界，表面擁有大量的液態水。火星曾經的條件可能是某種形式生命演化的最佳條件。

②研究氧和氫從火星大氣中散逸出去的機制。火星大氣消失被認為是火星變成寒冷荒漠的根本原因，在那裡水只能以水蒸汽或者水冰的形式存在。探知到底是什麼原因造成了氧和氫的散逸，這將有助於人類研究了解火星大氣是如何隨著時間而演變的，以及曾經可能存在的火星生命是如何消失的。

③研究火星上、下層大氣與上層大氣之間的聯繫。

④構建一幅火星大氣在一天、一季、一年如何變化的火星氣候模型。現有數據只能提供火星一小段時間的溫度和氣候信息。如果成功部署的話，希望號探測數據將會為科學家首次提供火星每年每季每天的全球氣候變化圖景。

預計裝備精良的希望號探測器將在2021年4～5月正式進入橢圓形科學探測軌道（20000 x 43000公裡，飛行周期55小時，傾角25度），開啟為期兩年的首期探測任務。

如無意外，之後二期探測任務將延長至2025年。希望號探測器預計將探測火星新數據超過1000 GB，阿聯將與全球200多家大學和科研機構免費分享這些數據。

這將為科學家全面研究火星大氣，探究火星氣候變化，低空天氣變化，沙塵暴預報，為人類構建火星大氣全息模型提供第一手數據。因此可以說備受業界矚目，希望號探測器有望成為全世界「第一顆真正的火星氣象衛星」。

火星三國演義

眾所周知，火星是除了月球之外，人類投入任務最多、嘗試最多、熱情最大的星際探索，也是人類最有希望、最有條件登陸的首顆地球外行星。從最早一次失敗嘗試，1960年10月10日蘇聯發射第一顆探測器「火星1A」號，一直到上一次成功登陸火星，2018年11月26日洞察號著陸器，人類共執行過44次火星探測任務，包含57個探測器任務。其中19次任務成功，25次失敗，成功率只有43%。

迄今為止成功登陸的探測器只有8個：海盜1和2號、探路者、勇氣號、機遇號、鳳凰號、好奇號、洞察號。成功行駛的火星車只有4輛：旅居者、勇氣號、機遇號、好奇號。目前仍在火星表面上正常工作的只有2個探測器（好奇號火星車、洞察號著陸探測器），還在正常運行的火星軌道探測器共有6個（NASA奧德賽Mars Odyssey、ESA火星快車Mars Express、NASA火星勘察軌道器MRO、NASA火星大氣與揮發演化任務探測器MAVEN、歐俄探索火星生命微量氣體軌道器TGO、印度曼加裡安火星軌道探測器）。

顯而易見，這都是傳統上的航天大國強國的探索產物。貌似其餘國家都只能作為看客圍觀。因此，這對於太空探索的後起之秀阿聯來說，如果希望號能夠順利進入火星軌道在軌運行的話，將成為阿拉伯國家首個跨行星科學探測任務。正因為如此，阿聯將首個探火任務命名為希望號，看起來既樂觀又友善。可謂內涵豐富，寓意深遠。

如果中美阿三國探火任務全部成功部署的話，火星世界一下子將會熱鬧不少——到時候，火星軌道上正常工作的將有8顆探測器（NASA奧德賽、ESA火星快車、NASA火星勘察軌道器、NASA火星大氣與揮發物演化任務探測器、歐俄ExoMars探索火星生命微量氣體軌道器、印度曼加裡安火星軌道探測器、中國火星全球遙感軌道飛行器、阿聯希望號火星探測器）。火星表面正常運行的將有三輛火星車（好奇號、毅力號、赤兔號？）。

最有希望、最有條件讓人類首先登陸的這顆紅色行星熱鬧了……看起來火星時代真的未來已來。

阿拉伯世界的登月計劃

希望號探測任務全稱Emirates Mars Mission（阿聯火星任務）或者Hope Mars Mission（希望號火星任務），之所以阿聯將首個火星軌道飛行探測器部署任務，命名為希望號（英文Hope，阿拉伯語al-Amal），既直接傳達了阿聯作為太空探測領域後起之秀的「希望之星，未來之託」，同時激勵著阿拉伯年輕人保持仰望星空、探索宇宙的希望之心，更加彰顯了阿聯推出「2117火星定居計劃」雄心壯志的初始起點，甚至被譽為「阿拉伯世界的登月計劃」。

眾所周知，盛產石油的中東各國歷來都不太熱衷於航天，更不出產航天大國強國。不過，最近十年來阿聯卻逐漸顯現出後起之秀的熱情與力量。先是部署三顆地球觀測衛星，擁有自己的太空資產：DubaiSat-1、DubaiSat-2、KhalifaSat。從第一顆全權外包給韓國，再到第二顆阿聯韓國聯合研製，直到第三顆阿聯獨立研製，人口僅有970萬的阿聯實現三顆衛星三步跳的跨越式發展。

航天管理模式走的是美式路徑。先有太空計劃，再建立國家航天局。通過建造、發射衛星，增強拓寬航天產業，再應時建立國家級航天機構。僅僅成立於2014年的阿聯航天局(U.A.E. space agency)，在不到6年時間裡已向太空領域投入60億美元，平均每年10億美元，僅次於日本，在各國年度航天預算排名中躋身前十。

儘管阿聯航天發展並不是全產業鏈式，沒有自主開發火箭，更沒有建造發射場，但通過商業操作、國際聯合模式，阿聯還是快速遞進式實現自己的太空目標。從零起步到建造衛星，從輸送太空人再到發射火星探測器，堪稱太空新秀的阿聯短短十年間一連串神速操作。

透過與美國宇航局、歐空局、俄羅斯航天局多家合作，最近三年快速建立、培訓一支阿聯太空人隊列，並且在2019年9月安排太空人哈扎·曼蘇裡搭乘聯盟號飛船MS-15進入國際空間站，儘管只停留了8天，卻歷史性實現阿聯太空人的零突破。

就在阿聯航天局成立的同一年，2014年該國總統哈利法·本·扎耶德·阿勒納哈揚親口宣布了火星探測的雄心壯志。

為了實現希望號探測器——從杜拜到火星的全程任務，阿聯採用商業操作、國際聯合的快捷模式，先是途徑美國多所大學，再到日本發射場的一整套研發、發射路徑。也就是說，探測器技術由美國出手相助，運載火箭由日本三菱提供服務，阿聯全程管理、參與、買單，確保這次星際探測任務順利部署。

為此，阿聯投入200多名本國航天工程師，邀請美國150多名科學家工程師共同參與，最終完成了希望號探測器技術研發項目。並且以2億美元左右實現這項星際科學探測任務，這在同類探測任務中屬於最低之一。僅比印度印度曼加裡安火星軌道探測器（花費7400萬美元）多，但還不到NASA火星大氣與揮發物演化任務探測器（花費6.71億美元）的三分之一。

更為重要的是，滿懷信心的阿聯最大希望能夠在2021年5月正式開展科學探測火星任務，為2021年12月2日阿聯國慶五十周年獻上一份獨特的太空禮物。

正因為如此，阿聯國家級媒體將這次火星任務讚譽為「阿拉伯世界的登月計劃」，既是對最近十年來阿聯航天領域快速創新的高度讚許，又是對阿拉伯國家首個跨行星科學探測任務充滿信心。

事實上，阿聯與阿波羅登月也是早有關聯。早在1973年，美國總統尼克森送給阿聯建國者謝赫·扎耶德一塊阿波羅17號任務採集的月球巖石樣本，這塊巖石現在收藏在艾爾·艾因博物館，被標記為「人類團結努力的象徵」。

經過半個世紀發展，如今希望號探測器既標誌著火星探索一個重要裡程碑，也標誌著阿聯真正進入太空探索的更大舞臺。

事實上，希望號任務還被視為「阿聯2117火星定居計劃」的起始點。早在2017年，阿拉伯聯合大公國副總統兼總理、杜拜酋長謝赫·穆罕默德·本·拉希德(Sheikh Mohammed bin Rashid)曾在推特上首次提出「火星2117計劃」，即一百年後2117年，阿聯能夠實現火星定居。

為此，阿聯設計建設一座複雜而充滿未來感的準火星建築，命名為火星科學城。包括一個3D列印建造的模擬火星環境實驗室，一組科學家和太空人將在裡面生活一整年，親身體驗與評估火星生存條件，為未來登陸、定居火星預先做足準備。

而這次希望號率先探火之旅，有可能通過全面翔實的第一手數據為「阿聯2117火星定居計劃」預選幾個定居點，以此激勵新一代阿聯人致力於太空探索，而不是一味坐享石油紅利。