En veteran från flera NASA-uppdrag till Mars, Northern Arizona University planetariska forskare Christopher Edwards kommer noga att följa den kommande uppskjutningen av en rymdsond till Mars som bär ett unikt nytt instrument som han samdesignat i samarbete med ingenjörer från Förenade Arabemiraten Mohammed bin Rashid Space Center (MBRSC) och Arizona State University (ASU).

Det första uppdraget som någonsin lanserats av arabvärlden in i vårt solsystem, Emirates Mars Mission 'Hope' orbiter förväntas lyfta i juli (exakt uppskjutningsdatum beror på väderförhållandena) på en H-IIA-raket från Tanegashima, Japan. Rymdfarkosten, som är ungefär lika stor som en liten bil, byggdes vid Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) vid University of Colorado, Boulder av ett gemensamt MBRSC/LASP-team under ledning av projektdirektör Omran Sharaf från MBRSC och biträdande programledare och vetenskapsledare Her Excellence Sarah Al Amiri. Det övergripande teamet som arbetar med uppdraget består av cirka 200 anställda från MBRSC, 150 från LASP och 100 från andra partners runt om i världen, inklusive NAU.

Sonden, designad för att främja vetenskaplig förståelse av den röda planetens atmosfär, kommer att anlända till sin destination i februari 2021 och kommer att ägna två år åt att samla in bilder och data. Hopes unika omloppsbana kommer att göra det möjligt för rymdfarkosten att ge en vädersatellit-stil bild av Mars atmosfär med nästan fullständig daglig geografisk täckning.

Uppdragets vetenskapliga mål är att använda tre vetenskapliga instrument ombord på sonden för att skapa den första holistiska bilden av Mars atmosfär, som kommer att ge forskare djupare insikter i det förflutna och framtiden för vår egen planet samt potentialen för liv för människor på Mars och andra avlägsna planeter. Hope-uppdraget stöder också flera nyckelmål för NASA:s analysgrupp för Mars Exploration Program Analysis Group relaterade till förberedelser för mänsklig utforskning av Mars.

Edwards, biträdande professor vid NAU:s institution för astronomi och planetvetenskap, och Regents professor och programledare Philip Christensen från ASU:s School of Earth and Space Exploration arbetade med ingenjörer vid MBRSC och ASU för att utveckla Emirates Mars Infrared Spectrometer (EMIRS). EMIRS är en interferometrisk termisk infraröd spektrometer designad för att ge en unik bild av planetens nedre och mellersta atmosfär, mäter fördelningen av dammpartiklar och ismoln samtidigt som man spårar rörelsen av vattenånga och värme genom atmosfären. De andra vetenskapliga instrumenten ombord på orbitern är en flerbandskamera (Emirates eXploration Imager) och en långt ultraviolett avbildningsspektrograf (Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer).

Edwards roll i projektet är instrumentforskare. "Vad det i princip betyder är att jag gav länken mellan ingenjören och vetenskapen, så jag tittade på instrumentets kapacitet och prestanda och försökte förstå hur de skulle uppfylla uppdragets vetenskapliga mål. Detta var komplicerat på grund av alla avvägningar som behövde göras, till exempel, offra spektral upplösning för rumslig täckning. Jag arbetade som en integrerad del av ASU-teamet, hjälpa till att styra utvecklingsprocessen från idé till design till tillverkning, hopsättning, testa och integreras på rymdfarkosten."

Uppdragets namn, Hoppas, valdes att skicka ett budskap om optimism till miljontals unga araber, enligt Sheikh Mohammed bin Rashid Al Maktoum, härskaren i Emiratet Dubai som MBRSC är uppkallad efter. De resulterande uppdragsdata syftar till att göra stora framsteg i vår förståelse av Mars klimatsystem och kommer att delas fritt online med mer än 200 institutioner över hela världen.

"Samarbete och kunskapsöverföring har varit nyckeln till utvecklingen av Emirates Mars Mission, " sa Sharaf. "Våra partners på ASU och NAU har varit nyckeln till att säkerställa framgången för uppdraget, leverera ett extraordinärt instrument på nästan halva tiden av konventionella uppdrag, men också genom att tillhandahålla de resurser och kunskap vi behöver för att driva vår egen utveckling av rymdsystemteknik och planetvetenskap."

Mission hjälper till att utbilda nästa generations ingenjörer och forskare från Förenade Arabemiraten

"Det har varit en underbar upplevelse att arbeta med UAE-teamet på detta unika internationella partnerskap, sade Christensen, en planetforskare. "Bara ett mycket litet antal nationer har skickat uppdrag till Mars, och det är en verklig ära för ASU att ha blivit inbjuden att delta i detta spännande äventyr."

"Vetenskapen som möjliggörs av Emirates Mars Mission kommer att vara oöverträffad, men målen för uppdraget slutar inte där, " sa Edwards. "Samarbetet som utvecklats genom detta projekt har hjälpt till att utbilda nästa generation av ingenjörer och forskare i Förenade Arabemiraten genom professionella och studentmöjligheter. Det har varit en fantastisk upplevelse och har odlat livslånga kollegor och vänskaper som kommer att bestå bortom Hope Mission to Mars."

Edwards är en deltagande forskare på Mars Science Laboratory Curiosity Rover (MSL). Han har arbetat på många andra Mars-uppdrag, inklusive 2001 Mars Odyssey Thermal Emission Imaging System (THEMIS), Mars Global Surveyor Thermal Emission Spectrometer (TES) och Mars Exploration Rovers Mini-Thermal Emission Spectrometer (Mini-TES). En viktig del av hans forskning har varit design och utveckling av infraröda fjärravkänningsinstrument för användning i rymden, laboratoriet och för fältarbete. Hans forskning använder infraröd spektroskopi, radiometri, laboratoriespektroskopiska mätningar, geologiska fältobservationer och numerisk modellering.