Nozomi
Estado misión a Marte

Los esfuerzos para poner la nave espacial Nozomi en la órbita marciana fueron muchos durante varios años y finalmente tras varios fallos dichos esfuerzos fueron infructuosos.

Nozomi fue planeado como una misión orbital de Marte diseñada para estudiar la atmósfera superior marciana y su interacción con el viento solar y para desarrollar tecnologías para su uso en futuras misiones planetarias. Específicamente, los instrumentos de la nave espacial debían medir la estructura, composición y dinámica de la ionosfera, los efectos del viento solar, el escape de los componentes atmosféricos, el campo magnético intrínseco, la penetración del campo magnético del viento solar, la estructura de la magnetosfera y el polvo en la atmósfera superior y en órbita alrededor de Marte. La misión también habría devuelto imágenes de la superficie de Marte.

El orbitador Nozomi era un prisma de 1,6 metros de alto con esquinas truncadas. Extendiéndose desde dos lados opuestos estaban las alas del panel solar que contienían células solares de silicio que proporcionaban energía a la nave espacial directamente o a través de baterías Ni-MH (hidruro metálico de níquel). En la superficie superior había una antena parabólica, y una unidad de propulsión que sobresalía del fondo. Un mástil desplegable de cinco metros y una pluma de 1 metro se extiendían desde los lados, junto con dos pares de antenas de cable delgado que medían 50 m de punta a punta. Otros instrumentos también estaban dispuestos a lo largo de los lados de la nave espacial. Las comunicaciones de naves espaciales se realizaban a través de una banda X a 8410,93 MHz y una banda S a 2293,89 MHz. Los 14 instrumentos llevados en Nozomi eran una cámara de imágenes, espectrómetro de masa neutro, contador de polvo, analizador de plasma térmico, magnetómetro, analizadores de espectro de electrones y iones, espectrógrafo de masas de iones, experimento de partículas de alta energía, espectrómetro de imágenes VUV, sonda y detector de ondas de plasma, LF analizador de ondas, sonda de temperatura electrónica y un escáner UV. La masa total presupuestada para los instrumentos científicos era de 33 kg. Los experimentos de radio también serían posibles usando el equipo de radio existente y un oscilador ultraestable. La masa total de Nozomi en el lanzamiento, incluidos 282 kg de propelente, fue de 540 kg.

Después del lanzamiento en un vehículo M-V-3, Nozomi fue puesto en una órbita elíptica de estacionamiento geocéntrico con un perigeo de 340 km y un apogeo de 400.000 km. La nave espacial utilizó un swingby lunar el 24 de septiembre y otro el 18 de diciembre de 1998 para aumentar el apogeo de su órbita. Se balanceó por la Tierra el 20 de diciembre de 1998 a un perigeo de aproximadamente 1000 km. La asistencia gravitacional del swingby junto con una quemadura de 7 minutos del motor bipropellante puso a Nozomi en una trayectoria de escape hacia Marte. Estaba programado para llegar a Marte el 11 de octubre de 1999 a las 7:45:14 UT, pero una válvula funcionaba mal y produjo una pérdida de combustible que dejó a la nave espacial con una aceleración insuficiente para alcanzar su trayectoria planificada. El 21 de diciembre, dos quemaduras de corrección de recorrido utilizaron más propelente de lo planeado, lo que dejó a la nave espacial sin combustible.

El nuevo plan era que Nozomi permaneciera en órbita heliocéntrica durante cuatro años adicionales, incluidos dos sobrevuelos terrestres en diciembre de 2002 y junio de 2003, y se topara con Marte a una velocidad relativa más lenta en diciembre de 2003. El 21 de abril de 2002, cuando Nozomi se acercaba a la Tierra la maniobra de asistencia gravitatoria, las fuertes erupciones solares dañaron las comunicaciones y los sistemas de energía de a bordo de la nave espacial. Se produjo un cortocircuito eléctrico en una celda de energía utilizada para controlar el sistema de calefacción de control de posición que permitió que el combustible de hidrazina se congelara. El combustible se derritió cuando la nave se acercó a la Tierra y las maniobras para poner la nave en la trayectoria correcta para su sobrevuelo a la Tierra fueron exitosas. Otro sobrevuelo de la Tierra dentro de los 11000 km ocurrió el 19 de junio de 2003. El combustible se había descongelado por completo para esta maniobra debido a la proximidad del Sol a la nave espacial. Sin embargo, el 9 de diciembre de 2003, fracasaron los esfuerzos por orientar la nave para prepararla para la propulsión orbital del motor principal del 14 de diciembre, y se abandonaron los esfuerzos por salvar la misión. Los pequeños propulsores se dispararon el 9 de diciembre moviendo la distancia de aproximación más cercana a 1000 km. La nave espacial voló por Marte el 14 de diciembre de 2003 y entró en una órbita heliocéntrica de aproximadamente 2 años.

Nozomi debía insertarse en una órbita de Marte muy excéntrica con una periapsis de 300 km sobre la superficie, una apoapsis de 15 radios de Marte, y una inclinación de 170 grados con respecto al plano de la eclíptica. Poco después de la inserción, se desplegaron el mástil y las antenas. La periapsis se habría reducido a 150 km, el período orbital a aproximadamente 38,5 horas. La nave espacial se estabilizaría con giro a 7.5 RPM con su eje de giro (y la antena del plato) apuntando hacia la Tierra. La porción de periapsis de la órbita habría permitido mediciones in situ de la termosfera y la exosfera inferior y la percepción remota de la atmósfera y la superficie inferior. Las partes más distantes de la órbita serían para el estudio de los iones y el gas neutral que escapa de Marte y sus interacciones con el viento solar. La misión nominal fue planeada para un año marciano (aproximadamente dos años terrestres). Una misión extendida podría haber permitido el funcionamiento de la misión de tres a cinco años. La nave espacial también debía apuntar sus cámaras a las lunas marcianas Phobos y Deimos.

Fuente: NASA