2011. október 24., hétfő

Nozomi (PLANET-B)

Most egy olyan szintén szomorú sorsú űrszondáról lesz szó, melynek programjában ugyancsak szerepelt a két Mars-hold tanulmányozása is. A bejegyzés a japán Nozomi nevű eszközt és küldetésének célját foglalja össze. Rövidített változat, a teljes írás a Mars-holdak kutatása c. művemben található meg (megrendelésének módját az előző bejegyzések végén találod meg). 


Az első olyan Mars-szonda, melyet nem a két hagyományos űrhatalom indított útnak, hiszen a Nozomi japán űreszköz volt. A név jelentése remény vagy kívánság. Bármelyiket is jelentse, a szonda csak részben teljesítette ezek valamelyikét, de erről kicsit később.
Az űreszközt a Tokiói Egyetem Űrtudományi Intézete építette az ISAS (Institute of Space and Astronautical Science) részére, mely 2003-tól néhány másik intézettel együtt a Japán Űrkutatási Ügynökség (Japanese Space Exploration Agency, JAXA) részévé vált. A Nozomi feladata a Mars felsőlégkörének és napszéllel való kölcsönhatásainak tanulmányozása és a holdak vizsgálata lett volna, de nagyrészt mégis inkább egy műszaki kísérlet volt. A szonda alapját egy 58 cm magas és 1,6 m széles csonka élű hatszög-alapú hasáb képezte. Ennek alján volt a meghajtó egység, átellenben pedig a nagy nyereségű parabolaantenna, mely a Földdel való kapcsolattartásért felelt 8410,93 MHz (X-sáv) és 2293,89 MHz (S-sáv) frekvenciákon. Oldalra 2-2 db rúdantennát is felszereltek. A műszerek is a hasáb oldalán kaptak helyet. Tömege 258 kg volt, melyhez még hozzájött 282 kg üzemanyag is. Az űrszonda mozgása forgás-stabilizált volt, percenként 7,5 fordulattal (rpm). A forgástengely a Föld felé mutatott. Energiaellátásáról napelemek gondoskodtak, melyek nikkel/fém-hidrid akkumulátorokat töltöttek.
A Nozomi 1998. július 3-án indult az Uchinoura Űrközpontból négyfokozatú Mű-5-ös (M-V) hordozórakétával. Ez a Föld körül egy 340-400 000 km-es parkolópályára állította. A nagy excentricitás a szonda gyorsításában játszott nagy szerepet. A többi Mars-szondától eltérően ugyanis a Föld és a Hold megközelítésével ún. hintamanőverek (swing-by) alkalmazásával szerették volna gyorsítani a Nozomit, így kevesebb üzemanyagra volt szükség. A módszer lényege nagy vonalakban a következő: elindítjuk a szondát ahhoz az égitesthez, amelynél a műveletet végre akarjuk hajtani. Ha megfelelő távolságban és sebességgel repül el az objektum mellett, akkor annak gravitációs hatása megváltoztatja a haladási irányt pontosan a célbolygó felé úgy, hogy közben a szonda sebességet is nyer.  Mint a Hohmann-pályánál, itt is vannak indítási ablakok, hiszen a gyorsító égitest és a célbolygó nem mindig állnak kedvező pozícióban a manőverhez, emellett nagyon pontos számítások szükségesek. A hintamanőverrel gyorsított űrjárművek sebességüktől függően parabola – vagy hiperbolapályákon repülnek, melyek Hohmann-ellipszisek segítségével közelítőleg leírhatók. Elsősorban a külső Naprendszerbe induló szondáknál alkalmazzák, pl. a Voyager-2 így tudta mind a négy gázóriást megközelíteni. Na de ebbe ne is menjünk bele jobban, csupán azért vettük át az előbbieket, hogy megértsük, miért volt gazdaságosabb ezt az eljárást alkalmazni. Tehát 1998. szeptember 24-én és december 18-án a szonda a tervek szerint megközelítette a Holdat, és végrehajtotta hintamanővereit, majd még ez év december 20-án ugyanezt elvégezte a Földnél is. Már csak egy hét perces rakétás gyorsítás következett volna, melynek segítségével 1999. október 11-én érkezhetett volna meg úti céljához, a Vörös bolygóhoz. Azonban mint később kiderült, a gyorsítás nem járt sikerrel, így a szonda lemaradt a Marssal való találkozásról. Ezért 10 nappal később, október 21-én újra begyújtották a hajtóműveket, de az üzemanyag már meglehetősen kevés volt. Ezért újra kellett írni a program menetrendjét, mely szerint a mesterséges bolygóvá vált Nozomit 2002 decemberében és 2003 júniusában újra nekilendítik a Marsnak, amint a szonda elrepül bolygónk mellett. Így az új tervek szerint a célpontot 2003 decemberében érné el. A Mars körül egy kb. 300-51000 km-es, 170 fokos hajlásszögű előzetes pályára állna. Később a közelpontot 150 km-esre módosítanák, ezzel a keringésidő 38,5 órában állandósulna. Ez a pálya már lehetővé tenné a termoszféra, az alsó exoszféra, valamint a felszín és az atmoszféra alsó régióinak vizsgálatát. A normál küldetés időtartamát egy marsi évben határozták meg, melyet 3-5 évesre terjesztenének ki.
Ezúttal a pályaszámítások pontosak voltak, azonban ismételten homokszem került a gépezetbe: ugyanis 2002. április 21-én a Föld felé közelítő űreszközt erős napflerek érték el, melyek megrongálták az energiaellátó és a kommunikációs rendszereket. Ugyan a fellépő rövidzárlat némi zavart okozott a helyzetstabilizáló eszközök működésében is, a szonda mégis sikerrel hajtotta végre az új tervben szereplő első hintamanőverét. A második esetben sem volt nagyobb szerencséjük a szakembereknek: 2003. június 19-én a Nozomi túl közel került a Naphoz, ezért a meghajtáshoz használt hidrazin komponens kiolvadt, és módosította az űreszköz pályáját. Az irányítók végül olyan kompromisszumos megoldást találtak ki, mellyel a szonda nem állhatott pályára a Mars körül, hanem elrepült volna mellette 1000 km-es távolságban. Erre azért volt szükség, mert e nélkül a szonda becsapódott volna a Marsba, a pályára álláshoz pedig az üzemanyag kevésnek bizonyult. Ami baj lett volna, hiszen a keringőegységet nem sterilizálták, hiszen nem szállt volna le. Most viszont fennállt a lehetősége, hogy földi mikroorganizmusokkal szennyezné be a bolygót becsapódás esetén. Végül 2003. december 14-én a Nozomi elrepült a Mars mellett, de ekkorra már műszereit kikezdte a napszél és a kozmikus sugárzás. Így a szonda élettelenül kering tovább csillagunk körül egy kb. 2 éves periódusú pályán.
 Az űreszközön 14 kutatóműszer kapott helyet, a műszercsomag tömege összesen 33 kg volt. Rádiós berendezései a már bemutatott kommunikációs eszközök és egy ún. ultrastabil oszcillátor, melynek segítségével a szonda pályájának változásait nagy pontossággal meg lehetett volna határozni. Érdekességként megjegyzendő, hogy a termikus plazma-analizátort a Kanadai Űrügynökség (CSA) építette és szolgáltatta. Az 5 millió dollárt érő műszerrel elsőként vettek részt egy bolygóközi küldetésben.
Ha a Nozomi sikeresen pályára áll, akkor annak excentrikussága biztosította volna mindkét Mars-hold megfigyelését is. A szonda feladatai között ez fontos szerepet kapott. Modern műszerei segítségével minden bizonnyal számos új információhoz juthattunk volna. De sajnos nem így történt. Bármennyire is szellemes volt a szonda utazásának megtervezése, és megvalósítása a Marshoz – igaz, második nekifutásra -, végül a dolgok váratlan egybeesése vezetett a kudarchoz. A Nozomi sikertelensége miatt Japán gyakorlatilag elszalasztotta a lehetőséget, hogy a harmadik „Mars-kutató” nemzet legyen. Ezt a szerepet Európa vette át a Mars Express sikeres megérkezésével. 



Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése