Кіріспе

Марс орбитасына жіберілген Нозоми (Nozomi) – электрлік ақауға байланысты Марсқа жетпеген жапондық орбиталық аппараты. Ол Токио университетінің Ғарыш және астронавтикалық ғылым институтымен құрастырылды және 1998 жылдың 4 шілдесінде 03:12 JST (1998 жылдың 3 шілдесінде 18:12 UTC) уақтысында 258 кг құрғақ массасы және 282 кг отынмен ұшырылды. Нозоми миссиясы 2003 жылдың 31 желтоқсанында тоқтатылды. Нозоми Марстың жоғарғы атмосферасын және оның күн желдерімен өзара әрекеттесуін зерттеу, сондай-ақ болашақ планеталық миссияларда қолдануға болатын технологияларды дамыту мақсатымен жобаланды. Атап айтқанда, ғарыш кемесіндегі құралдар ионосфераның құрылымын, құрамын және динамикасын, күн желдерінің аэрономиялық әсерін, атмосфералық компоненттердің жоғалуын, ішкі магнит өрісін, күн желдерінің магнит өрісіне енуін, магнит сферасының құрылымын, сондай-ақ Марстың жоғарғы атмосферасындағы және орбитасындағы шаңды өлшеуге арналған еді. Бұл миссия Марс бетінің суреттерін де беруге тиіс еді.

Іске қосу

Үшінші МВ ұшыру құралымен ұшырылғаннан кейін Нозоми 340 км перигейі және 400 000 км апогейі бар эллиптикалық Жерге орталық паркинг орбитасына қойылды.

Айдың айқасуы

1998 жылдың 24 қыркүйегінде және 1998 жылдың 18 желтоқсанында ғарыш кемесі орбитасының апогейін арттыру үшін айдың маңынан екі рет өтті.

Жердің бірінші ұшуы

2002 жылдың 21 сәуірінде Нозоми Жерге гравитациялық көмек маневрі үшін жақындағанда, күшті күн жарқындары ғарыш кемесінің бортындағы байланыс және қуат жүйелерін зақымдады. Қуатты басқару жүйесінің жылытуын бақылайтын қуат жасушасында қысқа тұйық болды, нәтижесінде гидразин отыны қатып қалды. Ғарыш кемесі Жерге жақындағанда отын еріді және Жер маңынан сәтті өту үшін дұрыс траекторияға қоюға жасалған маневрлер сәтті аяқталды.

Екінші Жердің қасынан ұшуы

2003 жылдың 19 маусымында 11 000 км-ге дейінгі аралықта Жердің жанынан тағы бір ұшу орын алды. Ғарыш кемесінің Күнге жақын болуына байланысты, бұл маневр үшін отын толығымен еріді. Дегенмен, 2003 жылдың 9 желтоқсанында, 14 желтоқсанда орбитаға түсуге негізгі қозғалтқышты дайындау мақсатымен ғарыш кемесін бағыттау әрекеттері сәтсіз аяқталды және миссияны сақтап қалуға жасалған барлық тыракелдер тоқтатылды. 9 желтоқсанда шағын қозғалтқыштар іске қосылды, нәтижесінде зондтың Марсқа кездейсоқ соқтығысуының алдын алу және планетаны Жер бактерияларымен ластау қаупін азайту үшін ең жақын арақашықтық 1 000 км-ге дейін ұлғайтылды, себебі орбиталық аппарат қону үшін жоспарланбағандықтан тиісті дезинфекциядан өтпеген еді.

Марстың жанынан өтуі

Ғарыш аппараты 2003 жылдың 14 желтоқсанында Марс жанынан өтіп, шамамен 2 жылдық гелиоцентрлік орбитаға енді.

Марсқа жіберілетін жоспар

Нозоми Марстың бетінен 300 км биіктіктегі периарейон, 15 Марс радиусымен апоарейон және эклиптикалық жазықтыққа қатысты 170 градус бұрылыспен өте эксцентрикалық орбитаға енгізілуі тиіс еді. Орнатудан кейін дереу мачта мен антенналар жайылатын болды. Периарейон 150 км-ге дейін төмендетіліп, орбиталық кезең шамамен 38,5 сағатқа дейін қысқартылатын еді. Ғарыш кемесі 7,5 айналым/мин жылдамдықпен айналу осімен (және тарелка тәрізді антеннасымен) Жерге бағытталған күйде тұрақтандырылатын еді. Орбитаның периапсис бөлігі термосфера мен төменгі экзосфераны, сондай-ақ төменгі атмосфера мен бетін жергілікті өлшеулер арқылы және қашықтықтан байқау арқылы зерттеуге мүмкіндік беретін еді. Орбитаның алыс бөліктері Марстан шығып бара жатқан иондар мен бейтарап газды және олардың күн желдерімен өзара әрекеттесуін зерттеуге арналған. Миссияның жоспарланған мерзімі бір марстық жыл (шамамен екі Жер жылы) болды. Ұзартылған миссия миссияны үштен бес жылға дейін жүргізуге мүмкіндік берген болар еді. Сондай-ақ, ғарыш кемесінің камералары Марстың Фобос және Деймос серіктеріне бағытталатын еді.

Ғарыш кемелері мен жүйелер

Нозоми орбиталық аппараты 0,58 метр биіктікте, бұрыштары кесілген 1,6 метрлік шаршы призмадан тұрды. Екі қарама-қарсы жағынан кремнийлі күн батареяларын қамтитын күн панельдерінің қанаттары созылып шықты, олар ғарыш кемесін тікелей немесе NiMH (никель-металл гидрид) аккумуляторлары арқылы қуатпен қамтамасыз етті. Жоғарғы бетінде тарелка тәрізді антенна орналасқан, ал төменгі жағынан қозғалтқыш қондырғысы шығып тұрды. 5 метрлік кеңейтілетін мачта және 1 метрлік иілімді тіреу жақтарынан созылды, сонымен қатар 50 метрлік ұштар аралыққа дейін жететін екі жұп жіңішке сымды антенналар да орналастырылды. Ғарыш кемесінің жақтарында басқа да құралдар орналастырылды. Ғарыш кемесі X жолағында 8410.93 МГц және S жолағында 2293.89 МГц жиіліктері арқылы байланыс жүргізді. Нозомиде орнатылған 14 құрал: бейне түсіретін камера, бейтарап массалық спектрометр, шаңды есептегіш, термиялық плазма анализаторы, магнитометр, электрондық және иондық спектр анализаторлары, иондық массалық спектрограф, жоғары энергиялы бөлшектер эксперименті, VUV бейнелеу спектрометрі, зонд және плазмалық толқын детекторы, LF толқын анализаторы, электрон температурасын өлшеуге арналған зонд және ультракүлгін сканер. Ғылыми құралдарға арналған жалпы салмақ 33 кг құрады. Қолданыстағы радиожабдықтар мен ультратұрақты осцилляторды пайдалану арқылы радио ғылымы саласындағы эксперименттерді жүргізу де мүмкін болды. Нозоминің ұшырылған кездегі жалпы массасы, 282 кг жанармайды қоса алғанда, 540 кг-ды құрады. Бұл Канада Ғарыш агенттігінің планетааралық миссияға алғашқы қатысуы болды. (Бұрын, Канада Ұлттық зерттеу кеңесі "Улисс" планетааралық миссиясы үшін жоғары ағынды телескопты (HFT) ұсынған болатын.)

Ғылыми нәтижелер

Нозоми ғарыштық кеңістікте түрлі ғылыми байқаулар жүргізу кезінде Лайман-альфа жарығын өлшеу туралы пайдалы деректерді берді.