Nozomi (PLANET-B)

1. Contexto Histórico y Objetivos Detallados

El vacío científico que pretendía llenar la misión Nozomi comprendía el estudio exhaustivo de los mecanismos de escape atmosférico en Marte y la interacción dinámica entre su envoltura gaseosa superior y el flujo de partículas del viento solar. Los objetivos primarios se centraron en:

Científicos:

• Investigar la interacción entre la alta atmósfera marciana y el viento solar.
• Observar el campo magnético intrínseco del planeta y la estructura de su ionosfera.
• Analizar cuantitativamente la fuga de gases atmosféricos al espacio interplanetario.
• Realizar teledetección óptica de la superficie marciana y de sus satélites naturales.

Ingeniería:

• Validar la plataforma interplanetaria japonesa basada en un bus estabilizado por giro con apuntamiento controlado.
• Probar sistemas avanzados de telecomunicaciones en banda X y banda S a distancias interplanetarias prolongadas.

2. Arquitectura del Vehículo y Subsistemas Principales

La sonda Nozomi presentaba una masa de lanzamiento de 540 kg, con una masa seca estimada entre 225 kg y 258 kg, albergando aproximadamente 282 kg de propulsor químico para las maniobras de transferencia y frenado. Estructuralmente, el cuerpo principal adoptaba la geometría de un prisma octogonal truncado de 1.6 m de ancho por 1.6 m de longitud y 0.58 m de altura. El suministro de energía eléctrica dependía de paneles solares de silicio dispuestos en dos alas desplegables, encargados de alimentar los subsistemas de abordo y las baterías de hidruro de níquel (Ni-MH). Las comunicaciones de enlace descendente y ascendente operaban mediante transpondedores dedicados en banda X (8410.93 MHz) y banda S (2293.89 MHz), conectados a una antena de plato principal en la superficie superior y complementados por mástiles y antenas de alambre con una envergadura de hasta 50 metros tip a tip.

3. Carga Útil e Instrumentación Científica

Para cumplir con los cometidos geofísicos y aeronómicos, la carga útil constaba de 14 instrumentos especializados:

• MIC (Mars Imaging Camera): Cámara para la obtención de imágenes ópticas de la superficie y satélites marcianos.
• MGF (Magnetic Field Measurement): Magnetómetro destinado a la medición de campos magnéticos planetarios e interplanetarios.
• PET (Probe for Electron Temperature): Sonda instrumental para registrar la temperatura de los electrones ionosféricos.
• ESA (Electron Spectrum Analyzer): Analizador de espectro de electrones en el entorno de plasma.
• ISA (Ion Spectrum Analyzer): Analizador de espectro de iones para caracterizar el viento solar local.
• IMI (Ion Mass Imager): Generador de imágenes de masa de iones para estudiar la composición iónica.
• EIS (Electron and Ion Spectrometer): Espectrómetro combinado de electrones e iones energéticos.
• TPA (Thermal Plasma Analyzer): Analizador de plasma térmico de baja energía.
• PWS (Plasma Wave and Sounder): Instrumento de ondas de plasma y sondeo ionosférico.
• LFA (Low Frequency Plasma Wave Analyzer): Analizador de ondas de plasma de baja frecuencia.
• NMS (Neutral Mass Spectrometer): Espectrómetro de masas para la caracterización de gases neutros.
• MDC (Mars Dust Counter): Contador de polvo destinado al registro de impactos de partículas interplanetarias y marcianas.
• XUV (Extra Ultraviolet Scanner): Escáner óptico en ultravioleta extremo.
• UVS (Ultraviolet Imaging Spectrometer): Espectrómetro de imágenes ultravioleta para perfiles atmosféricos.

4. Cronología y Fases de la Misión

El lanzamiento se ejecutó el 3 de julio de 1998 mediante un cohete M-V desde Uchinoura. Tras una serie de asistencias gravitacionales lunares y terrestres en diciembre de 1998, la nave sufrió un sobreconsumo crítico de combustible que obligó a replanificar la trayectoria hacia una órbita heliocéntrica con llegada a Marte reprogramada para diciembre de 2003. Durante este prolongado crucero, intensas erupciones y tormentas solares afectaron los sistemas eléctricos y provocaron la congelación de las líneas de combustible. El 9 de diciembre de 2003 se constató la imposibilidad técnica de ejecutar la maniobra de inserción orbital, descartando definitivamente la captura marciana tras un sobrevuelo lejano el 14 de diciembre de 2003. La misión se dio por concluida formalmente tras la desactivación final efectuada el 31 de diciembre de 2003.

5. Resultados y Descubrimientos

A pesar de no alcanzar la órbita marciana ni recopilar datos sobre la atmósfera o la superficie del planeta, el tránsito interplanetario prolongado permitió al instrumento MDC registrar con éxito 96 impactos de partículas de polvo en el medio interplanetario y terrestre. Asimismo, los sensores de plasma y los magnetómetros operativos durante el crucero aportaron registros de valor sobre el viento solar y el entorno de partículas energéticas en el espacio profundo.

6. Legado e Importancia

Nozomi representó la primera incursión de Japón en la exploración interplanetaria y el diseño de orbitadores marcianos. Aunque los fallos de propulsión y los daños acumulados por el clima espacial impidieron cumplir los objetivos en la órbita de Marte, la experiencia ingenieril adquirida sentó las bases metodológicas para futuras misiones de espacio profundo de la agencia JAXA.