のぞみ - 通信用語の基礎知識

宇宙科学研究所(ISAS)により開発された、日本初の火星探査機。

情報

基本情報
仕様
沿革

特徴

愛称等
観測機

状況

打ち上げ
スイングバイ
電源系の故障
結果とその後

情報

基本情報

所有国: 日本国
打ち上げ: 1998(平成10)年7月4日03:12(3日@800)
ロケット: Μ-Vロケット3号機(Μ-V-3)
発射台: 内之浦宇宙空間観測所
質量: 256kg
搭乗員: なし(無人)
国際標識番号: 1998-041A
衛星計画名: PLANET-B

仕様

衛星バス: ‐
設計寿命: 3年(打ち上げ後)
質量: 約540kg
発生電力: ‐
形状及び寸法
- 縦1.6m、横1.6m、高さ0.58m
- ワイヤアンテナの端から端まで52m
- 太陽電池パドルの端から端まで6.22m

沿革

1998(平成10)年7月4日03:12(3日@800): 打ち上げ
1998(平成10)年8月24日: 月スイングバイ
1998(平成10)年12月8日: 月スイングバイ
1998(平成10)年12月20日: 地球パワースイングバイ
2002(平成14)年12月: 地球スイングバイ
2003(平成15)年4月22日頃: 太陽フレア直撃
2003(平成15)年4月25日: 通信系・熱制御系に不具合が発生
2003(平成15)年6月: 地球スイングバイ
2003(平成15)年12月9日: 火星軌道への投入を断念(衝突回避のための軌道変更)、運用停止

特徴

愛称等

打ち上げ成功後、「のぞみ」(望み)と命名された。

また、本体に27万人の人々の名前を刻んだプレートを備えている。

観測機

のぞみには全部で14個の観測機が搭載されていた。

火星撮像カメラ(MIC)
磁場計測器(MGF)
電子温度測定機(PET)
電子エネルギー分析器(ESA)
イオンエネルギー分析器(ISA)
電子及びイオン分析器(EIS)
極端紫外線スキャナー(XUV)
紫外線撮像分光器(UVS)
プラズマ波動並びにサウンダー観測装置(PWS)
低周波プラズマ波動計測器(LFA)
イオン質量分析器(IMI)
ダスト計測器(MDC)
中性ガス質量分析器(NMS)
熱的プラズマ分析器(TPA)

紫外撮像分光計UVSは火星到着までの巡航期間、惑星間空間水素ライマンα光強度を測定した。

これは太陽から輻射される光で、惑星間空間中の中性水素原子によって散乱され、惑星間空間を光らせている。

状況

打ち上げ

この探査機は1996(平成8)年に打ち上げられる予定だったが、Μ-Vロケット開発の遅延で結局2年遅れてしまった。

さて、1998(平成10)年打ち上げだと火星までに要するエネルギーが不足する。そこで、月と地球をスイングバイすることで加速し火星に向かうこととなった。

予定では、1999(平成11)年末に火星に到達するはずだった。

スイングバイ

まず1998(平成10)年9月24日と12月18日に月でスイングバイを行ない、その2日後の12月20日に地球でスイングバイをして火星に向かう予定だったが、エンジンのバルブ故障で充分な加速が得られなかった。

そこでさらに2回の地球スイングバイを行なう軌道が設計された。

2002(平成14)年12月と2003(平成15)年6月に地球スイングバイを行ない、火星へ向かう軌道に投入された。

電源系の故障

ところが今度は2003(平成15)年4月25日、電源系の一部が故障してしまったため、エンジン燃料のヒドラジンを凍らないように温めるヒーターが停止、火星周回軌道投入時に使う主推進エンジンが使用不能となった。

更に、データ送信を行なうテレメトリーモードとビーコンを発信するビーコンモードの切り換えが不能となり、ビーコンモードのままになってしまった。このままでは、テレメータデータを地球に送ることができない。

この電源系の故障は当初、4月発生した太陽観測史上で最大規模の太陽フレア(爆発)による高エネルギー粒子に暴露されたため、と考えられた。しかし2004(平成16)年5月にまとめた結果によると、粒子が直撃したのは22日で不具合発生の日時と合わない、探査機は徹底的な放電対策をしていた、などから、故障と太陽フレアとは無関係、と結論づけられた。故障原因は「不明」のままとなった。

ただし、いくら対策したとは言えフレアの影響がゼロとは考えられず、ある程度のダメージを「のぞみ」に与えたと見込まれる。そして、元々設計寿命3年のところ、既に打ち上げから3年半が経過していることから、電源の老朽化なども故障の原因として見込まれる。

結果とその後

身動きが取れないまま「のぞみ」は火星へと接近するが、2003(平成15)年12月9日、遂に火星軌道への投入は断念され、火星への衝突回避を確実にするための軌道変更をこの日の夜に実施した。これにより、のぞみは火星の軌道に近い太陽を中心とする軌道上を半永久に飛び続ける人工惑星となった。

しかし、「のぞみ」は完全に無駄になったわけではない。

「のぞみ」自身の貢献として、惑星間空間で水素のライマンα線を測定する等の各種の観測を実施し、貴重なデータを残している。

さらに、「のぞみ」は設計寿命3年のところ、スイングバイの失敗で火星到着は5年遅れになり、その間に太陽フレア被災、電源系の故障も経験した。この失敗を生かして作られたのが、あの伝説の小惑星探査機「はやぶさ」なのである。「はやぶさ」も「のぞみ」と同様に太陽フレア被災、数々の機器の故障や経年劣化にも耐え、予定を超えた長期運用に成功した。そしてついに任務を遂行し地球へと帰還した「はやぶさ」は、夜空を舞い地球の風となったのである。

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