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Mysteriöser Stromausfall: Wie kam es zu einer Katastrophe für Nozomi im Weltraum?
In der Geschichte der Weltraumforschung ist die japanische Sonde Nozomi mit ihrer Misserfolgsgeschichte zu einer Fallstudie geworden. Der mit Spannung erwartete Mars-Orbiter erreichte sein Ziel letztlich nicht, was größtenteils auf eine Reihe unerwarteter elektrischer Ausfälle zurückzuführen war, die zu einem schwerwiegenden Scheitern der Mission führten.
Nozomi (was „Hoffnung“ bedeutet) wurde ursprünglich am 4. Juli 1998 gestartet, um die obere Marsatmosphäre und ihre Wechselwirkung mit dem Sonnenwind zu untersuchen.
Nozomi wurde vom Institut für Weltraum- und Astronautikwissenschaften der Universität Tokio gebaut und soll die für zukünftige Planetenmissionen benötigten Technologien entwickeln. Die Sonde ist mit zahlreichen wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet und soll eingehende Untersuchungen zur Struktur, Zusammensetzung und Dynamik der Atmosphäre sowie zum Magnetfeld des Mars durchführen.
Aufgabenübersicht
Start und erste Umlaufbahn
Nozomi wurde mit der dritten M-V-Trägerrakete gestartet und in eine elliptische geostationäre Parkumlaufbahn mit einem Perihel bei 340 Kilometern und einem Aphel bei 400.000 Kilometern gebracht.
Gravitationsunterstützung für Mond und Erde
Für die Reise zum Mars nutzte Nozomi am 24. September und 18. Dezember 1998 zwei Mondgravitationshilfen. Dieser Gravitationsmechanismus verleiht ihm die nötige Höhe und Geschwindigkeit, um in eine Erkundungsumlaufbahn um den Mars einzutreten.
Bei ihrem Vorbeiflug an der Erde am 20. Dezember 1998 kam es jedoch aufgrund eines defekten Ventils zu einem Treibstoffverlust und die Sonde konnte ihre geplante Umlaufbahn zum Mars nicht erreichen.
Neu angepasster Missionsplan
Da der ursprüngliche Kurs nicht beibehalten werden konnte, musste das Missionsteam einen neuen Plan entwickeln, um Nozomi weitere vier Jahre in der heliozentrischen Umlaufbahn zu halten und im Dezember 2003 oder Januar 2004 auf den Mars zu treffen.
Ursprung des Stromausfalls
Die Herausforderung des ersten Vorbeiflugs an der Erde
Während einer Annäherung an die Erde zur Unterstützung der Schwerkraft am 21. April 2002 beschädigte eine starke Sonneneruption Nozomis Kommunikations- und Energiesysteme. Diese Probleme entwickelten sich schließlich zu einer schweren Krise.
Leider gefror aufgrund eines Batterieausfalls der Treibstoff, was die Forscher für den Rest der Mission unter Druck setzte.
Zweiter Vorbeiflug an der Erde und endgültiges Scheitern
Während des nahen Vorbeiflugs an der Erde am 19. Juni 2003 taute der Hydridtreibstoff vollständig auf, sodass die Sonde die geplanten Manöver erfolgreich durchführen konnte. Gegen Dezember schlugen jedoch die Versuche fehl, das Haupttriebwerk für den Eintritt in die Umlaufbahn vorzubereiten, und wurden am 9. Dezember desselben Jahres endgültig abgebrochen.
Rand des Mars
Nozomi flog am 14. Dezember 2003 wie geplant am Mars vorbei, schaffte es jedoch nicht, die geplante Marsumlaufbahn zu erreichen. Schließlich gelangte es für etwa zwei Jahre in eine heliozentrische Umlaufbahn und verließ sie mit endlosem Bedauern.
Die ursprüngliche Absicht dieser Mission bestand darin, ein tieferes Verständnis der Thermosphäre, der Region mit geringer Schwerkraft und der Atmosphäre des Mars zu erlangen, doch mit dem Scheitern von Nozomi sind diese Träume nun zu einer unerreichbaren Vision geworden.
Wissenschaftliche Instrumente und Erkundungsergebnisse
Obwohl Nozomi seine Hauptmission nicht erfüllen konnte, lieferte es dennoch einige wichtige wissenschaftliche Daten, darunter eine Messung des Lyman-Alpha-Lichts. Diese Daten sind nicht unbemerkt geblieben und haben nach wie vor Auswirkungen auf die wissenschaftliche Gemeinschaft.
Fazit
Nozomis Geschichte ist ein Mikrokosmos der Höhen und Tiefen der Weltraumforschung und erinnert uns daran, dass wir trotz aller technischen Fortschritte immer noch mit unerwarteten Einschränkungen und Herausforderungen konfrontiert werden können. Dies wirft auch die Frage auf, wie künftige Missionen ähnliche Dilemmas besser vermeiden können, um der Menschheit die weitere Erforschung und das Verständnis des unbekannten Universums zu ermöglichen.
