のぞみ(のぞみ、日本語:のぞみ、文字通り「願い」または「希望」、打ち上げ前はプラネットBとして知られていた)は、電気系統の故障により火星に到達できなかった日本の火星周回探査機である。東京大学宇宙科学研究所によって製作され、1998年7月4日午前3時12分(日本標準時)(協定世界時1998年7月3日午後6時12分)に、軌道上での乾燥質量258kg、推進剤282kgで打ち上げられた。のぞみミッションは2003年12月31日に終了した。
のぞみは、火星上層大気とその太陽風との相互作用を研究し、将来の惑星探査ミッションで使用する技術を開発するために設計されました。具体的には、探査機に搭載された機器は、電離層の構造、組成、および動態、太陽風の大気圏への影響、大気成分の流出、固有磁場、太陽風磁場の浸透、磁気圏の構造、および火星上層大気と火星周回軌道上の塵を測定する予定でした。このミッションでは、火星表面の画像も送信される予定でした。

宇宙船は1998年9月24日と1998年12月18日に月スイングバイを行い、軌道の遠地点を高くした。 [ 2 ]


1998年12月20日、地球の近地点約1000kmで地球をフライバイした 。フライバイによる重力アシストと7分間の二液式ロケットの燃焼により、のぞみは火星への脱出軌道に乗った。1999年10月11日7時45分14秒(協定世界時)に火星に到着する予定だったが、地球スイングバイ中にバルブが故障し燃料が失われたため、探査機は計画された軌道に到達するのに十分な加速を得られなかった。12月21日の2回の軌道修正噴射で計画よりも多くの推進剤が消費され、探査機は燃料不足となった。[ 2 ]
新たな計画では、のぞみは太陽中心軌道にさらに4年間留まり、2002年12月と2003年6月に2回の地球フライバイを行い、2003年12月または2004年1月1日に相対速度を落として火星に接近することになっていた。[ 2 ]
2002年4月21日、地球接近のための重力アシスト操作中、強力な太陽フレアによって探査機の通信システムと電力システムが損傷を受けた。姿勢制御加熱システムを制御する電源セルで短絡が発生し、ヒドラジン燃料が凍結した。探査機が地球に接近するにつれて燃料は解凍し、地球フライバイのための軌道修正操作は成功した。
2003年6月19日には、地球から11,000km以内の別のフライバイが行われた。この操作のために、宇宙船が太陽 に近かったため、燃料は完全に解凍されていた。しかし、2003年12月9日、12月14日のメインスラスタによる軌道投入噴射に備えるための機体の姿勢制御の試みが失敗し、ミッションを救うための努力は断念された。12月9日には小型スラスタが噴射され、最接近距離が1,000kmにまで移動した。これは、探査機が誤って火星に衝突し、地球の細菌で惑星を汚染する可能性を避けるためであった。なぜなら、この周回機は着陸を想定しておらず、したがって適切に滅菌されていなかったからである。
探査機は2003年12月14日に火星をフライバイし、その後約2年間の太陽周回軌道に入った。
のぞみは、火星表面から300kmの近点、火星半径の15倍の遠点、黄道面に対する170度の傾斜角を持つ、非常に偏心した火星軌道に投入される予定だった。投入後まもなく、マストとアンテナが展開される予定だった。近点は150kmまで下げられ、軌道周期は約38.5時間となるはずだった。探査機は、スピン軸(およびパラボラアンテナ)を地球に向けて、7.5rpmでスピン安定化される予定だった。軌道の近点部分では、熱圏と下部外気圏のその場での測定、および下層大気と表面のリモートセンシングが可能になるはずだった。軌道の遠方部分は、火星から放出されるイオンと中性ガス、およびそれらと太陽風との相互作用の研究に使われる予定だった。このミッションは、火星の1年(地球の約2年)を予定していた。ミッション期間を延長すれば、3年から5年間運用できた可能性があった。また、この探査機は火星の衛星フォボスとダイモスにもカメラを向ける予定だった。
のぞみ探査機は、高さ0.58メートル、角が切り取られた1.6メートル四方の角柱だった。対向する2面からは、シリコン太陽電池を内蔵したソーラーパネルが突き出ており、探査機に直接、またはニッケル水素電池を介して電力を供給していた。上面にはパラボラアンテナがあり、下面からは推進装置が突き出ていた。側面からは、5メートルの展開式マストと1メートルのブームが伸びており、先端から先端まで50メートルの細いワイヤーアンテナが2組設置されていた。探査機の側面には、他にも様々な機器が配置されていた。探査機の通信は、8410.93MHzのXバンドと2293.89MHzのSバンドで行われた 。
のぞみに搭載された14の観測機器は、イメージングカメラ、中性質量分析計、ダストカウンター、熱プラズマ分析器、磁力計、電子・イオンスペクトル分析器、イオン質量分析計、高エネルギー粒子実験装置、VUVイメージング分光計、サウンダー・プラズマ波検出器、LF波分析器、電子温度プローブ、UVスキャナであった。科学観測機器の総質量は33kgであった 。既存の無線機器と超安定発振器を用いて、電波科学実験も実施可能であった。
発射時ののぞみの総質量は、282kg の推進剤を含めて 540kgであった。[ 2 ]
カナダは500万ドルの熱プラズマ分析装置を提供した。[ 3 ]これはカナダ宇宙庁にとって惑星間ミッションへの初の参加であった。[ 4 ](以前には、カナダ国立研究評議会がユリシーズ惑星間ミッションに高フラックス望遠鏡(HFT)を提供していた。[ 5 ])
のぞみは、惑星間空間での様々な科学観測の過程で、ライマンアルファ光の測定に関する有用なデータを送信した。[ 6 ]
のぞみ計画の失敗は、カナダにとって500万ドルの損失となる。
。カナダ国立研究評議会のヘルツベルク天体物理学研究所(HIA)は、ユリシーズ宇宙船に搭載された宇宙線および太陽粒子調査装置(COSPIN)に計測機器と試験装置を提供しました。COSPIN装置は、広範囲のエネルギーにわたる高エネルギー核子と電子を測定する5つのセンサーで構成されています。これは、カナダが深宇宙惑星間ミッションに初めて参加した事例です。