Mars 96 (a veces llamada Mars-8 ) fue una misión fallida a Marte lanzada en 1996 para investigar Marte por las Fuerzas Espaciales Rusas y no relacionada directamente con el programa de sondas soviéticas a Marte del mismo nombre. Después del fracaso de la segunda quema de la cuarta etapa, el conjunto de la sonda reingresó a la atmósfera de la Tierra , rompiéndose en una porción de 320 km (200 mi) de largo del Océano Pacífico , Chile y Bolivia . [1] La nave espacial Mars 96 se basó en las sondas Phobos lanzadas a Marte en 1988. Eran de un nuevo diseño en ese momento y ambas finalmente fallaron. Para la misión Mars 96, los diseñadores creyeron que habían corregido los defectos de las sondas Phobos, pero el valor de sus mejoras nunca se demostró debido a la destrucción de la sonda durante la fase de lanzamiento.
Mars 96, la única sonda lunar o planetaria soviética/rusa de la década de 1990, fue una ambiciosa misión para investigar la evolución de la atmósfera marciana, su superficie y su interior. Originalmente planificada como dos naves espaciales, Mars 94 y Mars 96, las misiones se retrasaron y se convirtieron en Mars 96 y Mars 98. Posteriormente, Mars 98 se canceló, dejando a Mars 96 como la primera misión espacial profunda rusa más allá de la órbita terrestre desde el colapso de la Unión Soviética. La nave espacial completa comprendía un orbitador, dos pequeñas estaciones autónomas y dos penetradores independientes. [2]
Se trataba, sin embargo, de una misión muy ambiciosa y la sonda interplanetaria más pesada lanzada hasta entonces. La misión incluía un amplio conjunto de instrumentos proporcionados por Francia , Alemania , otros países europeos y Estados Unidos . Desde entonces se han utilizado instrumentos similares en la Mars Express , lanzada en 2003. Su científico del proyecto fue Alexander Zakharov .
La misión Mars 96 tenía como objetivo mejorar nuestra comprensión de Marte. El objetivo científico de la misión era estudiar la historia evolutiva de la superficie, la atmósfera y la estructura interna del planeta. Durante el crucero se realizarían otros estudios, como estudios astrofísicos, que pueden dividirse en varias categorías:
Los estudios de la superficie marciana incluirían un estudio topográfico global, cartografía mineralógica, composición del suelo y estudios de la criolitozona y su estructura profunda.
Los estudios de la atmósfera debían incluir el clima, la abundancia de ciertos elementos, iones y productos químicos como agua, dióxido de carbono, ozono y otros, el monitoreo global general, las variaciones de presión a lo largo del tiempo y la caracterización de los aerosoles.
Los estudios de la estructura del planeta debían encontrar el espesor de la corteza, estudiar el campo magnético marciano, estudiar el flujo térmico , buscar la posibilidad de volcanes activos y estudiar la actividad sísmica.
Los estudios del plasma tenían como objetivo estudiar la fuerza y la orientación del campo magnético, el estudio de los iones y la composición energética del plasma durante el crucero interplanetario y cerca de Marte, y el estudio de la magnetosfera y sus límites.
Durante el crucero interplanetario se llevarían a cabo estudios astrofísicos, entre ellos, estudios de explosiones gamma cósmicas y de oscilaciones del Sol y otras estrellas.
El orbitador Mars 96 era una nave espacial de 3 ejes estabilizada por el Sol y las estrellas que se basaba en el diseño de los orbitadores Phobos . Tenía una antena desplegable de ganancia alta y media. Dos grandes paneles solares estaban unidos a cada lado de la nave espacial. También tenía una unidad de propulsión desechable que se separaría en algún momento después de la inserción en la órbita de Marte. Dos estaciones de superficie estaban unidas en la parte superior de la nave espacial. Dos penetradores estaban unidos a la unidad de propulsión. También tenía un sistema MORION que era la interfaz central, el microprocesador y el sistema de memoria. El orbitador tenía una masa total, con combustible, de 6180 kg. Tenía una masa seca de 3159 kg.
Cada estación de superficie estaba contenida en una carcasa aerodinámica de aproximadamente un metro de alto y un metro de diámetro. Cada estación tenía una unidad de procesamiento de datos de la estación (SDPI) para controlar las operaciones de la estación, una unidad de telecomunicaciones con un transmisor y un receptor para la transferencia de datos y una fuente de alimentación que consistía en dos generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG), una batería y electrónica para controlar la carga de la batería. Cada estación de superficie también llevaba un disco compacto que contenía historias de ciencia ficción, sonido y arte que han inspirado la exploración de Marte. Estaba pensado como un regalo para futuros exploradores humanos. La vida útil prevista de cada estación de superficie era de un año.
Cada penetrador constaba de dos estructuras principales: el cuerpo delantero y el cuerpo posterior. Cuando el penetrador tocaba la superficie, el cuerpo delantero estaba diseñado para separarse y ahondar entre 5 y 6 metros en la superficie, mientras que el cuerpo posterior permanecía en la superficie conectado al cuerpo delantero mediante cables. El cuerpo delantero contenía el equipo de mantenimiento y parte del paquete de análisis, mientras que el cuerpo posterior contenía el resto del paquete de análisis y el equipo de radio. Cada penetrador estaba alimentado por un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) y una batería. La vida útil prevista de cada penetrador era de un año.
Dos estaciones de superficie, cada una de ellas con:
Dos penetradores, cada uno con:
El lanzamiento se iba a realizar el 16 de noviembre de 1996 en un vehículo de lanzamiento Proton 8K82K/11S824F . Se trata de un cohete de cuatro etapas en una configuración que sólo había volado dos veces antes, ambas para lanzar la nave espacial Phobos hacia Marte en 1988. Las tres primeras etapas debían arder hasta agotar el combustible. La cuarta etapa, llamada Blok D-2, se encendería entonces para colocarla junto con la nave espacial en una órbita de estacionamiento alrededor de la Tierra . Más tarde se volvería a encender para comenzar la maniobra de inyección trans-Marte. Después de que se apagara la cuarta etapa, la nave espacial se separaría, desplegaría sus antenas y utilizaría su unidad de propulsión para completar la combustión. Una vez completado esto, la nave espacial desplegaría sus paneles solares y la plataforma científica PAIS.
El viaje debía durar unos diez meses. Se habían previsto dos correcciones de rumbo durante el viaje. También se realizarían estudios astrofísicos durante el viaje interplanetario. La llegada a Marte estaba prevista para el 12 de septiembre de 1997.
De cuatro a cinco (preferiblemente cinco) días antes de la llegada, la nave espacial debía liberar ambas estaciones de superficie para que aterrizaran en dos sitios separados en el hemisferio norte. Después de la liberación, la nave espacial realizaría una maniobra de desviación para cambiar la trayectoria del orbitador a una ruta de sobrevuelo en preparación para la inserción en órbita. En el momento apropiado, con el motor principal de la unidad de propulsión orientado hacia la dirección de vuelo, la nave espacial haría un encendido para reducir la velocidad y entrar en la órbita de Marte. La órbita inicial de Marte tendría un periapsis de 500 km, un apoapsis de aproximadamente 52.000 km, con un período orbital de 43,09 horas.
Mientras el orbitador realizaba la combustión de inserción en órbita, ambas estaciones de superficie debían realizar un aterrizaje suave en Marte. Ambas secuencias de aterrizaje eran idénticas. Comenzaban con la desaceleración de la nave por la presión aerodinámica. A una altitud de 19,1 km, se desplegaría un paracaídas, seguido de la separación del escudo térmico a 18,3 km y el inflado de las bolsas de aire a 17,9 km. Cuando el módulo de aterrizaje, amortiguado por las bolsas de aire, tocara el suelo, el paracaídas se separaría. La bolsa de aire finalmente se detendría, después de lo cual ambas bolsas de aire se separarían, revelando el módulo de aterrizaje. Los cuatro pétalos se abrirían y el módulo de aterrizaje enviaría una señal al orbitador cuando pasara sobre el lugar de aterrizaje.
La primera tarea que realizaría el orbitador después de alcanzar la órbita de Marte era recibir una señal de ambas estaciones de superficie para confirmar el aterrizaje. El plazo para que los Penetradores aterrizaran sería de siete a veintiocho días después de la inserción en la órbita de Marte. La fase científica primaria del orbitador no podía comenzar hasta que se liberaran ambos Penetradores y se desechara la unidad de propulsión.
El aterrizaje de cada penetrador sería idéntico. Comenzaría con la puesta en marcha del penetrador para estabilizarlo, seguido de la separación del orbitador. El penetrador encendería un motor de cohete sólido que comenzaría a soltarlo de la órbita. Después de 20 a 22 horas, el penetrador se encontraría con la atmósfera marciana. Luego desplegaría un dispositivo de frenado. Cuando impacte, el cuerpo delantero se separará y se hundirá más profundamente que el cuerpo principal. Luego realizará una sesión de comunicaciones con el orbitador para confirmar el aterrizaje.
Aproximadamente un mes después de la inserción en órbita, una vez liberados los penetradores, el orbitador se desharía de su unidad de propulsión. La unidad de propulsión interferiría con el despliegue del instrumento LWR y la plataforma ARGUS y tiene que ser desechada antes de que pueda comenzar la fase científica primaria. La misión nominal del orbitador habría durado un año terrestre. Después de que se deshiciera de la unidad de propulsión, el orbitador tenía un sistema de empuje de baja potencia para el mantenimiento de la órbita. Durante la fase nominal fue posible un sobrevuelo de Deimos , pero un sobrevuelo de Fobos no fue posible hasta después de la misión nominal. Si se aprobara una misión prolongada, el frenado aerodinámico durante un período de dos a tres meses habría reducido el período orbital a aproximadamente nueve horas.
El vehículo de lanzamiento despegó el 16 de noviembre de 1996 a las 20:48:53 UTC . El vehículo de lanzamiento funcionó correctamente hasta la órbita de estacionamiento. El segundo encendido planeado de la cuarta etapa del bloque D-2 no se llevó a cabo. La nave espacial se separó y luego realizó el encendido del motor automáticamente. Desafortunadamente, sin el encendido de la cuarta etapa, la nave espacial bajó su perigeo de regreso a la atmósfera de la Tierra, lo que provocó el reingreso. La cuarta etapa reingresó en una órbita posterior. Existe un desacuerdo entre las fuentes estadounidenses y rusas sobre la cronología. [3]
Una junta de revisión no pudo determinar si el accidente de Mars 96 se debió a un fallo de la etapa superior del bloque D-2 del vehículo de lanzamiento Proton-K o a un mal funcionamiento de la propia nave espacial Mars 96. La junta de investigación de fallos concluyó que la falta de datos de telemetría durante las partes críticas de la misión impidió la identificación de la causa del fallo. El fallo se produjo en el segundo encendido de la etapa superior Proton Blok D-2, mientras la nave espacial estaba fuera del alcance de las estaciones terrestres rusas. La nave espacial Mars 96 transportaba 200 gramos de plutonio-238 en forma de pequeñas bolitas. Fueron diseñadas para soportar el calor y el impacto y se cree que sobrevivieron al reingreso. La etapa Blok D-2 no transportaba plutonio. Se cree que la nave espacial se estrelló en algún lugar de un óvalo de 320 km de largo por 80 km de ancho que corre de suroeste a noreste y cuyo centro está a 32 km al este de Iquique, Chile . No se han recuperado partes de la nave espacial ni de la etapa superior. [4]
En un principio se creyó que el conjunto de la Marte 96 se quemó en la atmósfera y que los restos cayeron en el océano Pacífico . [3] Sin embargo, en marzo de 1997, el Comando Espacial de los Estados Unidos admitió que había calculado mal la trayectoria de reingreso del satélite. "Teníamos conocimiento de una serie de relatos de testigos oculares del evento de reingreso a través de los medios de comunicación varias semanas después de que se produjera el reingreso", escribió el mayor Stephen Boylan, jefe de la División de Medios de Comunicación del Comando Espacial de los Estados Unidos en Colorado Springs, Colorado . "Tras un análisis más profundo, creemos que es razonable que el impacto se haya producido de hecho en tierra". [1] La Marte 96 llevaba cuatro conjuntos diseñados para entrar en la atmósfera marciana, dos penetradores de superficie y dos estaciones de superficie. Estos casi con toda seguridad habrían sobrevivido a la entrada en la atmósfera de la Tierra. Los dos penetradores de superficie estaban diseñados para sobrevivir a un impacto con el suelo. A pesar de esto y del hecho de que los cuatro conjuntos transportaban un total combinado de 200 gramos de plutonio-238 como combustible, los rusos no han realizado ningún esfuerzo de recuperación hasta la fecha. [1]
Varias misiones posteriores, tanto planificadas como exitosas, se basan en la tecnología de Mars 96 , por ejemplo, Mars Express de la ESA (lanzada en 2003), NetLander (cancelada) y su sucesora MetNet (propuesta para lanzamientos en 2016-2019), cancelada. [ cita requerida ] Algunos de los diseños de equipos de Mars 96 se utilizaron para los experimentos MARS-500 . [5]
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