¿Cuánto de la misión original de Akatsuki será posible?

Sin su propulsor principal, el motor de maniobra en órbita (OME), se ha descartado por completo como posible reiniciar (lo intentaron, pero solo obtuvieron una pequeña fracción de empuje, alrededor del 10%) e incluso arrojaron oxidante (óxidos mixtos de nitrógeno , o MON) para ahorrar en la masa de la nave espacial, ya que los propulsores del sistema de control de reacción (RCS) no lo necesitan, la inyección de periápside extremadamente baja (300 km) en la órbita venusiana elíptica ya no es una opción.

Los propulsores RCS, que tienen un empuje mucho más pequeño y también un impulso específico más pequeño, requerirán un tiempo de combustión más prolongado en el periapsis para reducir suficientemente el apoapsis (con la ayuda del efecto Oberth ) para que el orbitador permanezca en la órbita de Venus y no sea expulsado una vez más a la órbita heliocéntrica. , como sucedió en el primer intento. Y el aerofrenado no es una opción para esta embarcación, ya que no incluye un escudo térmico. Entonces, la única forma de hacer eso con los propulsores RCS es aumentar el periapsis y, con ello, extender el tiempo. El artículo de Wikipedia menciona que el periapsis aumentará de 300 km a 5000 km para facilitar eso, pero eso está marcado con la cita necesaria, y no pude confirmar ese número. Aún así, tiene sentido, así que asumiré que es correcto. Bajar más tarde el periapsis desde la altitud de inserción inicial probablemente tampoco esté sobre la mesa, porque eso requiere quemaduras de apoapsis delta-v altamente ineficientes, y la nave no tendría suficiente hidracina para completar quemaduras más exigentes para las que nunca fue diseñada.

Takeshi Imamura menciona en su presentación de inserción de Akatsuki en la órbita de Venus (PDF) al VEXAG (Grupo de Análisis de Exploración de Venus) de la NASA el 9 de abril de 2015 que Akatsuki intentará insertarse en una órbita altamente elíptica de 8 a 16 días en lugar de la planeada originalmente. 30 horas uno, pero la información allí no dice mucho sobre periapsis o apoapsis, solo su eje semi-mayor que estaría entre 150,000 y 250,000 km en lugar de 40,000 km .

Por lo tanto, suponiendo un periápside de 5000 km en lugar de 300 km sobre Venus, todos sus instrumentos perderán gran parte de su poder de resolución, y eso probablemente significa que su cámara de emisiones térmicas de onda larga infrarroja (LIR) mide el diferencial de temperatura en la parte superior de la nube. no podrá detectar detalles más finos en formaciones de nubes. Tiene una resolución espacial de 0,05° que corresponde a ~70 km en la superficie de Venus visto desde el apoapsis y ~26 km desde la distancia de 5 Rv ( Rves el radio de Venus o 6.051,8 ±1,0 km). Del mismo modo, su cámara Lightning and Airglow Camera (LAC) de alta velocidad que se suponía que detectaría relámpagos y brillo atmosférico en el lado nocturno de Venus no podrá detectar descargas más pequeñas, si es que las hay. Todavía es razonable suponer que debería poder detectar su resplandor junto con LIR y los destellos más brillantes en la ionización de su entorno. Su sensibilidad es 1/100 del rayo estándar en la Tierra cuando se ve desde 1000 km de altitud .

   ^{Esquema de la cámara Lightning y Airglow. Fuente de la imagen: JAXA Venus Climate Orbiter "AKATSUKI" (PLANET-C)}

Otros tres de sus cinco generadores de imágenes, además de las ya mencionadas cámaras de 1 μm (IR1) y 2 μm (IR2), y el generador de imágenes ultravioleta (UVI), aún deberían proporcionar un rendimiento científico bastante bueno. Aunque con una resolución más pequeña, y es posible que pasen por alto eventos volcánicos más pequeños, también se beneficiarán de pases de periapsis más lentos en relación con la superficie de Venus y la dirección de su atmósfera súper rotatoria. Por supuesto, todo esto no es más que una teoría hasta el momento, ya que nada garantiza realmente que su segunda inyección funcione bien. Y cabe señalar que todos los instrumentos científicos de Akatsuki han estado apagados durante más de tres años debido a limitaciones térmicas y solo se encenderán justo antes de la VOI (Venus Orbit Injection). Sus baterías también tendrían una capacidad degradada a estas alturas y Es cuestionable si podrán soportar los requisitos de energía de todos los instrumentos en el lado nocturno de Venus. Crucemos los dedos aunque.

     ^{Observación tridimensional de Akatsuki de la atmósfera desde la órbita de Venus. Fuente de la imagen: JAXA / Takeshi Imamura (PDF)}

Consulte PLANET-C: Venus Climate Orbiter mission of Japan (PDF), Takeshi Imamura et al., para obtener una descripción de los instrumentos de la nave espacial y su diseño y limitaciones, y Hacia la inserción en la órbita de Venus de Akatsuki (PDF), Takeshi Imamura para VEXAG, para algunos detalles bastante recientes (9 de abril de 2015) sobre el estado del orbitador después de la inserción fallida de la órbita de Venus en 2010, lo que la ciencia aeronáutica de Venus ha hecho hasta ahora y los planes para el VOI de contingencia cinco años después.