O Mars Climate Orbiter (MCO), inicialmente denominado Mars Surveyor '98 Orbiter, foi uma sonda espacial norte-americana projetada e construída pelo Laboratório de Propulsão a Jato (JPL). O MCO foi lançado em 11 de dezembro de 1998 a partir de Cabo Canaveral por um foguete Delta II 7425, alcançando Marte 9,5 meses depois, em 23 de setembro de 1999.
O MCO e seu módulo de pouso, o Mars Polar Lander (MCL), anteriormente denominado Mars Surveyor '98 Lander, faziam parte de uma única missão - o programa Mars Surveyor '98, cujo objetivo primário era o estudo do clima marciano. As naves espaciais transportando o MCO e o MCL foram lançadas separadamente ao longo de um curto período de tempo.
Em contraponto a missões com preocupações mais geológicas, como a Mars Global Surveyor e o Mars Exploration Rover, o MCO e o MCL objetivavam o levantamento das variáveis atmosféricas de Marte, de maneira a entender como a água e o dióxido de carbono são acumulados, sua interação entre a atmosfera e a superfície e sua volatilidade, à procura de evidências de como foi o passado climático e como será o seu futuro.
Contudo, o MCO foi destruído na atmosfera de Marte devido a um erro de navegação. A nave espacial deveria efetuar sua inserção na órbita de Marte a uma altitude de 140 a 150 km da superfície. Porém, devido a um erro de cálculo, a manobra de inserção orbital foi feita a uma altitude de 57 km, o que causou a destruição da nave espacial pela sua fricção com a atmosfera de Marte. O erro deveu-se a equipe da terra, que fez o uso de medidas inglesas para calcular os parâmetros para a manobra inserção orbital, enviando-os à nave, cujos sistemas, contudo, apenas realizavam cálculos no Sistema Internacional de Unidades.
A missão principal do MCO estava programada para durar um ano marciano, equivalente a aproximadamente dois anos terrestres. Para além de sua missão científica, o MCO também serviria de retransmissor ao MCL por um período de cinco anos e auxiliaria nas retransmissões de dados dos veículos exploradores de Marte.
Nave espacial e seus subsistemas
O Mars Climate Orbiter era uma sonda com a forma aproximada de uma caixa de 2,1 m de altura, 1,6 m de largura e de 2 m de profundidade; constituída de dois sistemas. O sistema de propulsão e os módulos de pesquisa. A massa total da nave era de 629 kg, incluindo 291 kg de propelente. Seus painéis solares tinham as dimensões de 5,5 por 5,5 metros perfazendo 11 metros quadrados de área.
Estes painéis podiam girar em torno de dois eixos. A antena de alto-ganho tinha 1,3 m de diâmetro e estava situada no topo da nave. Seus principais instrumentos o Mars Color Imager - MARCI, o Pressure Modulator Infrared Radiometer - PMIRR, além da antena de UHF e de suas baterias estavam montados na parte inferior da nave.
A propulsão era com combustível bipropelente, hidrazina e tetróxido de nitrogênio para o motor principal, com a força de 640 newtons e os foguetes auxiliares usavam a hidrazina como combustível. O orbitador possuía estabilização em três eixos.
A nave especial era alimentada por três painéis solares com células solares feitas de arseneto de gálio e germânio, com 5,5 m de comprimento e fornecia quando próximo da Terra 1 000 W de energia e 500 W em Marte.
A energia era acumulada em baterias de hidreto de níquel (NiH2). Comunicava-se com a Terra usando a banda X, com a antena de alto-ganho de 15 W, tanto na emissão como na recepção, além das antenas de médio-ganho e de baixo-ganho. O sistema de UHF tinha a potência de 10 W com que se comunicava com o Mars Polar Lander. O computador de bordo era um chip RAD 6 000.
Houve dois períodos de lançamentos. O período primário foi de 10 a 17 de dezembro e o período secundário foi de 18 a 25 de dezembro. Ocorrendo o lançamento no período primário haveria grandes chances de o orbitador completar a fase da aerofrenagem antes da chegada da Mars Polar Lander.
Sendo lançado no período secundário haveria a necessidade de requerer um elevado uso da aerofrenagem, para o orbitador poder iniciar suas funções de retransmissor na data esperada. A janela de lançamento era diária e havia duas oportunidades de lançamento. O orbitador foi lançado logo no segundo dia do período primário, em 11 de dezembro de 1998 às 18 h 45min 51 s (UTC).
Foi utilizado o foguete Delta II 7425 para lançar o Mars Climate Orbiter e o Mars Polar Lander, Este foguete é similar ao Delta II 7925, a mais poderosa versão deste modelo que foi utilizado nas missões da NASA, Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR), Mars Pathfinder e Mars Global Surveyor, exceto pelo fato de utilizar apenas quatro foguetes auxiliares em vez de nove.
Cada foguete auxiliar de combustível sólido têm 1 m de diâmetro por 13 m de altura. Utilizam como propelente o hydroxyl-terminated polybutadiene e seu encapsulamento é feito com o material composto denominado: grafite-epóxi.
O corpo principal do primeiro estágio tem 2,4 m de diâmetro e 26,1 m de altura. Usa um motor tipo RS27 A e como propelentes utiliza o RP-1, um altamente refinado querosene e usa oxigênio líquido como combustível e oxidante.
O segundo estágio tem 2,4 m de diâmetro e 6 m de altura e é impulsionado pelo motor AJ-10-118K. Como propelente utiliza a Aerozine 50 (A-50), uma mistura de hidrazina e hidrazina dimetil assimétrica (UDMH) e usa tetróxido de nitrogênio como oxidante. Este motor é reiniciável e é assim necessário para colocar o orbitador rumo a Marte.
O terceiro estágio do foguete Delta 7425 é acionado pelo motor Motor Star 48 B da AtK Thiokol. Mede 2,12 m de altura e 1,2 m de largura. Este motor utiliza propelente sólido que consiste em uma mistura de alumínio, perclorato de amônia e hydroxyl-terminated polybutadiene (HTPB).