Хитоми (спутник) - Hitomi (satellite)

Хитоми (ひ と み)
Схема Astro-H (ru) .png
Художественное изображение Хитоми
ИменаASTRO-H
Новый рентгеновский телескоп
Тип миссииРентгеновская астрономия
ОператорJAXA
COSPAR ID2016-012A
SATCAT нет.41337
Продолжительность миссииПланируется: 3 года
Финал: ≈37 дней и 16 часов
Свойства космического корабля
Стартовая масса2700 кг (6000 фунтов)[1]
РазмерыДлина: 14 м (46 футов)[1]
Мощность3500 Вт[1]
Начало миссии
Дата запуска17 февраля 2016, 08:45 (2016-02-17UTC08: 45) универсальное глобальное время[2]
РакетаH-IIA 202, № 30[2]
Запустить сайтКосмический центр Танегасима, Япония[2]
Конец миссии
УтилизацияРазрушен
Разрушен26 марта 2016 г. (2016-03-27), ≈01: 42 UTC[3]
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимНизкая Земля
Большая полуось6948,6 км (4317,7 миль)
Эксцентриситет0.0015
Высота перигея559,85 км (347,87 миль)
Высота апогея581,10 км (361,08 миль)
Наклон31.01°
Период96 мин.
РААН67.28°
Аргумент перигея291.82°
Средняя аномалия68.07°
Среднее движение14,99 об / сутки
Эпоха27 марта 2016, 17:27:54 UTC[4]
 

Хитоми (Японский: ひ と み), также известный как ASTRO-H и Новый рентгеновский телескоп (Следующий), был Рентгеновская астрономия спутник по заказу Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) для изучения чрезвычайно энергичных процессов в Вселенная. Космическая обсерватория была разработана для расширения исследований, проводимых Усовершенствованный спутник для космологии и астрофизики (ASCA) путем исследования диапазона жесткого рентгеновского излучения выше 10 кэВ. Первоначально спутник назывался «Новый рентгеновский телескоп»;[5] на момент запуска он назывался ASTRO-H.[6] После вывода на орбиту и развертывания солнечных батарей его переименовали. Хитоми.[7] Новое название относится к зрачку глаза и к легенде о изображении четырех драконов, два из которых получили глаза и полетели в небо, а два остались безглазыми и остались неподвижным искусством.[6] Космический корабль был запущен 17 февраля 2016 г., а 26 марта 2016 г. контакт был потерян из-за многочисленных инцидентов с контроль отношения система, приводящая к неконтролируемой скорости вращения и разрушению структурно слабых элементов.[8]

Цели

Хитомис Целью было исследование крупномасштабной структуры и эволюции Вселенной, а также распределения темной материи в скоплениях галактик.[9] и как с течением времени эволюционируют скопления галактик;[6] как материя ведет себя в сильных гравитационных полях[9] (например, втекание материи в черные дыры[6]), чтобы изучить физические условия в регионах, где ускоряются космические лучи,[9] а также наблюдение сверхновых.[6] Для этого он был разработан так, чтобы:[9]

  1. Визуализация и спектроскопический измерения с жестким Рентгеновский телескоп;[9]
  2. Спектроскопические наблюдения с чрезвычайно высоким энергетическим разрешением с использованием микрокалориметра;[9]
  3. Чувствительные широкополосные наблюдения в диапазоне энергий 0,3-600 кэВ.[9]

Это был шестой из серии рентгеновских спутников JAXA,[9] который начался в 1979 году,[7] и он был разработан для наблюдения за источниками, которые на порядок слабее, чем его предшественник, Сузаку.[6] Планируемая продолжительность его миссии составляла три года.[7] На момент запуска наблюдения на орбите вели два других крупных рентгеновских спутника: Рентгеновская обсерватория Чандра и XMM-Ньютон, оба из которых были запущены в 1999 году.[6]

Инструменты

Фокусировка рентгеновских лучей с помощью оптической системы Wolter Type-1

Зонд оснащен четырьмя приборами и шестью детекторами для наблюдения фотонов с энергией от мягкого рентгеновского до гамма-излучения с высоким разрешением по энергии.[9][7] Хитоми был создан в результате международного сотрудничества под руководством JAXA с более чем 70 учреждениями в Японии, США, Канаде и Европе,[9] и более 160 ученых.[10] При массе 2,7 тонны (2700 кг),[9][7] При запуске Хитоми была самой тяжелой японской рентгеновской миссией.[1] Длина спутника составляет около 14 м (46 футов).[7]

Два телескопа с мягким рентгеновским излучением (SXT-S, SXT-I) с фокусным расстоянием 5,6 м (18 футов) фокусируют свет на спектрометр мягкого рентгеновского излучения (SXS),[9] предоставленный НАСА,[11] с диапазоном энергий 0,4-12 кэВ для высокого разрешения Рентгеновская спектроскопия,[нужна цитата ] и мягкий рентгеновский сканер (SXI),[9] с диапазоном энергий 0,3-12 кэВ.[нужна цитата ]

Два жестких рентгеновских телескопа (HXT) с фокусной длиной 12 м (39 футов),[9][12] сфокусировать свет на двух жестких рентгеновских аппаратах (HXI),[9] с диапазоном энергий 5-80 кэВ,[12] которые устанавливаются на пластине, расположенной в конце 6-метрового (20 футов) выдвижного оптического стенда (EOB), который развертывается после вывода спутника на орбиту.[9] В Канадское космическое агентство (CSA) предоставила канадскую метрологическую систему ASTRO-H (CAMS),[13][14] это лазерная система юстировки, которая будет использоваться для измерения искажений в выдвижной оптической скамейке.

Два мягких детектора гамма-излучения (SGD), каждый из которых содержит три блока, были установлены с двух сторон спутника с использованием нефокусирующих детекторов для наблюдения мягкого гамма-излучения с энергией от 60 до 600 кэВ.[1][9]

В Нидерландский институт космических исследований (SRON) в сотрудничестве с Женевский университет предоставил колесо фильтра и источник калибровки для спектрометр.[15][16]

Запуск

Запуск спутника планировался на 2013 год, по состоянию на 2008 год.[11] позже пересмотрен на 2015 по состоянию на 2013 год.[10] По состоянию на начало февраля 2016 года он был запланирован на 12 февраля, но был отложен из-за плохих прогнозов погоды.[17]

Хитоми запущен 17 февраля 2016 г. в 08:45 UTC[6][7] в низкая околоземная орбита примерно 575 км (357 миль).[9] Круговая орбита имела период около 96 минут и наклонение 31 градус.[9] Он был запущен с Космический центр Танегасима на борту H-IIA ракета.[9][6] Спустя 14 минут после запуска спутник отделился от ракеты. Позднее солнечные батареи были развернуты согласно плану, и началась проверка на орбите.[6]

Потеря космического корабля

27 марта 2016 г. JAXA сообщил, что общение с Хитоми «отказал с начала эксплуатации» 26 марта в 07:40 UTC.[18] В тот же день США Объединенный центр космических операций (JSpOC) объявлено Twitter что он заметил разрыв спутника на 5 частей в 08:20 UTC 26 марта 2016 года,[19] и его орбита также внезапно изменилась в тот же день.[20] Более поздний анализ, проведенный JSpOC, показал, что фрагментация, вероятно, произошла около 01:42 UTC, но нет никаких доказательств того, что космический корабль был поражен обломками.[3] В период с 26 по 28 марта JAXA сообщило о получении трех коротких сигналов от Хитоми; в то время как сигналы были смещены на 200 кГц от ожидаемого Хитоми, их направление происхождения и время приема позволяют предположить, что они были законными.[21] Однако более поздний анализ показал, что сигналы исходили не от Хитоми но от неизвестного радиоисточника, не зарегистрированного Международный союз электросвязи.[21][22]

JAXA заявило, что они работают над восстановлением связи и контроля над космическим кораблем,[18] но что «на восстановление потребуются месяцы, а не дни».[23] Первоначально предполагаемые возможности потери связи заключаются в том, что утечка газообразного гелия, взрыв батареи или застрявший двигатель малой тяги заставили спутник начать вращение, а не катастрофический отказ.[20][24][25] 1 апреля JAXA объявило, что Хитоми потерял контроль над ориентацией примерно в 19:10 UTC 25 марта. Однако после анализа инженерных данных непосредственно перед потерей связи не было обнаружено никаких проблем ни с гелиевым баллоном, ни с батареями.[26]

В тот же день JSpOC опубликовал орбитальные данные для десяти обнаруженных обломков, на пять больше, чем сообщалось изначально, включая один кусок, который был достаточно большим, чтобы его можно было сначала спутать с основной частью космического корабля.[27][28] Любители-следопыты наблюдали то, что считалось Хитоми кувыркается на орбите с сообщениями о том, что основной корпус космического корабля (Объект A) вращается каждые 1,3 или 2,6 секунды, а следующая по величине часть (Объект L) вращается каждые 10 секунд.[28]

JAXA прекратило попытки найти спутник 28 апреля 2016 года, переключившись на расследование аномалий.[22][29] Было установлено, что цепочка событий, приведших к гибели космического корабля, началась с его инерциальный эталонный блок (IRU) сообщает о вращении на 21,7 градуса в час в 19:10 UTC 25 марта, хотя на самом деле автомобиль был устойчивым. В контроль отношения система пыталась использовать Хитомис колеса реакции чтобы противодействовать несуществующему вращению, которое заставляло космический корабль вращаться в противоположном направлении. Поскольку IRU продолжал сообщать неверные данные, колеса реакции начали накапливать чрезмерный импульс, отключив компьютер космического корабля и переведя его в режим «безопасного удержания». Затем управление ориентацией попыталось использовать свои двигатели для стабилизации космического корабля; то датчик солнца не смог зафиксировать положение Солнца, и продолжающиеся запуски двигателей вызвали Хитоми вращаться еще быстрее из-за неправильной настройки программного обеспечения. Из-за этой чрезмерной скорости вращения рано утром 26 марта откололось несколько частей космического корабля, включая, вероятно, солнечные батареи и расширенный оптический стенд.[8][21]

Замена

Отчеты Хитоми Миссия по замене впервые появилась 21 июня 2016 года.[30] Согласно статье из Kyodo News, JAXA рассматривала возможность запуска Hitomi 2 в начале 2020-х годов на борту нового японского Ракета-носитель H3.[30] Космический корабль будет почти копией Хитоми.[30] Однако статья от 27 июня Nikkei заявил, что некоторые в Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий считал, что еще слишком рано предоставлять финансирование для Хитоми замена.[31] В статье также отмечалось, что НАСА выразили поддержку миссии замены во главе с Японией.

14 июля 2016 года JAXA опубликовало пресс-релиз, касающийся продолжающегося исследования преемника.[32] Согласно пресс-релизу, космический корабль будет реконструированным, но с контрмерами, отражающими Хитомис убыток, и будет запущен в 2020 г. H-IIA ракета. Научная миссия «Преемника ASTRO-H» будет базироваться на SXS инструмент.[32] Министр образования, культуры, спорта, науки и технологий, Хироши Хасэ, заявил на пресс-конференции 15 июля, что финансирование Хитомис преемник будет выделен в бюджетном запросе на 2017 финансовый год,[33] и что он намерен принять следующую миссию при условии, что расследование Хитомис уничтожение завершено, и соответственно принимаются меры по предотвращению повторения.[34] В Миссия рентгеновской визуализации и спектроскопии (XRISM) был одобрен JAXA и НАСА в апреле 2017 г., запуск планируется после 2020 г.[35]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е "Взгляд в горячую Вселенную: рентгеновский астрономический спутник ASTRO-H" (PDF). ДЖАКСА. Ноябрь 2015. Получено 27 марта 2016.
  2. ^ а б c Грэм, Уильям (17 февраля 2016 г.). «Японская ракета H-IIA запускает миссию ASTRO-H». НАСА космический полет. Получено 27 марта 2016.
  3. ^ а б Грусс, Майк (29 марта 2016 г.). «ВВС США: нет доказательств того, что японский спутник был сбит обломками». Космические новости. Получено 5 апреля 2016.
  4. ^ «АСТРО Н - Орбита». Небеса выше. 27 марта 2016 г.. Получено 27 марта 2016.
  5. ^ "Хитоми (ASTRO-H)". НАСА. Архивировано из оригинал 29 июля 2016 г.. Получено 27 марта 2016.
  6. ^ а б c d е ж грамм час я j Уолл, Майк (17 февраля 2016 г.). «Япония запускает рентгеновскую обсерваторию для изучения черных дыр и звездных взрывов». Space.com. Получено 27 марта 2016.
  7. ^ а б c d е ж грамм «Успешный запуск Hitomi». Кембриджский университет. 17 февраля 2016 г.. Получено 27 марта 2016.
  8. ^ а б Кларк, Стивен (18 апреля 2016 г.). «Неудачи в управлении ориентацией привели к поломке японского астрономического спутника». Космический полет сейчас. Получено 21 апреля 2016.
  9. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т «Астро-Н - Обзор». ДЖАКСА. 2015. Архивировано с оригинал 23 декабря 2016 г.. Получено 27 марта 2016.
  10. ^ а б «Рентгеновская обсерватория ASTRO-H» (PDF). ДЖАКСА. Март 2013 г.. Получено 27 марта 2016.
  11. ^ а б «НАСА выбирает исследовательскую миссию для исследования возможностей». НАСА. 20 июня 2008 г. В архиве из оригинала 26 июня 2008 г.. Получено 23 июн 2008.
  12. ^ а б «ASTRO-H - Система жесткого рентгеновского снимка». ДЖАКСА. 2015. Архивировано с оригинал 28 июня 2016 г.. Получено 29 октября 2015.
  13. ^ «Канадская метрологическая система ASTRO-H». Университет Святой Марии.
  14. ^ "Канада партнеры по японской рентгеновской космической обсерватории". Канадское космическое агентство.
  15. ^ «СРОН - АСТРО-Н». Нидерландский институт космических исследований. 2010 г.. Получено 31 марта 2010.
  16. ^ «Европейский центр поддержки науки для Хитоми». Женевский университет. Архивировано из оригинал 12 марта 2016 г.. Получено 31 марта 2010.
  17. ^ «Открытие японской рентгеновской обсерватории отложено». Космический полет сейчас. 11 февраля 2016.
  18. ^ а б «Сбой связи рентгеновского астрономического спутника« Хитоми »(ASTRO-H)». ДЖАКСА. 27 марта 2016 г.. Получено 27 марта 2016.
  19. ^ "JSpOC идентифицировал 2 разрыва ..." Twitter.com. Объединенный центр космических операций. 27 марта 2016 г.. Получено 27 марта 2016.
  20. ^ а б Дрейк, Надя (27 марта 2016 г.). «Япония теряет контакт с новейшим космическим телескопом». Национальная география. Нет места лучше дома. Получено 27 марта 2016.
  21. ^ а б c "Дополнительные материалы по плану эксплуатации рентгеновского астрономического спутника ASTRO-H (Hitomi)" (PDF). ДЖАКСА. 28 апреля 2016 г.. Получено 13 июн 2016.
  22. ^ а б «Япония отказывается от потерянного в космосе дорогостоящего рентгеновского спутника». Ассошиэйтед Пресс. 29 апреля 2016 г.. Получено 29 апреля 2016.
  23. ^ Фуст, Джефф (30 марта 2016 г.). «JAXA считает, что Хитоми еще можно восстановить». Космические новости. Получено 5 апреля 2016.
  24. ^ "Япония: проблемы с достижением инновационного нового космического спутника". ABC News. Ассошиэйтед Пресс. 27 марта 2016 г.. Получено 27 марта 2016.
  25. ^ Мисра, Риа; Уэллетт, Дженнифер (30 марта 2016 г.). «Только что снова появился потерянный спутник Японии в виде черной дыры, и никто не знает, что с ним случилось». Gizmodo. Получено 5 апреля 2016.
  26. ^ «Обломки появились после того, как Хитоми не смог удержать позицию, - сообщает JAXA». The Japan Times. Jiji Press. 2 апреля 2016 г.. Получено 5 апреля 2016.
  27. ^ «10 штук из распада Astro-H ...» Twitter.com. Объединенный центр космических операций. 1 апреля 2016 г.. Получено 5 апреля 2016.
  28. ^ а б «Новые орбитальные данные и наблюдения омрачают надежды на японский космический корабль Хитоми». Космический полет101. 2 апреля 2016 г.. Получено 5 апреля 2016.
  29. ^ «План эксплуатации рентгеновского астрономического спутника ASTRO-H (Hitomi)». НАСА. 28 апреля 2016 г.. Получено 28 апреля 2016.
  30. ^ а б c "衛星「 ひ と み 2 」打 ち 上 げ へ 20 年代 前 半 目標 に 再 挑 戦" (на японском языке). Kyodo News. 22 июня 2016 г. Архивировано с оригинал на 2016-09-16. Получено 18 июля 2016.
  31. ^ "ＪＡＸＡ 、「 ひ と み 」代替 機 の 討 浮上 文科 省 慎重". Nikkei (на японском языке). 27 июня 2016 г.. Получено 18 июля 2016.
  32. ^ а б "Ｘ 線 天文 衛星 ASTRO ‐ H「 ひ と み 」の 後 継 機 の 検 討 に つ い て" (PDF) (на японском языке). JAXA. 14 июля 2016 г.. Получено 18 июля 2016.
  33. ^ "衛星「 ひ と み 」後 継 機 、 17 年度 に 開 発 着手 を 文科 相". Nikkei (на японском языке). 15 июля 2016 г.. Получено 18 июля 2016.
  34. ^ "「 ひ と み 」後 継 機 を 容 認 ＝ 概算 要求 盛 り 込 む - 馳 文科 相" (на японском языке). Jiji Press. 15 июля 2016 г. Архивировано с оригинал 16 июля 2016 г.. Получено 18 июля 2016.
  35. ^ Фуст, Джефф (1 апреля 2017 г.). «НАСА и JAXA разработают замену рентгеновскому астрономическому телескопу». SpaceNews. Получено 29 августа 2017.

внешняя ссылка