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日本X射线卫星故障解体起因查明:软件程序失误招致

日期:2019-11-26 14:50:48 人气:850

     北京光阴5月1日新闻,据《天然》杂志网站报道,广受世界天文学界期待的日本旗舰级天文卫星“瞳”(Hitomi)于本年2月17日发射升空,但在大约5个礼拜之后便涌现翻腾失控迹象,经由具体考察之后,日本方面宣告这颗卫星的失控情形极可能是由一项根底工程失误造成的。  简略来说,“瞳”的姿控体系对于于星体在太空中的指向感知涌现凌乱,于是主动启动了一台反推动员机试图阻止本身继续翻腾。但很显然姿控体系的动员机放射标的目的反了,因而启动姿控动员机的效果是加速——而没有是阻止卫星的翻腾。  4月28日,日本宇宙航空研讨开发机构(JAXA)正式宣告,这一耗资超过310亿日元(约合18.88亿人民币)的卫星已经失去接洽。监测显示至少有10块碎片脱离卫星本体,其中包含两侧为卫星提供电力的两片太阳能帆板。  此前,“瞳”不断被视作是X射线天文学的将来。美国马里兰大学的理查德·木肖茨基(Richard Mushotzky)表现:“这是一大迷信悲剧。”  在本次劫难性事情之前,“瞳”胜利地发展了一次首要的观测,对于英仙座一个星系团内部的气体活动进行了观测。用于发展这项观测的高辨别率光谱仪是阅历30年的尽力才研制胜利的。在此之前的两个版本也都在此前的探测器事变中损失掉了。  “瞳”卫星的异样状况在其发射升空之后数周开端涌现,当时其搭载的星敏感器涌现异样,这是卫星搭载用于坚持本身在太空中正确姿势指向的数个子体系之一。每次当卫星运转到南美洲东海岸一片被称作“南大西洋异样区”(South Atlantic Anomaly)的区域上空时,这一体系就会涌现故障。在这一区域,环抱地球散布的范·艾伦辐射带间隔地面绝对较近,从而使飞船裸露在绝对更高的辐射环境中。  这一情形自身并没有会招致严峻效果,但是星敏感器的问题却接连引发了一系列的后续问题,并终极变成悲剧。  劫难性的翻腾  3月26日日本尺度光阴清晨03:01(北京光阴02:01),“瞳”卫星依据预设指令开端执行转向,其指向从对于准金牛座蟹状星云转向马卡良205星系。就在这一进程旁边的某个时辰,“瞳”星敏感器的问题让卫星取舍替换方案,使用其搭载的一组陀螺仪来断定本身空间姿势。但是陀螺仪体系却不对地向卫星计算机发送讲演,以为星体正以大约每小时20度的速度产生旋转。于是星载计算机对于此主动做出反响,命令被称作“反响轮”的微型动员机反标的目的启动,试图阻止卫星翻腾。  而一旦反响轮到达最大转速,在畸形情形下一根内置的磁棒将会被开释出来,从而阻止卫星的加速情形到达失控的水平。但这一程序执行的条件是这根磁棒必需处于恰当的角度方位,在这样的异样情形下,磁棒体系未能施展作用阻止反响轮继续加速。于是“瞳”卫星本体的旋转愈来愈快。  随后,飞船检测到异样并主动进入保险模式,到了日本光阴04:10(北京光阴03:10)摆布,再次开启推动体系试图阻止旋转。但因为不对指令已经被上传,此次推动操作更进一步加剧了卫星翻腾。这一不对指令是在数周之前被上传的,当时相干软件程序不经由恰当的测试步骤,目前JAXA已经表现正在对于这一事情展开考察。  以上一切这一系列事情产生时,卫星正位于地球的另一边,因而日本方面无奈对于卫星的这些情形做出实时呼应。  在美国, 3月25日是一个周五,名目迷信家们聚在一同庆贺“瞳”卫星名目的胜利开始,随后便回家睡觉去了。周六凌晨,美国方面的迷信家们接到了“瞳”卫星名目主管高橋忠幸的一封简短邮件,告知他们卫星正处于危殆形态。  地面千里镜开端对于“瞳”卫星的姿势进行观测,并发觉这颗卫星正处于每5.2秒旋转一周的翻腾之中。  错失的机遇  美国威斯康星大学麦迪逊分校的天文学家丹·迈克卡门(Dan McCammon)辅助设计并制作了“瞳”卫星的主要观测设备之一——一台可以以极高精度测定X射线光子能级的X射线热量计。此前他已经在这一设备研制上破费超过30年的尽力,并曾经在此之前将这一设备装置在ASTRO-E卫星上,但后者在2000年发射时坠毁;后来又在2005年搭载在日本“朱雀”(Suzaku)卫星上,但是因为氦泄露故障,这一设备在升空后数周便失去了功用。  迈克卡门表现,将须要美国宇航局投资5000万美元,并须要破费3~5年的光阴能力从新制作一台这样的热量计设备。下一次搭载机遇将会是欧洲空间局筹划发射的“雅典娜”(Athena)探测器,但这项筹划的预计发射光阴要比及2028年之后。  日本埼玉大学的天体物理学家田代允指出,X射线热量计是此次事变中最惨重的损失。底本这台设备将能够搜集到爆炸恒星,星系团以及星系间气体成分的超精密数据。他说:“咱们错过了新迷信。”  但“瞳”仍旧为迷信做出了奉献。因为此前失利的“朱雀”名目,迷信家们为“瞳”规划了升空后便当即执行的首要早期观测筹划。在发射升空后大约8天,“瞳”将其X射线观测之眼指向间隔地球大约2.5亿光年之外的一个英仙座星系团。通过对于该星系团内气体流出速度的丈量,“瞳”可以辅助天文学家们预算出,跟着光阴推移,恒星一直在星系内诞生跟 消亡,在此进程中星系团的品质是如何产生变化的。这一丈量成果对于于暗能量的研讨存在要害意思。  木肖茨基指出,这些数据可能将颁发多少篇首要的论文。但也仅此罢了了。他说:“咱们一共只发展了3天的观测,而咱们底本的假想是10年。”

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