Hitomi (satelita) - Hitomi (satellite)

Hitomi (ひとみ)
Schemat Astro-H (en).png
Artystyczne przedstawienie satelity Hitomi
Nazwy ASTRO-H
Nowy Teleskop Rentgenowski (NeXT)
Typ misji Astronomia rentgenowska
Operator JAXA
ID COSPAR 2016-012A
SATCAT nr. 41337
Czas trwania misji 3 lata (planowane)
≈ 37 dni i 16 godzin (osiągnięte)
Właściwości statku kosmicznego
Rozpocznij masę 2700 kg (6000 funtów)
Wymiary Długość: 14 m (46 stóp)
Moc 3500 watów
Początek misji
Data uruchomienia 17 lutego 2016, 08:45 UTC
Rakieta H-IIA 202, nr 30
Uruchom witrynę Centrum Kosmiczne Tanegashima
Koniec misji
Sprzedaż Zniszczony na orbicie
Zniszczony 26 marca 2016, ≈01:42 UTC
Parametry orbitalne
System odniesienia Orbita geocentryczna
Reżim Niska orbita okołoziemska
Wysokość perygeum 559,85 km (347,87 mil)
Wysokość apogeum 581,10 km (361,08 mil)
Nachylenie 31,01°
Kropka 96,0 minut
←  Suzaku (ASTRO-EII)
Misja Rentgenowska i Spektroskopia (XRISM) →
 

Hitomi (po japońsku :ひとみ) , znany również jako ASTRO-H i New X-ray Telescope ( NeXT ), to astronomiczny satelita rentgenowski zamówiony przez Japan Aerospace Exploration Agency ( JAXA ) do badania ekstremalnie energetycznych procesów we Wszechświecie . Obserwatorium kosmiczne zostało zaprojektowane w celu rozszerzenia badań prowadzonych przez Zaawansowany Satelita Kosmologii i Astrofizyki (ASCA) o zbadanie pasma twardego promieniowania rentgenowskiego powyżej 10 keV . Satelita pierwotnie nosił nazwę New X-ray Telescope; w momencie startu nazywał się ASTRO-H. Po umieszczeniu go na orbicie i rozłożeniu jego paneli słonecznych przemianowano go na Hitomi . Statek kosmiczny został wystrzelony 17 lutego 2016 r., a kontakt został utracony 26 marca 2016 r. z powodu wielu incydentów zsystemem kontroli orientacji, prowadzących do niekontrolowanego tempa wirowania i rozpadu strukturalnie słabych elementów.

Nazwa

Nowa nazwa nawiązuje do źrenicy oka i legendy o obrazie czterech smoków. Słowo Hitomi ogólnie oznacza " oko ", a konkretnie źrenicę , czyli okno wejściowe oka - otwór. Istnieje również starożytna legenda, która inspiruje imię Hitomi. „Pewnego dnia, wiele lat temu, malarz rysował na ulicy cztery białe smoki. Skończył rysować smoki, ale bez „Hitomi”. Ludzie, którzy patrzyli na obraz, mówili „dlaczego nie namalujesz Hitomi, to nie jest kompletny. Malarz zawahał się, ale ludzie naciskali na niego. Malarz następnie narysował Hitomi na dwóch z czterech smoków. Natychmiast te smoki ożyły i wzbiły się w niebo. Dwa smoki bez Hitomi pozostały nieruchome”. Inspiracją dla tej historii jest to, że Hitomi jest uważany za „Ostatnią, ale najważniejszą część”, dlatego chcemy, aby ASTRO-H była podstawową misją rozwiązywania tajemnic wszechświata w Promieniowanie X. Hitomi odnosi się do apertury oka, części, w której pochłaniane jest światło. Z tego powodu Hitomi przypomina nam czarną dziurę. Będziemy obserwować Hitomi we Wszechświecie za pomocą satelity Hitomi.

Cele

Hitomi „s celem było zbadanie wielkoskalowej struktury i ewolucji wszechświata, a także rozkład ciemnej materii w gromadach galaktyk i gromad galaktyk, jak ewoluują z czasem; jak materia zachowuje się w silnych polach grawitacyjnych (takich jak materia wdychana do czarnych dziur), aby zbadać warunki fizyczne w regionach, w których promieniowanie kosmiczne jest przyspieszane, a także obserwować supernowe. Aby to osiągnąć, zaprojektowano go tak, aby był w stanie:

  • Pomiary obrazowe i spektroskopowe za pomocą twardego teleskopu rentgenowskiego ;
  • Obserwacje spektroskopowe o niezwykle wysokiej rozdzielczości energetycznej z wykorzystaniem mikrokalorymetru;
  • Wrażliwe obserwacje szerokopasmowe w zakresie energii 0,3-600 keV.

Był to szósty z serii satelitów rentgenowskich JAXA, które rozpoczęły się w 1979 roku i zostały zaprojektowane do obserwacji źródeł, które są o rząd wielkości słabsze niż jego poprzednik, Suzaku . Jego planowana długość misji wynosiła trzy lata. W momencie startu dwa inne duże satelity rentgenowskie prowadziły obserwacje na orbicie: Obserwatorium Rentgenowskie Chandra i XMM-Newton , które zostały wystrzelone w 1999 roku.

Instrumenty

Ogniskowanie promieni rentgenowskich za pomocą systemu optycznego Wolter Type-1

Sonda przeprowadzono cztery przyrządy i sześć detektorów obserwować fotony o energii od miękkimi promieniami rentgenowskimi do promieni gamma z dużą rozdzielczością energetyczną. Hitomi powstał dzięki międzynarodowej współpracy prowadzonej przez JAXA z ponad 70 instytucjami w Japonii , Stanach Zjednoczonych , Kanadzie i Europie oraz ponad 160 naukowcami. Z masą 2700 kg (6000 funtów) w momencie startu Hitomi była najcięższą japońską misją rentgenowską. Satelita ma około 14 m (46 stóp) długości.

Dwa miękkie teleskopy rentgenowskie (SXT-S, SXT-I), o ogniskowych 5,6 m (18 ft), skupiają światło na miękkim spektrometrze rentgenowskim (SXS), dostarczonym przez NASA , o zakresie energii 0,4 -12 keV do spektroskopii rentgenowskiej o wysokiej rozdzielczości i soft X-ray imager (SXI), o zakresie energii 0,3-12 keV.

Dwa teleskopy twardego promieniowania X (HXT), o ogniskowej 12 m (39 ft), skupiają światło na dwóch kamerach twardego promieniowania X (HXI), o energii 5-80 keV, które są zamontowane na płycie umieszczonej na końcu 6 m (20 stóp) wysuwanej ławy optycznej (EOB), która jest rozmieszczana, gdy satelita znajdzie się na orbicie. Agencja przestrzeni kanadyjskiego (CSA) otrzymano Canadian astro H Metrologia System (CAM), który jest systemem wyrównania lasera, które będą używane do pomiaru zakłóceń wysuwanego ławie optycznej.

Po dwóch stronach satelity zamontowano dwa miękkie detektory promieniowania gamma (SGD), z których każdy zawierał trzy jednostki, przy użyciu detektorów bez ogniskowania do obserwacji emisji miękkiego promieniowania gamma o energiach od 60 do 600 KeV.

Holenderski Instytut Badań Kosmicznych (SRON) we współpracy z Uniwersytetu w Genewie pod warunkiem podania źródła filtra koła i kalibrowania dla spektrometru .

Uruchomić

Wystrzelenie satelity zaplanowano na rok 2013 od 2008, później zrewidowano je na rok 2015 od 2013. Na początku lutego 2016 planowano go na 12 lutego, ale został opóźniony z powodu kiepskich prognoz pogody.

Hitomi wystrzelony 17 lutego 2016 o 08:45 UTC na niskiej orbicie około 575 km (357 mil). Orbita kołowa miała okres orbitalny około 96 minut i nachylenie orbity 31,01°. Został wystrzelony z Centrum Kosmicznego Tanegashima na pokładzie rakiety nośnej H-IIA . 14 minut po wystrzeleniu satelita oddzielił się od pojazdu startowego. Panele słoneczne zostały później rozmieszczone zgodnie z planem i rozpoczęły kontrolę na orbicie.

Utrata statku kosmicznego

W dniu 27 marca 2016 r. JAXA poinformowała, że ​​komunikacja z Hitomi „nie powiodła się od początku jego działania” w dniu 26 marca 2016 r. o godzinie 07:40 UTC. Tego samego dnia amerykańskie Centrum Operacji Kosmicznych (JSpOC) ogłosiło na Twitterze , że zaobserwowało rozpad satelity na 5 części o 08:20 UTC 26 marca 2016 r., a tego samego dnia nagle zmieniła się jego orbita. Późniejsza analiza JSpOC wykazała, że ​​fragmentacja prawdopodobnie miała miejsce około 01:42 UTC, ale nie było dowodów na to, że statek kosmiczny został uderzony przez szczątki. Między 26 a 28 marca 2016 r. JAXA poinformowała, że ​​otrzymała trzy krótkie sygnały od Hitomi ; podczas gdy sygnały były przesunięte o 200 kHz w stosunku do tego, czego oczekiwano od Hitomi , ich kierunek pochodzenia i czas odbioru sugerowały, że są uzasadnione. Późniejsza analiza wykazała jednak, że sygnały nie pochodziły od Hitomi, ale z nieznanego źródła radiowego, nie zarejestrowanego w Międzynarodowym Związku Telekomunikacyjnym .

JAXA stwierdziła, że ​​pracują nad odzyskaniem komunikacji i kontroli nad statkiem kosmicznym, ale „odzyskanie będzie wymagało miesięcy, a nie dni”. Początkowo sugerowane możliwości utraty komunikacji to wyciek helu, eksplozja baterii lub zablokowany otwarty silnik, który spowodował, że satelita zaczął się obracać, a nie katastrofalna awaria. JAXA ogłosiła w dniu 1 kwietnia 2016 r., że Hitomi stracił kontrolę nastawienia około godziny 19:10 UTC w dniu 25 marca 2016 r. Po przeanalizowaniu danych inżynieryjnych sprzed utraty łączności nie odnotowano jednak żadnych problemów ani ze zbiornikiem helu, ani z bateriami.

Tego samego dnia JSpOC opublikował dane orbitalne dla dziesięciu wykrytych kawałków szczątków, o pięć więcej niż pierwotnie zgłoszono, w tym jeden kawałek, który był wystarczająco duży, aby początkowo pomylić go z głównym korpusem statku kosmicznego. Amatorzy śledzący zaobserwowali coś, co uważano za przewracanie się Hitomi na orbicie, z doniesieniami o głównym korpusie statku kosmicznego (Obiekt A) obracającym się co 1,3 lub 2,6 sekundy, a następny co do wielkości element (Obiekt L) obracający się co 10 sekund.

JAXA zaprzestała prób odzyskania satelity 28 kwietnia 2016 r., skupiając się na badaniu anomalii. Ustalono, że łańcuch zdarzeń, które doprowadziły do ​​utraty statku kosmicznego, rozpoczął się od momentu, gdy jego inercyjna jednostka odniesienia (IRU) zgłosiła obrót o 21,7° na godzinę o 19:10 UTC w dniu 25 marca 2016 r., chociaż pojazd był w rzeczywistości stabilny. Kontroli położenia układu próbuje użyć Hitomi jest koła reakcji przeciwdziałać nieistniejącego wirowania, co spowodowało sondę, która obraca się w kierunku przeciwnym. Ponieważ IRU nadal zgłaszało błędne dane, koła reakcyjne zaczęły nabierać nadmiernego pędu, powodując przełączenie komputera statku kosmicznego w tryb „bezpiecznego trzymania”. Kontrola nastawienia próbowała następnie użyć swoich silników do ustabilizowania statku kosmicznego; czujnik Sun był w stanie zablokować do pozycji Słońca, i nadal ster Firings spowodowane Hitomi obracać nawet szybciej z powodu błędnego ustawienia oprogramowania. Z powodu tej nadmiernej rotacji na początku 26 marca 2016 r. kilka części statku kosmicznego oderwało się, prawdopodobnie w tym zarówno panele słoneczne, jak i przedłużona ława optyczna.

Zastąpienie

Raporty o misji zastępczej Hitomi pojawiły się po raz pierwszy 21 czerwca 2016 r. Według artykułu z Kyodo News , JAXA rozważała wystrzelenie „Hitomi 2” na początku lat 20. na pokładzie nowego japońskiego pojazdu startowego H3 . Statek kosmiczny byłby niemal kopią Hitomi . Jednak artykuł z 27 czerwca 2016 r. w The Nikkei stwierdził, że niektórzy w Ministerstwie Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii uważają, że jest za wcześnie, aby przyznać fundusze na wymianę Hitomi . W artykule zauważono również, że NASA wyraziła poparcie dla misji zastępczej kierowanej przez Japonię.

W dniu 14 lipca 2016 r. JAXA opublikowała komunikat prasowy dotyczący trwającego badania nad następcą. Według informacji prasowej, sonda będzie przerabiać ale zaradczych odzwierciedlających Hitomi „s straty, a zostanie zapoczątkowany w 2020 roku w H-IIA rakiety. Misja naukowa „Następcy ASTRO-H” miałaby opierać się na instrumencie SXS . Minister Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii, Hiroshi Hase , stwierdził podczas konferencji prasowej w dniu 15 lipca 2016 roku, że finansowanie Hitomi „s następcy zostaną przyznane w roku 2017 wniosek budżetu fiskalnej oraz, że zamierza przyjąć następca misja pod warunkiem, że badanie Hitomi „s rażenia jest zakończona i środki zapobiegające nawrotom są odpowiednio wykonane. Misja X-Ray Imaging and Spectroscopy (XRISM) została zatwierdzona przez JAXA i NASA w kwietniu 2017 r., a jej uruchomienie planowane jest po 2020 r.

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne