stringtranslate.com

Хитоми (спутник)

Hitomi ( яп .ひとみ), также известный какASTRO-HиNew X-ray Telescope(NeXT), былрентгеновским астрономическимспутником, заказанным Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) для изучения чрезвычайно энергичных процессов воВселенной. Космическая обсерватория была разработана для расширения исследований, проводимыхAdvanced Satellite for Cosmology and Astrophysics(ASCA), путем исследования жесткого рентгеновского диапазона выше 10кэВ. Первоначально спутник назывался New X-ray Telescope;[5]на момент запуска он назывался ASTRO-H.[6]После того, как он был выведен на орбиту и егосолнечные панелибыли развернуты, он был переименован вHitomi.[7]Космический аппарат был запущен 17 февраля 2016 года, а контакт был потерян 26 марта 2016 года из-за многочисленных инцидентов суправления ориентациейприведших к неконтролируемой скорости вращения и разрушению структурно слабых элементов.[8]

Имя

Новое название относится к зрачку глаза и к легенде о картине с четырьмя драконами. [6] Слово Хитоми обычно означает « глаз », а конкретно зрачок , или входное окно глаза – отверстие. Существует также древняя легенда, которая вдохновила на название Хитоми. «Однажды, много лет назад, художник рисовал четырех белых драконов на улице. Он закончил рисовать драконов, но без «Хитоми». Люди, которые смотрели на картину, говорили: «Почему бы тебе не нарисовать Хитоми, она не завершена». Художник колебался, но люди давили на него. Затем художник нарисовал Хитоми на двух из четырех драконов. Сразу же эти драконы ожили и взлетели в небо. Два дракона без Хитоми остались неподвижны». Вдохновение этой истории заключается в том, что Хитоми рассматривается как «Одна последняя, ​​но самая важная часть», и поэтому мы хотим, чтобы ASTRO-H стал основной миссией по решению тайн вселенной в рентгеновских лучах. Хитоми относится к апертуре глаза, части, где поглощается входящий свет. Из этого Хитоми напоминает нам черную дыру. Мы будем наблюдать Хитоми во Вселенной с помощью спутника Хитоми. [9]

Цели

Целями Хитоми были исследование крупномасштабной структуры и эволюции Вселенной, а также распределение темной материи в скоплениях галактик [ 10] и то, как скопления галактик развиваются с течением времени; [6] как материя ведет себя в сильных гравитационных полях [10] (например, как материя закручивается в черные дыры), [6] исследование физических условий в областях, где ускоряются космические лучи, [10] а также наблюдение за сверхновыми. [6] Для достижения этой цели он был спроектирован так, чтобы иметь возможность: [10]

Это был шестой из серии рентгеновских спутников JAXA, [10] которая была запущена в 1979 году, [7] и был разработан для наблюдения за источниками, которые на порядок слабее, чем его предшественник, Suzaku . [6] Планируемая продолжительность его миссии составляла три года. [7] На момент запуска два других крупных рентгеновских спутника проводили наблюдения на орбите: рентгеновская обсерватория Chandra и XMM-Newton , оба из которых были запущены в 1999 году. [6]

Инструменты

Зонд нёс четыре прибора и шесть детекторов для наблюдения за фотонами с энергиями от мягкого рентгеновского излучения до гамма-излучения с высоким энергетическим разрешением. [10] [7] Hitomi был построен в результате международного сотрудничества под руководством JAXA с более чем 70 участвующими учреждениями в Японии, США, Канаде и Европе, [10] и более чем 160 учёными. [11] При массе 2700 кг (6000 фунтов), [10] [7] На момент запуска Hitomi был самой тяжёлой японской рентгеновской миссией. [1] Длина спутника составляет около 14 м (46 футов). [7]

Два телескопа мягкого рентгеновского излучения (SXT-S, SXT-I) с фокусным расстоянием 5,6 м (18 футов) фокусируют свет на спектрометр мягкого рентгеновского излучения (SXS), предоставленный NASA , с диапазоном энергий 0,4–12 кэВ для рентгеновской спектроскопии высокого разрешения , [10] и на формирователь изображений мягкого рентгеновского излучения (SXI) с диапазоном энергий 0,3–12 кэВ. [10]

Два телескопа жесткого рентгеновского излучения (HXT) с фокусным расстоянием 12 м (39 футов) [10] [12] фокусируют свет на два формирователя изображений жесткого рентгеновского излучения (HXI) [10] с диапазоном энергии 5-80 кэВ [12] , которые установлены на пластине, размещенной в конце 6-метровой (20 футов) выдвижной оптической скамьи (EOB), которая развертывается после выхода спутника на орбиту [10] . Канадское космическое агентство (CSA) предоставило канадскую метрологическую систему ASTRO-H (CAMS), [13] [14] , которая представляет собой систему лазерной юстировки, которая будет использоваться для измерения искажений в выдвижной оптической скамье.

Два детектора мягкого гамма-излучения (SGD), каждый из которых содержит три блока, были установлены по обе стороны спутника, используя нефокусирующие детекторы для наблюдения за мягким гамма-излучением с энергией от 60 до 600 кэВ. [1] [10]

Нидерландский институт космических исследований (SRON) в сотрудничестве с Женевским университетом предоставил фильтрующее колесо и калибровочный источник для спектрометра . [15] [16]

Запуск

Запуск спутника был запланирован на 2013 год по состоянию на 2008 год [17] , позже перенесен на 2015 год по состоянию на 2013 год . [11] По состоянию на начало февраля 2016 года он был запланирован на 12 февраля, но был отложен из-за плохих прогнозов погоды. [18]

Hitomi был запущен 17 февраля 2016 года в 08:45 UTC [6] [7] на низкую околоземную орбиту высотой около 575 км (357 миль). [10] Круговая орбита имела орбитальный период около 96 минут и наклонение орбиты 31,01°. [10] Он был запущен из Космического центра Танегасима на борту ракеты-носителя H-IIA . [10] [6] Через 14 минут после запуска спутник отделился от ракеты-носителя. Позднее солнечные батареи были развернуты в соответствии с планом, и он начал свою проверку на орбите. [6]

Операции

Измерения Хитоми позволили ученым впервые отследить движение газа, испускающего рентгеновское излучение, в центре скопления галактик Персея. Используя спектрометр мягкого рентгеновского излучения, астрономы составили карту движения газа, испускающего рентгеновское излучение, в скоплении галактик и показали, что он движется с космически скромными скоростями. Общий диапазон скоростей газа, направленных к Земле или от нее в пределах области, наблюдаемой Хитоми, составил около 365 000 миль в час (590 000 километров в час). Наблюдаемый диапазон скоростей показывает, что турбулентность отвечает лишь за около 4 процентов общего давления газа. [19]

Потеря космического корабля

27 марта 2016 года JAXA сообщило, что связь с Хитоми «прервалась с самого начала ее работы» 26 марта 2016 года в 07:40 UTC. [20] В тот же день Центр совместных космических операций США (JSpOC) сообщил в Twitter , что наблюдал распад спутника на 5 частей в 08:20 UTC 26 марта 2016 года, [21] и его орбита также внезапно изменилась в тот же день. [22] Более поздний анализ JSpOC показал, что фрагментация, вероятно, произошла около 01:42 UTC, но нет никаких доказательств того, что космический аппарат был поражен обломками. [3] В период с 26 по 28 марта 2016 года JAXA сообщило о получении трех коротких сигналов от Хитоми ; хотя сигналы были смещены на 200 кГц от того, что ожидалось от Хитоми , их направление происхождения и время приема предполагали, что они были подлинными. [23] Однако более поздний анализ показал, что сигналы исходили не от Хитоми , а от неизвестного радиоисточника, не зарегистрированного в Международном союзе электросвязи . [23] [24]

JAXA заявило, что они работают над восстановлением связи и управления космическим аппаратом, [20] но что «восстановление займет месяцы, а не дни». [25] Первоначально предполагалось, что потеря связи могла произойти из-за утечки гелия, взрыва батареи или заклинившего открытого двигателя, что привело к вращению спутника, а не из-за катастрофического отказа. [22] [26] [27] 1 апреля 2016 года JAXA объявило, что Хитоми потерял управление ориентацией около 19:10 UTC 25 марта 2016 года. Однако после анализа технических данных, полученных непосредственно перед потерей связи, никаких проблем с гелиевым баком или батареями обнаружено не было. [28]

В тот же день JSpOC опубликовал орбитальные данные по десяти обнаруженным фрагментам мусора, на пять больше, чем сообщалось изначально, включая один фрагмент, который был достаточно большим, чтобы изначально его спутать с основным корпусом космического корабля. [29] [30] Любители-следопыты наблюдали, как предположительно Хитоми кувыркается на орбите, и сообщали, что основной корпус космического корабля (Объект A) вращается один раз каждые 1,3 или 2,6 секунды, а следующий по величине фрагмент (Объект L) вращается каждые 10 секунд. [30]

JAXA прекратило попытки вернуть спутник 28 апреля 2016 года, переключившись на расследование аномалий. [24] [31] Было установлено, что цепочка событий, приведших к потере космического корабля, началась с того, что его инерциальный блок отсчета (IRU) сообщил о вращении 21,7° в час в 19:10 UTC 25 марта 2016 года, хотя на самом деле корабль был стабилен. Система управления ориентацией попыталась использовать маховики реакции Хитоми , чтобы противодействовать несуществующему вращению, что заставило космический корабль вращаться в противоположном направлении. Поскольку IRU продолжал сообщать неверные данные, маховики реакции начали накапливать чрезмерный импульс, отключив компьютер космического корабля, который перевел корабль в режим «безопасного удержания». Затем система управления ориентацией попыталась использовать свои двигатели для стабилизации космического корабля; датчик Солнца не смог зафиксировать положение Солнца, и продолжающееся срабатывание двигателей заставило Хитоми вращаться еще быстрее из-за неправильной настройки программного обеспечения. Из-за этой чрезмерной скорости вращения рано утром 26 марта 2016 года несколько частей космического корабля отделились, вероятно, включая обе солнечные батареи и расширенную оптическую скамью. [8] [23]

Замена

Сообщения о замене миссии Hitomi впервые появились 21 июня 2016 года. [32] Согласно статье из Kyodo News , JAXA рассматривало возможность запуска «Hitomi 2» в начале 2020-х годов на борту новой японской ракеты-носителя H3 . [32] Космический корабль будет почти копией Hitomi . [32] Однако в статье из The Nikkei от 27 июня 2016 года говорилось, что некоторые представители Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий считают, что еще слишком рано выделять финансирование на замену Hitomi . [33] В статье также отмечалось, что NASA выразило поддержку замене миссии под руководством Японии.

14 июля 2016 года JAXA опубликовало пресс-релиз относительно продолжающегося исследования преемника. [34] Согласно пресс-релизу, космический аппарат будет переработанным, но с контрмерами, отражающими потерю Хитоми , и будет запущен в 2020 году на ракете-носителе H-IIA . Научная миссия «преемника ASTRO-H» будет основана на инструменте SXS. [ 34] Министр образования, культуры, спорта, науки и технологий Хироси Хасэ заявил во время пресс-конференции 15 июля 2016 года, что финансирование преемника Хитоми будет выделено в бюджетном запросе на 2017 финансовый год [35] и что он намерен принять миссию-преемника при условии, что расследование разрушения Хитоми будет завершено и будут приняты соответствующие меры по предотвращению повторения. [36] Миссия рентгеновской визуализации и спектроскопии (XRISM) была одобрена JAXA и NASA в апреле 2017 года и успешно запущена в сентябре 2023 года. [37]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc "Взгляд в горячую Вселенную: рентгеновский астрономический спутник ASTRO-H" (PDF) . JAXA. Ноябрь 2015 . Получено 27 марта 2016 .
  2. ^ Грэм, Уильям (17 февраля 2016 г.). «Японская ракета H-IIA запускает миссию ASTRO-H». NASASpaceFlight.com . Получено 27 марта 2016 г. .
  3. ^ ab Gruss, Mike (29 марта 2016 г.). «ВВС США: нет доказательств того, что неисправный японский спутник был сбит мусором». SpaceNews . Получено 5 апреля 2016 г. .
  4. ^ "ASTRO H – Orbit". Heavens Above. 27 марта 2016 г. Получено 27 марта 2016 г.
  5. ^ "Hitomi (ASTRO-H)". NASA. Архивировано из оригинала 29 июля 2016 года . Получено 27 марта 2016 года . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  6. ^ abcdefghij Wall, Mike (17 февраля 2016 г.). "Япония запускает рентгеновскую обсерваторию для изучения черных дыр и взрывов звезд". SPACE.com . Получено 27 марта 2016 г. .
  7. ^ abcdefg "Успешный запуск Hitomi". Кембриджский университет. 17 февраля 2016 г. Архивировано из оригинала 25 февраля 2021 г. Получено 27 марта 2016 г.
  8. ^ ab Clark, Stephen (18 апреля 2016 г.). «Сбои в управлении ориентацией привели к разрушению японского астрономического спутника». Spaceflight Now . Получено 21 апреля 2016 г.
  9. ^ "Развертывание и название лопастей солнечной батареи рентгеновского астрономического спутника (ASTRO-H)". JAXA. 16 февраля 2016 г. Получено 7 марта 2021 г.
  10. ^ abcdefghijklmnopqrst "Astro-H – Overview". JAXA. 2015. Архивировано из оригинала 23 декабря 2016 года . Получено 27 марта 2016 года .
  11. ^ ab «Рентгеновская обсерватория ASTRO-H» (PDF) . ДЖАКСА. Март 2013 года . Проверено 27 марта 2016 г.
  12. ^ ab "ASTRO-H – Hard X-ray Imaging System". JAXA. 2015. Архивировано из оригинала 28 июня 2016 года . Получено 29 октября 2015 года .
  13. ^ «Канадская система метрологии ASTRO-H». Университет Святой Марии.
  14. ^ "Канада сотрудничает с Японской рентгеновской космической обсерваторией". Канадское космическое агентство. 3 августа 2011 г.
  15. ^ "SRON – ASTRO-H". Нидерландский институт космических исследований. 2010. Получено 31 марта 2010 .
  16. ^ "Европейский центр поддержки науки Хитоми". Женевский университет. Архивировано из оригинала 12 марта 2016 года . Получено 31 марта 2010 года .
  17. ^ "NASA Selects Explorer Mission of Opportunity Investigations". NASA. 20 июня 2008 г. Архивировано из оригинала 26 июня 2008 г. Получено 23 июня 2008 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  18. ^ "Запуск японской рентгеновской обсерватории отложен". Spaceflight Now. 11 февраля 2016 г.
  19. ^ "NASA Scientific Visualization Studio | Hitomi Measures X-ray Winds of the Perseus Galaxy Cluster". SVS . 6 июля 2016 г. Получено 9 сентября 2023 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  20. ^ ab "Сбой связи рентгеновского астрономического спутника "Хитоми" (ASTRO-H)". JAXA. 27 марта 2016 г. Получено 27 марта 2016 г.
  21. ^ Joint Space Operations Center [@18SPCS] (27 марта 2016 г.). «JSpOC ID'd 2 breakups...» ( Твит ) . Получено 27 марта 2016 г. – через Twitter .
  22. ^ ab Drake, Nadia (27 марта 2016 г.). «Япония теряет контакт с новейшим космическим телескопом». Нет места лучше дома. National Geographic. Архивировано из оригинала 28 марта 2016 г. Получено 27 марта 2016 г.
  23. ^ abc "Дополнительный материал по плану работы рентгеновского астрономического спутника ASTRO-H (Hitomi)" (PDF) . JAXA. 28 апреля 2016 г. . Получено 13 июня 2016 г. .
  24. ^ ab "Япония отказывается от дорогостоящего рентгеновского спутника, потерянного в космосе". Associated Press. 29 апреля 2016 г. Архивировано из оригинала 13 сентября 2016 г. Получено 29 апреля 2016 г.
  25. ^ Foust, Jeff (30 марта 2016 г.). «JAXA считает, что восстановить Хитоми все еще возможно». SpaceNews . Получено 5 апреля 2016 г.
  26. ^ "Япония: Проблемы с достижением инновационного нового космического спутника". ABC News. Associated Press. 27 марта 2016 г. Получено 27 марта 2016 г.
  27. ^ Мисра, Риа; Уэллетт, Дженнифер (30 марта 2016 г.). «Потерянный японский спутник черной дыры только что появился вновь, и никто не знает, что с ним случилось». Gizmodo . Получено 5 апреля 2016 г.
  28. ^ "После того, как Хитоми не удалось удержать позицию, появились обломки, сообщает JAXA". The Japan Times . Jiji Press. 2 апреля 2016 г. Получено 5 апреля 2016 г.
  29. ^ "10 частей распада Astro-H..." Twitter.com . Центр совместных космических операций. 1 апреля 2016 г. Получено 5 апреля 2016 г.
  30. ^ ab "Новые орбитальные данные и наблюдения ослабляют надежды на японский космический корабль Hitomi". Spaceflight101.com. 2 апреля 2016 г. Получено 5 апреля 2016 г.
  31. ^ "План работы рентгеновского астрономического спутника ASTRO-H (Hitomi)". NASA. 28 апреля 2016 г. Получено 28 апреля 2016 г.
  32. ^ abc «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). Новости Киодо. 22 июня 2016 г. Архивировано из оригинала 16 сентября 2016 г. Проверено 18 июля 2016 г.
  33. ^ "ＪＡＸＡ、「ひとみ」代替機の検討浮上 文科省は慎重" . Никкей (на японском языке). 27 июня 2016 г. Проверено 18 июля 2016 г.
  34. ^ ab "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). ДЖАКСА. 14 июля 2016 года . Проверено 18 июля 2016 г.
  35. ^ "衛星「ひとみ」後継機、17年度に開発着手を 文科相" . Никкей (на японском языке). 15 июля 2016 года . Проверено 18 июля 2016 г.
  36. ^ «「ひとみ」後継機を容認＝概算要求盛り込む－馳文科相» (на японском языке). Джиджи Пресс. 15 июля 2016 года. Архивировано из оригинала 16 июля 2016 года . Проверено 18 июля 2016 г.
  37. ^ "Японский H-IIA запускает рентгеновский телескоп и лунный модуль". NASASpaceflight . 6 сентября 2023 г. Получено 11 сентября 2023 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме ASTRO-H .