Organizasyon |
JAXA NASA , SRON , ASC , ESA |
---|---|
Alan | X-ışını ile gözlem yapan Uzay Teleskopu |
Durum | yörüngeye konuşlandırma sırasında kayboldu |
Diğer isimler | ASTRO-H |
Başlatmak | 17 Şubat 2016 |
Başlatıcı | H-IIA F30 |
Görev sonu | Mart 26, 2016 |
Süresi | 3 yıl (birincil görev) |
COSPAR tanımlayıcı | 2016-012A |
Site | [1] |
Başlangıçta kütle | 2700 kilo |
---|
Rakım | Şanlıurfa 575 km |
---|---|
Periyot | 96 dk |
Eğim | 31 ° |
Tür | 4x Wolter Tip I teleskopları |
---|---|
Alan | 300 cm- 2 , 30 keV de |
Odak | 12 m |
Dalga boyu | Sert X ışınları (5–80 keV) |
HXT + HXI (tümü x2) | Sert X-ışını görüntüleyicili teleskop (5–80 keV) |
---|---|
SXT-S + SXS | Yumuşak X-ışını spektrometresine sahip teleskop (0.3–12 keV) |
SXT-I + SXI | Yumuşak X-ışını görüntüleyicili teleskop (0,4–12 keV) |
SGD (x2) | Yumuşak gama ışını dedektörü (40-600 keV) |
Hitomi (içinde Japonca ひとみ, kelimenin tam anlamıyla " Gözbebeği " olarak da bilinen Astro-H lansmandan önce veya NeXT için yeni röntgen Teleskobu ) bir olduğu uzay teleskobu içinde X ışınları tarafından geliştirilen uzay ajansı Japon JAXA ve başlatılan17 Şubat 2016bir H-IIA roketi tarafından . Teleskop , 575 km yükseklikte alçak bir dünya yörüngesinde dolaşır . Yük birçok oluşur Wolter teleskoplar görüntüleyiciler ve ilişkili spektrometresi , yumuşak (0,3-12 keV) ve sert (5-80 keV) gözlemler sağlayan X ışınları gibi iki seçenek gama ışını detektörleri (10, 600 keV). 2016 yılının Mart ayının sonundaki konuşlandırma aşamasındaki bir dizi anormallik , Japon uzay ajansı tarafından kaybedilen Hitomi'nin kontrolünün kaybedilmesine yol açtı.
ASTRO-H , Japon Uzay Ajansı JAXA'nın Bilim Departmanı (eski adıyla ISAS ) tarafından uluslararası ortaklarla geliştirilen bir X-ışını uzay teleskopudur . Japonya tarafından üretilen altıncı X-ışını uzay teleskopudur .
ASTRO-H , 10 keV üzerindeki sert X radyasyonunu keşfederek ASCA teleskopu ile yapılan araştırmaya devam etmeyi mümkün kılmalıdır . NASA yumuşak X-ışını yüksek çözünürlüklü (SXS) için bir spektrometresi sağlayarak projeye katılmaktadır. Hollandalı Uzay Ajansı (SRON) filtre tekerleği ve cihazlarının kalibrasyonu için kullanılan kaynak oluşturmak için sorumludur. Kanada Uzay Ajansı ve Avrupa da gelişme olarak katılıyor. Teleskop tasarımında 8 farklı ülkeden ( Japonya , Amerika Birleşik Devletleri , Kanada , Hollanda , Birleşik Krallık , Fransa , İsviçre , İrlanda ) 70'den fazla araştırma enstitüsü yer almaktadır.
ASTRO-H'nin beklenen süresi 3 yıl olan misyonunun hedefleri şu şekildedir:
Dünyanın her yerinden bilim adamları gözlem süresi talep edebilir. Teklifler bilimsel bir komite tarafından incelenir ve seçilir. Gözlemlerin seyri dört aşamadan oluşur:
ASTRO-H , 2,7 ton kütleye sahip 14 metre uzunluğunda bir uzay teleskopudur . Bir yandan 5,6 metre uzunluğunda sabit bir optik tezgah ve diğer yandan sert X-ışınları için HXI görüntüleyiciyi destekleyen 6,4 metre uzunluğunda konuşlandırılabilir bir optik tezgahtan oluşur. Montaj , HXI görüntüleyiciye kıyasla uydunun diğer ucunda bulunan sert ışınlara ayrılmış iki HXT optiğinin performansı için gerekli olan 12 metrelik bir odak uzaklığı sağlar . Açılabilir bir optik tezgah seçimi , başlatıcının kapağının altında bulunan sınırlı boyuttan kaynaklanır . Teleskobun eksenine dik olan tek bir kanat , yaklaşık 3.500 watt sağlayan güneş panellerini destekler . Yer istasyonları ile veri alışverişi X-bandında 8 megabit / s hızında gerçekleştirilir. Uydunun 12 gigabit veri saklama kapasitesi vardır .
Yükü arasında Astro-H iki (kısaltması sert X-ışınları SXT için teleskoplar içerdiği Sabit X-ışını Teleskop sert X-ışınlarının görüntüleyici bunun odak), ( Sert X-ışını görüntüleme , HXI) ve iki yumuşak X -ray Teleskoplar (SXT ), biri ışınları dikkat çekici bir 7 eV spektral çözünürlükle mikro kalorimetre spektrometresine (SXS) yönlendirirken , diğeri ışınları CCD tabanlı bir görüntüleyiciye (SXI) dönüştürür. Elektromanyetik spektrumun geniş bir kapsamına sahip olmak için ASTRO-H ayrıca, odak olmadan 600 kiloelektron-volta kadar yumuşak gama ışınlarının çalışılmasına olanak tanıyan iki yumuşak gama ışını dedektörü SGD ( Yumuşak Gama Işını Dedektörü ) ile donatılmıştır .
ASTRO-H , tasarımı Suzaku üzerindeki XRT teleskoplarına benzer iki özdeş yumuşak X-ışını teleskopuna (0.3-12 keV) SXT ( Yumuşak X-ışını Teleskopları ) sahiptir . Her iki durumda da, yansıtıcı bir altın tabakası ile kaplı 203 alüminyum kabuktan oluşan, odak uzaklığı 5,6 metre olan tip I Wolter teleskopudur . Her ayna koni şeklindedir ve kalınlığı optikteki konumuna bağlıdır: dışa doğru büyür (152, 229 ve 305 μm). Her bir teleskopun dış çapı 45 santimetredir. Etkili alan (% 100 onarım) 0,5 kiloelektron voltta 560 santimetre kare ve 6 kiloelektron voltta 425 santimetre karedir. Uzamsal çözünürlük (HPD) 1.3 ark dakikadır. SXT-S teleskopu, X-ışınlarını SXS spektrometresine ( Yumuşak X-ışını Spektrometresi ) odaklarken, SXT-I ışınları SXI'ye ( Yumuşak X-ışını Görüntüleyici ) yönlendirir.
Sert X-ışını Teleskopu (HXT)ASTRO-H, yapı olarak aynı uzay aracındaki SXT yumuşak X-ışını teleskoplarına benzer iki özdeş sert X-ışını teleskopuna (5–80 keV) HXT ( Sert X-ışını Teleskopu ) sahiptir. Her ikisi de 213 alüminyum kabuktan oluşan 12 metre odak uzaklığına sahip Wolter Tip I teleskoplardır . Sert X-ışınlarını yansıtabilmek için, destek, Bragg yasasına göre daha sert X-ışınlarının yansıtılabilmesi için kalınlığı dikkatlice hesaplanan alternatif yansıtıcı malzeme katmanlarıyla kaplanır . alt katmanlar. Aynalar, kalınlığı 200 μm olan konik biçimli bir desteğe sahiptir. Her bir teleskopun dış çapı 45 cm'dir . Etkili alanı (% 100 yansıma) 800, iki ayna, bir cm- 2 ile 8 keV , 300 cm- 2 ile 30 keV ve 10 cm 2 de 50 keV . Uzamsal çözünürlük 1.7 ark dakikadır. İki teleskopun her biri, X-ışınlarını bir HXI'ye ( Sert X-ışını Görüntüleyici ) odaklar .
Sabit X-ışını Imager (HXI) bir melez yapı ile dedektör kullanarak (çift taraflı silikon ve kadmiyum tellür kadar olan bir enerji ile toplama fotonların edebilmek için 80 keV yüksek kuantum verimi ile. 250 um ve enerji Alansal çözünürlükleri Düşük arka plan gürültüsü ile 1-2 keV (FWHM) çözünürlük elde edilir.
Yumuşak X-ışını spektrometresi (SXS)Yumuşak X-ışını spektrometresi (SXS) bir 0.05 K arasındaki bir sıcaklığa kadar soğutulmuş 6x6 microcalorimeters dizisi ve 3 x 3 ark dakikalık bir optik alanı kapsayan oluşan bir detektör kullanır. Beklenen spektral çözünürlük , en azından, 7 eV (FWHM) ve ulaşabilir 4 eV . Detektör efektif alan 225 cm 2 için 7 keV ışınları . JAXA ve NASA tarafından geliştirilen cihaz, Suzaku Uzay Teleskobu üzerine kurulu olan ve onu Çalışma sıcaklığında tutmak amacıyla sıvı helyumun buharlaşmasının ardından kullanılamayan XRS cihazının bir evrimidir . Dedektör saniyede 150 foton kaydedebilir. Kaynak parlaksa (birçok foton), dedektörün önüne bir filtre yerleştirilebilir. Gemideki helyum miktarı 4,6 ile 6,9 yıl arasında bir çalışma ömrünü garanti eder.
Dedektör ve buzdolabının üçüncü katı
Detektör ve buzdolabının üçüncü katı başka bir açıdan
Buzdolabının 1. ve 2. katları
Yumuşak X-ışını Imager (SXI) 30.72 arasında bir alana sahip bir yeni tasarlanmış p-kanallı CCD kullanan mm 2 . Düşük enerjili ışınlara duyarlı ve mikro meteorlara dayanıklı olmasını sağlayan arkadan aydınlatılmıştır. Dedektör 4 çip kullanır. Mekanik bir soğutma sistemi sıcaklığı -120 ° C'ye düşürür .
Yumuşak gama ışını dedektörü (SGD)İki SGD ( Yumuşak Gama Işını Dedektörü ) yumuşak gama ışını dedektörü , yumuşak gama radyasyonunu (40 ila 600 kiloelektronvolt, mevcut cihazlardan On kat daha düşük bir arka plan gürültü seviyesi ile ölçebilen yeni nesil cihazlardır . arka plan gürültüsünün etkisi, aktif korumalı bir Compton kamera kullanır. Elde edilen spektral çözünürlük 2 kiloelektronvolttan daha azdır. 50 ila 200 kiloelektronvoltluk bantta, cihaz , kara deliklerin toplanma diskleri gibi kaynakların polarizasyonunu ölçebilir , bir nötron yıldızı ve aktif galaksilerin kalbi içeren ikili .
Müzik aleti | SXS | SXI | HXI | SGD (foto-mutlak) |
SGD (Compton) |
---|---|---|---|---|---|
Spektrum | 0.3-12 keV | 0.4-12 keV | 5-80 keV | 10-600 keV | 40-600 keV |
Etkili alan (cm 2 ) |
50/225 0,5-6 keV de |
214-360 0,5-6 keV de |
300 ila 30 keV |
150 ila 30 keV |
20 ila 100 keV |
Optik alan ( dakika kare açı ) |
3,05 × 3,05 | 38 × 38 | 9 × 9 | 33 × 33 (<150 keV) 600 × 600 (> 150 keV) |
33 × 33 (<150 keV) 600 × 600 (> 150 keV) |
HPD'de açısal çözünürlük (ark dakikası) |
1.3 | 1.3 | 1.7 | - | - |
FWHM'de (eV) spektral çözünürlük | 5 | 150 ila 6 keV | <2000 ila 60 keV | 2000 ila 40 keV | 4000 ila 40 keV |
Zaman çözünürlüğü (saniye) |
8 × 10 −5 sn | 4 saniye | n × 10 −5 sn | n × 10 −5 sn | n × 10 −5 sn |
Enstrümantal arka plan gürültüsü (/ s / keV / FoV) |
2 × 10 −3 / 0.7 × 10 −3 ile 0.5-6 keV |
0.1 / 0.1 ila 0.5-6 keV |
6 × 10 −3 / 2 × 10 −4 ila 10-50 keV 2 × 10 −3 / 4 × 10 −5 ila 10-50 keV |
- | 10 -4 / 10 -5 100-600 keV |
|
NeXT ( Yeni keşif X-ışını Teleskobu ) projesinin ilk çalışması 2006 yılına dayanıyor.Kasım 2007Japon ajansı ISAS, teleskop üretimi için bir ihale çağrısı yaptı ve NEC şirketi seçildi. Lansman, 2013 için planlanan zamandır. ASTRO-H,17 Şubat 2016bir yan Japon H-IIA roket (uçuş F30) ateş Tanegashima tabanında bir yer dairesel alçak dünya yörüngeli 550 km bir ile eğim ile 96 dakika içinde erişir ° den yaklaşık 31 arasında.
Önümüzdeki iki hafta boyunca Hitomi, optik tezgahın yerleştirilmesi (kafes yapısının genişletilmesi sayesinde 6,3 metre yer değiştirmesi), bilgisayar sistemlerinin etkinleştirilmesi ve dedektör soğutma işlemlerinin başlatılması gibi özellikle kritik operasyonlar gerçekleştirdi. Üzerinde tutum kontrolünü etkileyen bir olay meydana geldi.25 Mart. Durum hızla kötüleşiyor ve27 Martyer kontrolörleri artık uydu ile bağlantı kuramaz. Uydunun yakınında beş parça enkaz tanımlanmıştır ve telemetri verileri, bir dahili patlama (örneğin, yedek sıvı helyumun serbest bırakılması) veya uzay molozuyla çarpışmayı içeren bir yörünge değişikliğini (564,6 x 580,5 km ⇒ 559,6 x 581,1) gösterir. . Optik gözlemler, uydunun kendi etrafında döndüğünü ve artık 3 eksende stabilize olmadığını tespit etmeyi mümkün kılar . Japon uzay ajansı, diğer uzay ajanslarının yardımıyla uydunun kontrolünü geri kazanmayı başaramadı. Ama28 nisan uzay ajansı kurtarma girişimine son verir ve uydunun kaybolmasını ve görevin sona ermesini resmileştirir.
Olayın kaynağıSon aşamada uydunun kaybolmasına neden olan telemetri verilerinin yokluğuna rağmen, Mayıs 2016 Olayın ölümcül sonucunun, birkaç yedekleme sistemini askıya alma görevinden sorumlu olanların kasıtlı seçimi, pervasızca operasyonel risk alma ve yazılım kontrolünde büyük bir değişiklik ile ilişkili bir protokolün bulunmaması ile bağlantılı olduğunu belirtmek tutum kontrol manevraları için tahrik sistemi.
Olay, atalet ünitesinin çalışmasında meydana gelen bir anormalliğin ardından başladı .25 Martyaklaşık 18 saat UTC : bu, yanlışlıkla uzay teleskobunun Z ekseni (yuvarlanma) etrafında zayıf bir dönme hareketini (21.7 ° / saat) tanımlar. Bu tür hatalı ölçümler meydana gelebilir, ancak yıldız bulucular normalde onu tespit edebilecek bilgiler sağlar. O sırada olan budur, ancak bir saat sonra, yıldız bulucu artık geçerli bir konum (daha sonra düzeltilmesi planlanan yapılandırılabilir bir duyarlılık sorunu) sağlayabilmek için yeterli yıldızı belirleyemiyor ve hatalı eylemsizlik birimi verileri şimdi referans olarak kabul edildi. Acil durum yıldız bulucu anormalliği tespit edebilirdi, ancak operasyonların ilerleyişindeki rahatsızlıkları sınırlandırmak için sıcak olarak etkinleştirilecek şekilde programlanmamıştı. Ana yıldız bulucu tekrar bir konum almayı başardığında, bununla eylemsizlik birimi tarafından tahmin edilen konum arasındaki fark nispeten büyük hale geldi. Bu durumda (1 ° 'den fazla sapma) sistem, atalet birimi tarafından sağlanan verilere öncelik verecek şekilde tasarlanmıştır. Sistemin tasarımcıları, rahatsız edici tutum kontrolünden kaçınmak istediler ve eylemsizlik birimi hatalarının bu eşiğin altında olacağını varsaydılar. Bu türdeki anormalliklerin (yıldız bulucudan verilerin sürekli olarak atılması) yer operatörleri ekibi tarafından ele alınması gerekiyordu, ancak resmi talimatların olmaması nedeniyle 20 saat içinde arka arkaya gerçekleşen 3 uçuş sırasında müdahale etmediler. 49 , 22 saat 31 ve 0 saat 52 . In hayatta kalma modu, uzay aracı kullanan güneş kollektörleri Güneş yönüne göre optimal güneş panelleri yönlendirmek ve pillerin şarj korumak için. Ancak bu sensörler, çok dar görüş alanı nedeniyle bu modda devre dışı bırakılmıştı (uzay aracının konfigürasyonunda bu rolü oynamak için gerekli 30 ° yerine 20 °).
Hitomi'nin tutum kontrol sistemi daha sonra ters dönme hareketi üreten sözde dönme hareketini tersine çevirmek için uydunun tepki tekerleklerini kullanır . Eylemsizlik birimi hatalı bir dönüş göstergesi sağlamaya devam ettikçe, reaksiyon çarkları Hitomi'nin dönüş hızını kademeli olarak artırır. Doygunluk sınırına yaklaşan reaksiyon çarkları (volanın dönme hızı maksimum değerine ulaşmıştır) ve manyeto-kuplörler bunların doygunluğunu gidermek için harekete geçerler, ancak uydunun gerçek oryantasyonunun kontrolü olmadığı için eylemleri etkili değildir. (manyeto kuplör tarafından üretilen tork yönüne bağlıdır). The26 Martetrafında 1 am UTC reaksiyon jantlar artık hareket edememek. Uzay aracı, tetikler roket motorları uzay aracının yönünü düzeltmek için. Ancak bu motorların itme gücünün modülasyonu, optik tezgahın konuşlandırılmasının ardından güncellenen bir program tarafından kontrol edilir. Bu gerçekten de kütle merkezinin yer değiştirmesine ve eylemsizlik momentinde bir değişikliğe neden olmuştu . Bununla birlikte, bu yazılımın parametreleri, bir prosedür kılavuzu olmadığı için operatör tarafından yanlış girilmiştir. Roket motorlarının hareketi sadece sorunları artırır.
Artan dönme hareketi, belirli parçaların kırılmasına neden olan merkezkaç kuvvetleri üretir ; 26 Martiçin 1 saat 37 UTC . Hitomi'den birkaç parça öne çıkıyor. Yaygın varsayım, bu parçaların optik tezgahı ve güneş panellerinin uçlarını içermesidir. O zamandan beri uzay aracı artık iletim yapmıyor28 Martmuhtemelen pillerinin bitmesi sonucu. 28 nisan Japon uzay ajansı, Hitomi'yi kurtarma girişimlerinden resmen vazgeçti.
Hitomi'nin kaybından önce, Perseus kümesinin merkezinden plazmanın X-ışını gözlemlerini yapmak için zamanı vardı .
Hitomi'nin yok edilmesinin ardından Japon uzay ajansı, Temmuz 2017onun yerini almak için. Hitomi, mevcut X-radyasyon Chandra ve XMM-Newton'a adanmış uzay gözlemevleri ile 2020'lerin sonunda başlaması planlanan gelecekteki Avrupa gözlemevi ATHENA arasında geçişi sağlayacaktı.Hitomi , biri radyasyon için olmak üzere iki enstrümantal ve optik düzeneği içeriyordu. Yumuşak X, diğer sert X radyasyonu için. XRISM, yumuşak X-radyasyonunun gözlemlenmesiyle sınırlı olacak çünkü proje yetkilileri, sert radyasyonun NASA NuSTAR uzay gözlemevi tarafından zaten desteklendiğini düşünüyorlardı . NASA, Amerikan uzay ajansına göre maliyeti 70 ila 90 milyon € arasında olan spektrometrenin bir kopyasını sağlayarak Hitomi'deki katılımını yenilemeyi kabul etti. Projeye küçük bir katılımcı olan Avrupa Uzay Ajansı'nın da katılımını yenilemesi bekleniyor.