Hitomi ( japonés :ひ と み) , también conocido como ASTRO-H y New X-ray Telescope ( NeXT ), fue unsatélite de astronomía de rayos X encargado por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón ( JAXA ) para estudiar procesos extremadamente energéticos en el Universo . El observatorio espacial fue diseñado para ampliar la investigación realizada por el Satélite Avanzado de Cosmología y Astrofísica (ASCA) al investigar la banda de rayos X duros por encima de 10 keV . El satélite originalmente se llamó Nuevo Telescopio de Rayos X; [5] en el momento de su lanzamiento se llamaba ASTRO-H.[6] Después de que se colocó en órbita y sedesplegaronsus paneles solares , pasó a llamarse Hitomi . [7] La nave espacial se lanzó el 17 de febrero de 2016 y se perdió el contacto el 26 de marzo de 2016, debido a múltiples incidentes con elsistema de control de actitud que provocaron una velocidad de giro incontrolada y la ruptura de elementos estructuralmente débiles. [8]
Nombres | Nuevo telescopio de rayos X ASTRO-H (NeXT) | |||||||||
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Tipo de misión | Astronomía de rayos x | |||||||||
Operador | JAXA | |||||||||
ID COSPAR | 2016-012A | |||||||||
SATCAT no. | 41337 | |||||||||
Duración de la misión | 3 años (planeado) ≈37 días y 16 horas (logrado) | |||||||||
Propiedades de la nave espacial | ||||||||||
Masa de lanzamiento | 2.700 kg (6.000 libras) [1] | |||||||||
Dimensiones | Longitud: 14 m (46 pies) | |||||||||
Energía | 3500 vatios | |||||||||
Inicio de la misión | ||||||||||
Fecha de lanzamiento | 17 de febrero de 2016, 08:45 UTC [2] | |||||||||
Cohete | H-IIA 202, No. 30 | |||||||||
Sitio de lanzamiento | Centro espacial Tanegashima | |||||||||
Fin de la misión | ||||||||||
Disposición | Destruido en órbita | |||||||||
Destruido | 26 de marzo de 2016, ≈01: 42 UTC [3] | |||||||||
Parámetros orbitales | ||||||||||
Sistema de referencia | Órbita geocéntrica [4] | |||||||||
Régimen | Orbita terrestre baja | |||||||||
Altitud del perigeo | 559,85 km (347,87 millas) | |||||||||
Altitud de apogeo | 581,10 kilometros (361,08 millas) | |||||||||
Inclinación | 31,01 ° | |||||||||
Período | 96.0 minutos | |||||||||
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Nombre
El nuevo nombre se refiere a la pupila de un ojo y a la leyenda de una pintura de cuatro dragones. [6] La palabra Hitomi generalmente significa " ojo ", y específicamente la pupila o ventana de entrada del ojo - la apertura. También hay una leyenda antigua que inspira el nombre de Hitomi. "Un día, hace muchos años, un pintor estaba dibujando cuatro dragones blancos en una calle. Terminó de dibujar los dragones, pero sin" Hitomi ". La gente que miró la pintura dijo" ¿por qué no pintas a Hitomi? completo. El pintor vaciló, pero la gente lo presionó. El pintor luego dibujó a Hitomi en dos de los cuatro dragones. Inmediatamente, estos dragones cobraron vida y volaron hacia el cielo. Los dos dragones sin Hitomi se quedaron quietos ". La inspiración de esta historia es que Hitomi es considerada como la" Una última, pero la parte más importante ", por lo que deseamos que ASTRO-H sea la misión esencial para resolver los misterios del universo en Rayos X. Hitomi se refiere a la apertura del ojo, la parte donde se absorbe la luz entrante. De esto, Hitomi nos recuerda a un agujero negro. Observaremos a Hitomi en el Universo usando el satélite Hitomi. [9]
Objetivos
Los objetivos de Hitomi eran explorar la estructura y evolución a gran escala del universo, así como la distribución de la materia oscura dentro de los cúmulos de galaxias [10] y cómo los cúmulos de galaxias evolucionan con el tiempo; [6] cómo se comporta la materia en campos gravitacionales fuertes [10] (como la materia que se inspira en los agujeros negros), [6] para explorar las condiciones físicas en regiones donde los rayos cósmicos se aceleran, [10] así como para observar supernovas. [6] Para lograr esto, fue diseñado para ser capaz de: [10]
- Imágenes y mediciones espectroscópicas con un telescopio de rayos X duro ; [10]
- Observaciones espectroscópicas con una resolución de energía extremadamente alta utilizando el micro-calorímetro; [10]
- Observaciones sensibles de banda ancha en el rango de energía de 0,3 a 600 keV. [10]
Fue el sexto de una serie de satélites de rayos X JAXA, [10] que comenzó en 1979, [7] y fue diseñado para observar fuentes que son un orden de magnitud más débiles que su predecesor, Suzaku . [6] La duración prevista de la misión era de tres años. [7] En el momento del lanzamiento, otros dos grandes satélites de rayos X estaban realizando observaciones en órbita: el Observatorio de rayos X Chandra y el XMM-Newton , ambos lanzados en 1999. [6]
Instrumentos
La sonda llevaba cuatro instrumentos y seis detectores para observar fotones con energías que van desde rayos X suaves hasta rayos gamma , con una alta resolución energética. [10] [7] Hitomi fue construido por una colaboración internacional liderada por JAXA con más de 70 instituciones contribuyentes en Japón , Estados Unidos , Canadá y Europa , [10] y más de 160 científicos. [11] Con una masa de 2.700 kg (6.000 lb), [10] [7] En el lanzamiento, Hitomi era la misión de rayos X japonesa más pesada. [1] El satélite tiene unos 14 m (46 pies) de longitud. [7]
Dos telescopios de rayos X blandos (SXT-S, SXT-I), con distancias focales de 5,6 m (18 pies), enfocan la luz en un espectrómetro de rayos X blandos (SXS), proporcionado por la NASA , con un rango de energía de 0,4 -12 keV para espectroscopia de rayos X de alta resolución , [10] y un generador de imágenes de rayos X suave (SXI), con un rango de energía de 0.3-12 keV. [10]
Dos telescopios de rayos X duros (HXT), con una longitud de enfoque de 12 m (39 pies), [10] [12] enfocan la luz en dos generadores de imágenes de rayos X duros (HXI), [10] con rango de energía 5-80 keV, [12] que se montan en una placa colocada al final del banco óptico extensible (EOB) de 6 m (20 pies) que se despliega una vez que el satélite está en órbita. [10] La Agencia Espacial Canadiense (CSA) proporcionó el Sistema de Metrología ASTRO-H canadiense (CAMS), [13] [14] que es un sistema de alineación láser que se utilizará para medir las distorsiones en el banco óptico extensible.
Se montaron dos detectores de rayos gamma suaves (SGD), cada uno con tres unidades, en dos lados del satélite, utilizando detectores sin enfoque para observar la emisión de rayos gamma suaves con energías de 60 a 600 KeV. [1] [10]
El Instituto de Investigaciones Espaciales de los Países Bajos (SRON), en colaboración con la Universidad de Ginebra, proporcionó la rueda de filtros y la fuente de calibración para el espectrómetro . [15] [16]
Lanzamiento
El lanzamiento del satélite estaba previsto para 2013 a partir de 2008, [17] posteriormente revisado a 2015 a partir de 2013. [11] A principios de febrero de 2016, estaba previsto para el 12 de febrero, pero se retrasó debido a las malas previsiones meteorológicas. [18]
Hitomi se lanzó el 17 de febrero de 2016 a las 08:45 UTC [6] [7] en una órbita terrestre baja de aproximadamente 575 km (357 millas). [10] La órbita circular tenía un período orbital de unos 96 minutos y una inclinación orbital de 31,01 °. [10] Fue lanzado desde el Centro Espacial Tanegashima a bordo de un vehículo de lanzamiento H-IIA . [10] [6] 14 minutos después del lanzamiento, el satélite se separó del vehículo de lanzamiento. Los paneles solares se desplegaron más tarde de acuerdo con el plan y comenzó su verificación en órbita. [6]
Pérdida de naves espaciales
El 27 de marzo de 2016, JAXA informó que la comunicación con Hitomi había "fallado desde el inicio de su operación" el 26 de marzo de 2016 a las 07:40 UTC. [19] El mismo día, el Centro de Operaciones Espaciales Conjuntas de EE. UU. (JSpOC) anunció en Twitter que había observado una ruptura del satélite en 5 partes a las 08:20 UTC del 26 de marzo de 2016, [20] y su órbita también repentinamente. cambiado el mismo día. [21] Un análisis posterior realizado por JSpOC encontró que la fragmentación probablemente tuvo lugar alrededor de las 01:42 UTC, pero que no había evidencia de que la nave espacial hubiera sido golpeada por escombros. [3] Entre el 26 y el 28 de marzo de 2016, JAXA informó haber recibido tres breves señales de Hitomi ; mientras que las señales estaban compensadas en 200 kHz de lo que se esperaba de Hitomi , su dirección de origen y el tiempo de recepción sugerían que eran legítimas. [22] Sin embargo, un análisis posterior determinó que las señales no eran de Hitomi sino de una fuente de radio desconocida no registrada en la Unión Internacional de Telecomunicaciones . [22] [23]
JAXA declaró que estaban trabajando para recuperar la comunicación y el control de la nave espacial, [19] pero que "la recuperación requerirá meses, no días". [24] Las posibilidades sugeridas inicialmente para la pérdida de comunicación son que una fuga de gas helio, una explosión de la batería o un propulsor abierto atascado hicieron que el satélite comenzara a girar, en lugar de una falla catastrófica. [21] [25] [26] JAXA anunció el 1 de abril de 2016 que Hitomi había perdido el control de actitud alrededor de las 19:10 UTC del 25 de marzo de 2016. Sin embargo, después de analizar los datos de ingeniería de justo antes de la pérdida de comunicación, no se observaron problemas con ya sea el tanque de helio o las baterías. [27]
El mismo día, JSpOC publicó datos orbitales de diez piezas de escombros detectadas, cinco más de las que se informó originalmente, incluida una pieza que era lo suficientemente grande como para confundirse inicialmente con el cuerpo principal de la nave espacial. [28] [29] Los rastreadores aficionados observaron lo que se creía que era Hitomi cayendo en órbita, con informes de que el cuerpo principal de la nave espacial (Objeto A) giraba una vez cada 1.3 o 2.6 segundos, y la siguiente pieza más grande (Objeto L) giraba cada 10 segundos. [29]
JAXA cesó los esfuerzos para recuperar el satélite el 28 de abril de 2016, cambiando el enfoque a la investigación de anomalías. [23] [30] Se determinó que la cadena de eventos que llevaron a la pérdida de la nave espacial comenzó con su unidad de referencia inercial (IRU) informando una rotación de 21,7 ° por hora a las 19:10 UTC el 25 de marzo de 2016, aunque el vehículo era realmente estable. El sistema de control de actitud intentó utilizar las ruedas de reacción de Hitomi para contrarrestar el giro inexistente, lo que provocó que la nave espacial girara en la dirección opuesta. Debido a que la IRU continuó informando datos defectuosos, las ruedas de reacción comenzaron a acumular un impulso excesivo, lo que provocó que la computadora de la nave hiciera que el vehículo pasara al modo de "espera segura". El control de actitud luego intentó usar sus propulsores para estabilizar la nave espacial; el sensor solar no pudo fijar la posición del sol, y los continuos disparos de los propulsores hicieron que Hitomi girara aún más rápido debido a una configuración incorrecta del software. Debido a esta tasa de rotación excesiva, a principios del 26 de marzo de 2016, varias partes de la nave espacial se separaron, probablemente incluidos los paneles solares y el banco óptico extendido. [8] [22]
Reemplazo
Los informes de una misión de reemplazo de Hitomi aparecieron por primera vez el 21 de junio de 2016. [31] Según un artículo de Kyodo News , JAXA estaba considerando un lanzamiento de "Hitomi 2" a principios de la década de 2020 a bordo del nuevo vehículo de lanzamiento H3 de Japón . [31] La nave espacial sería casi una copia de Hitomi . [31] Sin embargo, un artículo del 27 de junio de 2016 de The Nikkei declaró que algunos dentro del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología creían que era demasiado pronto para otorgar fondos para un reemplazo de Hitomi . [32] El artículo también señaló que la NASA había expresado su apoyo a una misión de reemplazo dirigida por Japón.
El 14 de julio de 2016, JAXA publicó un comunicado de prensa sobre el estudio en curso de un sucesor. [33] Según el comunicado de prensa, la nave espacial sería una refabricación pero con contramedidas que reflejan la pérdida de Hitomi , y se lanzaría en 2020 en un vehículo de lanzamiento H-IIA . La misión científica del "sucesor de ASTRO-H" se basaría en el instrumento SXS . [33] El Ministro de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología, Hiroshi Hase , declaró durante una conferencia de prensa el 15 de julio de 2016 que los fondos para el sucesor de Hitomi se asignarán en la solicitud de presupuesto del año fiscal 2017, [34] y que tiene la intención de aceptar la misión sucesora con la condición de que se complete la investigación de la destrucción de Hitomi y se tomen las medidas necesarias para evitar que vuelva a ocurrir. [35] La Misión de Espectroscopia y Imágenes de Rayos X (XRISM) fue aprobada por JAXA y la NASA en abril de 2017, y su lanzamiento está previsto para después de 2020. [36]
Ver también
- Lista de telescopios espaciales de rayos X
- Astronomía de rayos x
- Lista de errores de software
Referencias
- ^ a b c "Información sobre el universo caliente: satélite de astronomía de rayos X ASTRO-H" (PDF) . JAXA. Noviembre de 2015 . Consultado el 27 de marzo de 2016 .
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enlaces externos
- Sitio web de Hitomi por JAXA
- Sitio web de Hitomi por el Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas de JAXA
- Sitio web de Hitomi de la NASA