卫星造价3亿美元，升空一个月后失联，瞳卫星沦为太空垃圾？

发布者：客至天涯 2023-7-17 20:40

日本X射线卫星Hitomi，中文译名瞳卫星，该卫星由日本牵头，与美国、加拿大和欧洲等多国共同合作开发。它的科学目标主要是研究星系团中的热气体和黑洞，卫星于2016年2月17日发射，然而一个多月后，它就消失在了宇宙中。

消失在宇宙的瞳

瞳在升空之前，承载了日本对宇宙探索的很大野心，它的目标是探索宇宙的大尺度结构和演化、星系团内暗物质的分布以及星系团如何随时间演化。不仅如此，它还将观测宇宙物质在强引力场中的行为，例如物质是如何被吸入到黑洞中的。

这也是日本时隔多年发射的一个重量级X射线卫星，2016年它被发射时，日本另外只有两个大型X射线卫星正在轨道上进行观测，两者均是1999年发射。瞳原本的计划任务长度为三年，可惜升空一个月就发生了事故。

卫星上天五周后一切进展顺利，它在太空中进行着试观察，并从高度监督模式过渡到了常规运行模式。然而日本时间3月26日凌晨三点刚过，瞳卫星突然产生了异动，接着在该向地面发出信号的时刻异常沉默。

在发现瞳的状况不对后，日本立刻组织了应急团队试图尽最大努力了解瞳的异常情况，并试图恢复其功能。然而经调查，瞳的两个太阳能电池板桨叶已经折断，而且从地球上也无法恢复与它的通信，尽管中途曾经收到过类似瞳发出的信号，但是确认后发现不是。

可惜的X射线卫星

瞳卫星之所以被高度关注，且在任务失败后令人深感惋惜，都是因为它是一颗X射线卫星。X射线卫星是一种用于观测和研究宇宙中X射线辐射的卫星，X射线本身则是一种高能量的电磁辐射，具有很强的穿透力。

射线的穿透力可以透过物质去揭示物体内部的结构和性质，因此X射线卫星搭载专用的X射线探测器和仪器，可以在太空中进行一系列更细致地观测和研究，甚至能够观测到由一些天体产生的极高能量的X射线辐射。

这些辐射能够更好地帮助科学家们了解宇宙中的物质分布、星系演化、恒星爆发以及其他高能天体现象的性质和发展过程。X射线卫星的观测结果还有助于研究太阳系中的辐射现象，如太阳耀斑和行星磁场。

过去几十年来，许多国家和国际组织都发射了多个X射线卫星，例如美国的钱德拉X射线卫星和欧洲的牛顿X射线卫星。这些卫星的研究成果对于人类理解宇宙演变和天体物理学都产生了巨大影响。

瞳卫星到底发生了什么？

在瞳卫星刚刚出事的时候，天文学界产生了各种各样的推测，当时有些科学家认为瞳是在宇宙中遇到了流星或者太空垃圾。然而在一个月后日本发布的103页长的报告书中人们得知，瞳卫星的失联不是天灾，而是人祸。

瞳没有被流星或太空垃圾击中，相反，这颗卫星因走捷径和人为错误而注定失败。瞳的灾难始于2016年3月26日的一个决定性操作，该操作将卫星从观察蟹状星云转向观察一个星系核，这个星系核被认为拥有超大质量黑洞。

在移动之后，卫星基于陀螺仪的姿态传感器错误地认为航天器仍在旋转，这可能会让卫星失联。但是到这里，事情还不算太糟，因为卫星的设计师预料到会发生这种情况，他们早就给卫星增加了一个定位系统，通过跟踪已知明亮恒星的位置来定位卫星。

问题是，恒星定位系统被设置为只注意高于某个亮度的恒星，这个阈值设置得又太高，这意味着定位系统无法找到足够亮度的恒星来进行正确的定位。即使足够多的明亮恒星出现在了它的探测器中，定位系统和陀螺仪仍报告说瞳卫星的位置出了问题。

日本方面的地面观测员忽视了这个警告，与此同时天文台的电反作用轮在接到警告后自动启动，试图抵消旋转。卫星本来在太空中是静止状态的，反而因此进入了真正的旋转状态，而且旋转速度越来越快。可以说，这样高速的旋转足以将卫星甩碎。

到了这一步，卫星其实还可以被挽救，可是因为缺乏事前模拟，当工作人员试图用机载火箭推进器来拯救卫星时，指令又出现了错误。被寄予众望的瞳卫星只能在宇宙中逐渐解体。地面上的望远镜扫描天空寻找瞳并发现了碎片，价值2.73亿美元的卫星就此宣告丢失。