科学研究的“悲剧”!日本宣布放弃X射线天文卫星“瞳”
2016-05-03 09:48:00   来源:人民网
内容摘要
日前,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)确认2016年3月失去联络的X射线天文卫星瞳(Hitomi)发生了灾难性故障, 至少10个碎片从星体上脱离,其中包括提供电力的太阳能电池板。瞳于2016年2月发射升空,设计观测黑洞和银河系周边的高能X射线,耗资310亿日元,是日本近期最重要的天文卫星,它的损失被认为是一大科学悲剧。

科学研究的“悲剧”!日本宣布放弃X射线天文卫星“瞳” 科技世界网日本旗舰天文观测卫星“瞳”(于2016年2月17日成功发射并在5周后失去联系)可能毁在了基础设计上的一个软件错误。科学家对于该卫星如何在太空中调整方向以及试图停止旋转感到困惑——“瞳”的控制系统显然命令一个推进器朝着错误的方向点火,进而加速,而不是减缓卫星的旋转。

2016年4月28日,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)正式宣布放弃2016年3月“失联”的X射线天文卫星“瞳”,不再试图“抢救”卫星,而是把工作重点放在事故原因调查方面。据悉,至少有10个部件——包括提供电能的两个太阳能电池板——都已与卫星主体分离。

“瞳”一直被视为X射线天文学研究的未来。美国马里兰大学天文学家Richard Mushotzky表示:“这是科学研究的一个悲剧。”

“瞳”在升空几周后,其装载的“星体跟踪定位器”系统——被设计用来在太空中调整卫星的方向——便遇到了麻烦。在经过位于南美洲东海岸的“南大西洋地磁异常区”上空时,星体跟踪定位器受地球辐射带变化的影响,暴露在额外高能粒子中,从而产生了一个小问题,并最终引发了一连串的连锁故障。

从2016年3月26日3点01分开始,卫星的控制系统在发现飞行姿态失控时,便采取了错误的调整,推进器点火时朝向了错误的反方向,导致自身旋转更严重,“瞳”旋转得越来越快,最终彻底失控。

所有这一切都发生在“瞳”相对于日本而言处于地球的另一侧时,从而无法与控制器进行实时通讯。

作为JAXA下属空间和宇宙航空科学研究所同美国宇航局(NASA)的一项合作计划,“瞳”会聚了来自日本、北美和欧洲的60所研究机构的240位科学家。该卫星重约2.7吨,全长14米,服役期预计为3年。它由日本和美国的多家机构联合开发,能发现高温高能天体释放的X射线,可观测距离地球数十亿光年的黑洞。“瞳”入轨后,每96分钟环绕地球一周。

“瞳”的工作任务主要有两个,一是调查宇宙的发展过程,例如研究巨大的黑洞如何成长以及会给周围带来怎样的影响,星系团在暗物质的支配下是如何形成和进化的。另一个任务是验证极限状态下的物理现象,例如在超高密度和超强磁场下会出现什么样的物理现象,时空在黑洞附近会出现怎样的扭曲。

如果仅观测宇宙天体的可见光,那么太空中的绝大多数物质都无法观测研究。因此,要想了解宇宙面貌,针对源自各类天体的X射线进行观测是不可或缺的手段。自1979年以来,日本已发射了5颗X射线天文卫星。此次发射的卫星用于接替2005年发射并于2015年停止使用的“朱雀”号卫星,前者的摄像和分光能力达到“朱雀”号的100倍。

不过,“瞳”也并非一无所获。该卫星在升空后第八天就对距离地球2.5亿光年的英仙座星系团进行了一次重要的科学观测。通过测量星系团气流的速度,“瞳”能够解释随着恒星的生成与死亡,星系团的质量如何随着时间的流逝而变化。天文学家试图通过这些数据研究暗能量。

 

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科学研究的“悲剧”!日本宣布放弃X射线天文卫星“瞳” 科技世界网SpaceX:获得美国空军8200万大订单

据国外媒体报道,美国空军宣布国家安全空间(NSS)发射服务合同进行十多年来的第一次签订,太空探索技术公司(SpaceX)被授予GPS 3导航卫星的发射服务合同。这是一个固定价格,独立合同总价为82,700,000美元。SpaceX将提供给政府GPS 3导航卫星的总发射解决方案,包括运载火箭的生产、任务整合、发射操作及航天认证。该发射将会是第二个GPS 3导航卫星的发射,计划于2018年5月从佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地发射升空。

美国空军计划执行官空间和SMC的指挥官Lt.Gen.Samuel Greaves表示,该GPS 3导航卫星发射服务合同的签订达到了任务成功、满足业务需求、降低发射成本并为国家安全太空任务引入竞争之间的平衡。GPS 3是GPS卫星的下一代标杆之作,将引进新的能力以满足更高的军事和民用用户的需求。卫星预计将提供改进的抗干扰能力,以及提高精度的精度导航和时间。它将包含常见的L1C信号,可兼容欧洲航天局的伽利略全球导航卫星系统,辅助当前服务与新的民用和军事信号的附加服务。

在当前阶段1A的采购策略下,这是九个竞争的发射服务计划在2016财年的总统预算请求的第一个。发射服务的下一个请求将用于第二个GPS III卫星。这个授予标志着一个里程碑,空军不断努力向演进一次性运载火箭(EELV)程序引入一个竞争采购环境,是在收购、技术和物流的部长Frank Kendall的指挥下进行的。1A阶段采购策略重新为国家安全太空发射服务引入竞争。在1阶段战略下,联合发射联盟(ULA)是唯一认证的发射服务提供商。

2013年,联合发射联盟获得一个源发射服务的独家合同,作为空军购买的36个火箭核心的一部分,为政府2017年财年节省不少资金。2015年5月,SpaceX被认证为EELV发射造成两发射服务提供商有能力设计、生产和达标,并提供发射能力,并为要求的向轨道传送国家安全空间卫星提供任务保障支持。SpaceX公司的猎鹰9号火箭发射系统的认证基线配置最近被更新,用于国家安全空间(NSS)任务。

美国空军航天司令部的空间与导弹系统中心位于加利福尼亚州的洛杉矶空军基地,是美国空军的卓越中心,用于获取和发展军事空间系统。其产品组合包括全球定位系统、军事卫星通信、国防气象卫星、航天发射和导弹系统、卫星控制网络、天基红外系统以及空间态势感知能力。

 

科学研究的“悲剧”!日本宣布放弃X射线天文卫星“瞳” 科技世界网“显微镜”卫星:将验证爱因斯坦等效原理

据外媒报道,法国科学家最近发射了一颗卫星——“显微镜”(Microscope),将直接验证爱因斯坦广义相对论的重要组成部分——等效原理。研究人员表示,如果证明这一理论有误,将拉开新物理学的序幕。

1907年,爱因斯坦提出等效原理。该原理指出,惯性质量同引力质量相等,也就是引力场对物体施加的作用,无法与加速运动产生的效果区分开来。爱因斯坦的一个思维试验这样解释:设想一个人站在地球上的一个密封盒内,引力使他稳稳地站在地板上。现在,想象这个人处在同一个密封盒,只不过该密封盒在远离任何行星且加速度刚好为9.8m/s2的火箭内,这位乘客仍可稳稳站在地板上。那么,这个人并不知道自己究竟是在地球上,还是在加速运动的火箭上。

等效原理是广义相对论的第一个基本原理。那么,等效原理正确吗?这就是法国发射的“显微镜”卫星的使命,该卫星已从法属圭亚那搭载俄罗斯“联盟”号火箭进入太空。

“显微镜”卫星由法国国家航天研究中心(CNES)研制而成,其上携带两个圆柱形物体:一个用金属钛制造;另一个用铂铑合金制造。CNES在新闻发布会上表示:“在太空中,旋转卫星上的这两个物体将在长达数月内处于几乎完美且持久的自由落体运动中,没有在地球上可能受到的扰动影响,因此,我们能很精确地对它们的相对运动进行研究。”

如果爱因斯坦是正确的,那么不管其组成如何,两者的运动将会一样。CNES称:“如果两者加速度不同,那么等效原理将被推翻,这将撼动物理学的基础。”

科学家们一直无法让爱因斯坦的引力理论与粒子物理学标准模型统一起来。标准模型预测,广义相对论会在非常小的尺度上失效,但迄今还没有人观察到这一现象。现在,“显微镜”卫星的观测精度比迄今地球上进行的实验提高了3个数量级。研究人员表示,任何违反爱因斯坦等效原理的情况均将开启新的物理学领域。

 

科学研究的“悲剧”!日本宣布放弃X射线天文卫星“瞳” 科技世界网俄罗斯:首次从东方发射场成功发射卫星

俄罗斯航天机构于2016年4月28日首次从位于俄远东地区阿穆尔州的东方发射场,用一枚运载火箭顺利将3颗俄卫星送入预定轨道。

据俄罗斯航天集团公司发布的消息,莫斯科时间2016年4月28日5时01分(北京时间28日10时01分),一枚“联盟2.1A”运载火箭从俄东方发射场顺利升空。该火箭携有“阿伊斯特-2D”对地观测卫星、“罗蒙诺索夫”科学实验卫星和“萨姆萨特-218”纳米科学卫星。升空约两小时后,这3颗卫星先后与火箭顶端的“上面级”(又称轨道加速器)分离,开始进入预定轨道。俄首次从东方发射场发射卫星宣告成功。

据俄航天部门介绍,“阿伊斯特-2D”卫星是一颗以光学电子装置探测地表的观测卫星,其抓取拍摄的范围可精细到1.5米。“罗蒙诺索夫”卫星的任务是用望远镜观测高能宇宙射线,获取地磁场辐射数据。“萨姆萨特-218”卫星将为俄萨马拉国立航空航天大学承担科教任务,协助研发纳米卫星定位控制技术。

俄总统普京当天在发射现场观看了火箭升空的全过程,之后普京会见了东方发射场的技术人员并向他们表示祝贺。普京说,在东方发射场顺利实施首次发射值得自豪,这是俄航天发展史上具有重大意义的事件。

俄罗斯于2012年开始建设东方发射场。按照规划,该发射场占地700公顷,其中发射平台占地面积超过90公顷。俄原本计划于2015年年底在此进行首次发射,但由于准备不足,发射时间推迟。(如需转载,请注明来源自科技世界网)

 

 

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