基本介紹
- 中文名：“瞳”X光觀測衛星
- 外文名：Astro-H
- 國別：日本
- 發射時間：2016年2月17日
- 發射地點：種子島航天中心
- 設計壽命：大於3年
概況,項目背景,研製目的與意義,研製目的,研製意義,主要性能參數,平台系統,有效載荷系統,
概況
2016年2月17日，日本用H－2A－30火箭在日本種子島航天中心成功發射了天文－H（Astro－H，別名“瞳”）衛星。它是日本發射的第8顆X射線天文衛星，用於調查宇宙的形成與進化發展過程，研究隱藏在太空中的物理現象等。
天文 - H從發射到伸展式光學平台展開的外形組態
天文 - H從發射到伸展式光學平台展開的外形組態然而，3月27日，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）證實，3月26日他們無法獲取該衛星的信號。4月8日，JAXA召開第二次新聞發布會指出，3月26日03：01，在調整衛星控制方向後不久，衛星控制系統異常，接著衛星呈翻滾狀態，太陽電池翼無法供電。據推測，衛星翻滾很可能是由姿控發動機意外噴射所致，太陽電池翼和衛星尾部伸展式光學平台可能已經受損。但JAXA並未放棄，仍期待天文－H衛星像日本“隼鳥”小行星探測器一樣，可逐漸降低轉速，太陽電池翼能提供部分電能，衛星恢復穩態運行，完成部分飛行任務。
天文－H失聯對科研來講是一個巨大損失，因為這是日本迄今發射的最大、最先進的X射線天文衛星，同時具備軟X射線攝像、硬X射線攝像、軟X射線分光和軟γ射線檢測等4種功能，觀測靈敏度較日本此前發射的天文－E2衛星提高了100倍。其衛星平台和結構也有獨特之處。
項目背景
日本自20世紀70年代中期開始，就以日本宇宙航空研究開發機構下屬的宇宙科學研究所（ISAS，原文部省宇宙科學研究所）為核心開始研發和套用以X射線天文衛星為主的天文衛星。1976-2005年，日本共發射了7顆X射線天文衛星，其中5顆發射成功，按預定計畫執行了一系列觀測任務，取得了不斐的成績。如：利用天文－D於1993年4月5日成功捕獲到了剛發現的M81銀河系的超新星SN1993放射出的X射線；利用2005年發射的天文－E2衛星配備的軟X射線望遠鏡（SXT）所進行的一系列觀測活動，不僅大幅拓展了觀測範圍（從原來的軟X射線拓展到軟γ射線），而且發現了距地球較近（8000萬光年）處的黑洞，對人類了解宇宙結構、掌握宇宙全貌、釐清宇宙進化發揮了重要作用。
日本在全面總結“天文”系列衛星開發經驗的基礎上，深入分析了存在的問題並尋找解決問題的辦法，特別是高觀測靈敏度有效載荷儀器的研發，並擴大對外合作範圍，研發了天文－H衛星。宇宙科學研究所負責這顆衛星的設計，日本電氣公司（NEC）為主承包商，聯合日本國內20餘家大學和研究機構，以及美國、英國、德國、法國、加拿大、荷蘭等國外多家大學和研究機構共同研發衛星有效載荷儀器，使天文－H衛星同時具備軟X射線分光、軟X射線攝像檢測、軟γ射線檢測和硬X射線攝像檢測等4種功能，觀測靈敏度較2005年發射的天文－E2衛星提高了100倍，有望取得更大的科學成果。
研製目的與意義
研製目的
天文－H是1顆具有世界上最高能量解析度，可對從X射線到γ射線這一龐大的能量範圍進行科學觀測的天文觀測衛星，也是1顆以徹底釐清宇宙動態進化，以及包括非熱物質在內的各種物質的能量集中過程為主要目的的衛星。
研製意義
研究、發射天文－H衛星具有重要的科學意義、深遠的技術意義和重大的社會意義。
1）科學意義。①釐清大規模的宇宙結構和宇宙進化過程；②深刻理解宇宙的極限狀態；③以多種方式尋找宇宙的非熱能源；④探求暗物質等對銀河系進化的作用。
2）技術意義。通過研製和發射天文－H及其後繼星，可確立日本下一代天文觀測衛星的基礎體系結構：包括模組化技術、一體化控制管理、空間體系網路線、數據處理計算機、冷凍機、大規模和超大規模積體電路等，為完善天文衛星，推進其技術發展，滿足今後多任務需求奠定堅實基礎。
3）社會意義。①國內方面，它可增強日本成為一流天文觀測國家的自豪感；②國際方面，它能推進以日本為主導的國際合作計畫；③在推進產業套用方面，日本擬將研究、開發和搭載在天文－H上的檢測器用於醫療診斷領域，將航天用高水平的成像技術轉移到民用產品研發，將掌握的宇宙物質結構分析技術用於各種物質結構的分析研究等。
主要性能參數
平台系統
天文－H衛星質量2.4t，摺疊高度8m，展開高度14m，功率3500W，設計壽命大於3年。衛星將運行在軌道高度約為550km、軌道傾角小於31°、軌道周期為96.2min的近圓軌道上。
衛星公用平台分系統由結構、電源、通信、推進、姿態控制、數據處理和熱控分系統組成，採用4個斜裝反作用飛輪的零動量三軸控制方式，確保姿態穩定和軌道控制精度，以實現精密觀測，獲取各種準確的觀測數據；此外，還引進了模組化設計，著重解決了數據處理系統的標準化問題，可有效防止因不同生產廠家開發的接口不一致所帶來的困擾。
有效載荷系統
天文－H上共搭載了硬X射線望遠鏡（HXT）、硬X射線攝像檢測器（HXI）、軟X射線分光檢測器（SXS）、軟X射線望遠鏡（SXT－S、I）、軟X射線攝像檢測器（SXI）、軟γ射線檢測器（SGD）等6種有效載荷儀器，分別構成硬X射線攝像系統、軟X射線分光系統、軟X射線攝像系統和軟γ射線檢測系統。
各種觀測儀器在天文 - H衛星上的具體位置
各種觀測儀器在天文 - H衛星上的具體位置其有效載荷設計要求主要包括：①有效載荷中的軟X射線分光系統和軟X射線攝像系統採用了一種固定式光學平台，其焦距為6m；②硬X射線攝像系統採用伸展式光學平台（EOB），展開後能確保硬X射線攝像所需的12m焦距；③伸展機構不是配置在望遠鏡一側，而是配置在檢測器一側；④為實現製冷系統最佳化，採用液體氦與JT冷凍機並用的魯棒式製冷系統。
