Hitomi: ez történhetett
(Rovat: Japán a világűrben, Távoli világok kutatói - 2016.04.19 07:15.)

Hibák szerencsétlen láncolata vezethetett a vadonatúj japán röntgencsillagászati űrtávcső idő előtti elvesztéséhez.

A Japán Űrügynökség (Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA) szakemberei az elérhető adatok alapján megpróbálták rekonstruálni, mi történt a Hitomi (Astro-H) műholddal. A február 17-én indított 2,7 tonnás űreszköz március 26-án került bajba. Ennek első jele az volt, hogy elmaradt a tervezett bejelentkezése a földi követőállomásra. Nem sokkal később a műholdakat és a Föld körül keringő tárgyakat követő amerikai műveleti központ (Joint Space Operations Center, JSpOC) adatai azt mutatták, hogy öt nagyobb darab válhatott le a Hitomi testéről, ami komoly anomáliára utalt. Ennek becsült időpontja március 26-án 1:42 volt (±11 perc). Az időpontokat a továbbiakban is világidőben (UTC) adjuk meg. A következő két napban még háromszor sikerült rövid időre fogni az űrtávcső rádióadását, majd március 28-án végleg elhallgatott.

(Fantáziakép: JAXA / ISAS)

Érdemleges telemetriai adatok híján a japán irányítóknak nem volt könnyű megállapítani, mi is történhetett a röntgenűrtávcsővel. A „nyomozás” során összeállt egy valószínűsíthető forgatókönyv. Az is világossá vált, hogy gyakorlatilag reménytelen a helyzet, a csillagászok sajnos elveszettnek tekinthetik ezt a nagy reményekkel várt megfigyelőeszközüket. Az új generációs röntgencsillagászati műhold, az japán, amerikai, európai és kanadai együttműködéssel épített Hitomi fedélzetén négy különböző, a röntgentartományban érzékeny távcső és két, a lágy gamma-tartományban érzékeny detektor volt. Rendszeres tudományos megfigyeléseit a nyáron kellett volna elkezdenie...

A Hitomi március 25-én 18:22-kor fejezett be egy előre programozott manővert: a kalibrációs mérések végzése közben a távcső irányát az egyik megfigyelt aktív galaxismagról egy másik célpont irányába állították át. Rögtön ezt követően az űreszköz térbeli helyzetét érzékelő eszköz (Inertial Reference Unit, IRU) – tévesen – azt jelezte, hogy a műhold az egyik tengelye körül forgásba kezdett. Normális esetben az ilyen hirtelen hibás jelzés egyszerűen elmúlik, ha a méréseket hosszabb időn át összegzik. Ha pedig fennmarad az eltérés az IRU és a térbeli orientációt biztosító csillagérzékelők adatai között, akkor az utóbbi rendszertől kapott pontosabb információt fogadják el. A bajok sorozata a Hitomival ott folytatódott, hogy a csillagérzékelők akkor épp valamiért nem szolgáltattak adatot...

A fedélzeti irányító rendszer így elfogadta valóságosnak az IRU adatait, és olyan utasítást adott, hogy a stabilitás beállítását biztosító lendkerekek kompenzálják az óránként 21,7°-os észlelt elfordulást. Mivel nem volt mit ellensúlyozni, a műhold teste valójában ekkor kezdett tényleg felpörögni. Március 25-én 19:10 körül a műhold már mintegy 20°/órás szögsebességgel forgott – az ellenkező irányban ahhoz képest, amit a hamis jelzés mutatott. A lendkerekek perdülete csak nőtt és nőtt, de az elromlott érzékelő csak nem jelzett változást a műholdtest forgásával kapcsolatban. Így a műhold automatikusan biztonsági üzemmódba kapcsolt. Ilyenkor a napérzékelő alapján igyekszik megtalálni a helyes térbeli irányt, hogy a napelemtáblákat az energiatermelés biztosítása érdekében a Nap irányába lehessen forgatni, a hajtóművek segítségével beállítva az űreszköz kívánt helyzetét.

A napérzékelő sem állt a helyzet magaslatán, de a hajtóművek mégis bekapcsoltak, és még jobban felpörgették a műhold testét. Itt következett még egy újabb szerencsétlenség. A röntgentávcső kemény (vagyis nagyobb energiájú) röntgentartományban működő teleszkópjának fókusztávolsága ugyanis 12 m volt. Ezt úgy tudták megvalósítani, hogy a műhold testéből már a Föld körüli pályára kerülés után (február 28-án) kinyitottak egy 6 m hosszú „nyúlványt”, ahová a képalkotó detektorokat szerelték. Csakhogy a kinyitást követően megváltozott a műhold tömegközéppontjának helye, a hajtóműveket vezérlő algoritmust viszont elmulasztották rendesen átprogramozni. Így végül a forgás nem csak felgyorsult, de még összetettebb is lett.

Az Astro-H felépítése és műszerei, jobbra lent a kemény röntgentartományban érzékeny távcső (HXT) 6 m hosszú optikai padja. (Kép: JAXA)

Az őrült forgás következtében, a JAXA becslése szerint március 26-án 1:37-kor váltak le egyes darabok, a gyanú szerint maga a 6 méterre kinyúló optikai pad, valamint a napelemtáblák külső darabjai. Március 28-ig három alkalommal jött még rádiójel a Hitomiról a Földre, de azután a fedélzeti akkumulátorok is minden bizonnyal lemerültek. A Földről végzett radaros és optikai mérések tanúsága szerint a részegységek elszakadása után a forgás tovább gyorsult. Később újabb önállósuló darabok jelentek meg.

Az űrtávcső elvesztését a jelek szerint nem is csak egy probléma, hanem fatális hibák sorozata okozta. Korábban felmerült, hogy a szétdarabolódás oka egy külső űrszemétdarabbal való ütközés lehetett, de erre nem utal semmi bizonyíték. Végül magából az űreszközből is űrszemét lett, méghozzá többfelé esett szét. Mivel ezek a darabok alacsony pályán keringenek, idővel a sűrű légkörbe érve meg fognak semmisülni.