日本的旗艦天文衛星瞳（Hitomi）於2月17日成功發射，但五週後失控翻滾，可能是由於一個基本的工程錯誤所致。瞳衛星對其在太空中的方位感到困惑，並試圖阻止自身旋轉，其控制系統顯然向錯誤的方向發出指令，啟動了一個推進器噴射——加速，而不是減緩了航天器的旋轉。
4月28日，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）宣佈這顆衛星報廢，該機構在這顆衛星上花費了310億日元（2.86億美元）。至少有十個碎片——包括提供電力的兩個太陽能電池陣列翼板——從衛星的主體上脫落。
瞳衛星曾被視為X射線天文學的未來。“這是一場科學悲劇，”馬里蘭大學學院公園分校的天文學家理查德·穆肖茨基說。
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這顆衛星在事故發生前成功進行了一次至關重要的天文觀測，捕捉到了英仙座星系團中氣體的運動。進行觀測的儀器是一臺高解析度光譜儀，已經研發了三十年。之前的兩個版本在之前的航天器故障中丟失。
瞳衛星的麻煩始於發射後的幾周，其“星跟蹤器”系統是衛星上旨在保持衛星在太空中的方位的幾個系統之一。每當星跟蹤器經過南美洲東海岸上空，穿過一個被稱為南大西洋異常區的區域時，就會出現故障。在這裡，包圍地球的輻射帶相對較低地傾入大氣層，使衛星暴露於額外的能量粒子劑量中。
就其本身而言，這本不應該是一個致命的問題。但星跟蹤器問題引發了一系列連鎖故障。
旋轉週期
日本時間3月26日凌晨3:01，航天器開始了一項預先程式設計的機動，從觀察蟹狀星雲轉向觀察星系馬卡良205。在某個過程中，星跟蹤器的問題導致瞳衛星轉而依賴另一種方法，即一組陀螺儀，來計算其在太空中的方位。但是，這些陀螺儀錯誤地報告說，航天器以每小時約20度的速度旋轉。被稱為反作用輪的微型電機開始轉動，以抵消假定的旋轉。
一旦反作用輪達到最大轉速，通常會部署磁杆以防止它們加速失控。但是磁杆必須在三個維度上正確定向才能工作，因此它未能減慢反作用輪的速度。瞳衛星旋轉得越來越快。
然後，航天器自動切換到安全模式，並在大約凌晨4:10，啟動推進器試圖停止旋轉。但是由於上傳了錯誤的指令，啟動導致航天器進一步加速。（不正確的指令是在幾周前上傳到衛星的，沒有經過適當的測試；JAXA表示正在調查發生了什麼。）
所有這些都發生在瞳衛星位於地球背面，無法與日本的地面控制人員進行即時通訊時。
在美國，團隊科學家在3月25日星期五晚上上床睡覺，慶祝看似成功的任務開始。星期六早上，他們醒來收到專案經理高橋忠幸發來的一封簡短電子郵件，稱航天器發生了緊急情況。
地面望遠鏡後來拍攝到了瞳衛星大約每5.2秒旋轉一次的照片。
錯失的機會
威斯康星大學麥迪遜分校的天文學家丹·麥卡蒙幫助設計和建造了瞳衛星的首要科學儀器，一臺X射線量熱計，它可以極其精確地測量X射線光子的能量。他已經研究這項技術三十多年了，在2000年發射失敗的ASTRO-E任務和2005年發射後幾周氦氣洩漏導致儀器失效的朱雀號航天器上都使用了它的早期版本。
麥卡蒙說，美國宇航局需要大約5000萬美元，以及另外3-5年的時間，才能建造一個替代量熱計。它的一個版本計劃在歐洲航天局的雅典娜任務中飛行，但這要到2028年才能發射。
埼玉大學的天體物理學家田代誠說，量熱計是最大的損失。它本應收集關於爆炸的恆星、星系團、星系之間的氣體等方面的非凡細節。“我們失去了新的科學，”他說。
但是瞳衛星仍然可以為科學做出貢獻。由於朱雀號早期的失敗，瞳衛星科學家計劃了一次重要的早期觀測。發射後大約八天，瞳衛星將其X射線目光投向了距離地球約2.5億光年的英仙座星系團。透過測量從星系團流出的氣體的速度，瞳衛星可以揭示星系團的質量如何隨著恆星的誕生和死亡隨時間變化——這是對被稱為暗能量的關鍵宇宙學引數的檢驗。
穆肖茨基說，那一次觀測可能會產生一系列關於瞳衛星的論文。但僅此而已。
“我們有三天時間，”他說。“我們曾希望有十年。”
本文經許可轉載，並於2016年4月28日首次發表。