陷入困境的日本宇宙機構尋求重新開始

旨在重建衛星故障期間丟失的儀器的努力突顯了JAXA的韌性

2月份發射的Hitomi X射線天文衛星在一個月後在太空解體。

日本宇宙航空研究開發機構 (JAXA) 正在尋求救贖。今年 3 月,一個軟體錯誤導致該機構的 Hitomi X 射線天文衛星 在太空中解體,使其原計劃為期三年的任務在僅一個月後便戛然而止。

現在,JAXA 正在考慮是否在 NASA 的幫助下重建並重新發射該航天器的關鍵儀器——一臺美國製造的 X 射線光譜儀。8 月 5 日,這兩個航天機構的代表將舉行會議,討論重建構成 Hitomi 科學核心的儀器的可能性。但是,JAXA 是否能夠重拾日本國民及其國際合作夥伴的信心,仍有待觀察。

太空專家指出,JAXA 之前曾成功實現驚人的恢復。它曾勸說其受損的隼鳥號 (Hayabusa) 航天器 帶回來自小行星的塵埃,並將其曉號 (Akatsuki) 探測器 送入環繞金星的軌道,而此前引擎故障似乎已使該航天器報廢,時間相隔 5 年。


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約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室 (位於馬里蘭州勞雷爾) 的行星科學家、《太空系統故障》(Praxis,2005 年)一書的合著者拉爾夫·洛倫茨 (Ralph Lorenz) 說:“重要的是要注意 JAXA 在從通常是災難性的故障中恢復方面的足智多謀。”

Hitomi 解體是因為一個錯誤的軟體命令提示航天器旋轉得越來越快,直到其太陽能電池板飛入太空。JAXA 的一項調查將未能發現該錯誤歸咎於有缺陷的專案管理技術。

這次故障在 JAXA 位於相模原的宇宙科學研究所 (ISAS) 的各個層面都引起了反響,該研究所負責管理 Hitomi。JAXA 總裁奧村直樹是三位主要官員之一,他們減薪 10% 四個月“以表達我們的遺憾並警示自己”,他在 6 月的新聞釋出會上說。他還下令對該研究所的下一個大型專案進行系統審查:一項研究地球輻射帶的任務,計劃在未來幾個月內發射。

在 Hitomi 之前,JAXA 的最低谷或許是其希望號 (Nozomi) 火星任務的失敗,該任務在 2003 年掠過這顆紅色星球,而未能按計劃進入軌道。同年,一種新的 JAXA 火箭設計在試射期間失敗,促使對所有機構專案進行審查。

屢敗屢試

有些人質疑 JAXA 是否在用太少的資源做太多的事情。洛倫茨說,NASA 通常會將多項任務分配給多名專案工程師,而 JAXA 經常指派一個人負責多項任務,洛倫茨是曉號金星探測器的合作者。

奧村承認了這一點,他說 ISAS 通常會與航天器製造商一起,使用一個小型內部團隊來開發任務。相比之下,Hitomi 涉及更多複雜的系統。過程中根本沒有建立足夠的保障措施來發現軟體錯誤。“以前傳統的 ISAS 方法不一定適合生產現代衛星和航天器,”奧村說。

JAXA 釋出了關於該故障的非同尋常的技術細節級別。機構官員表示,由於 Hitomi 旨在作為一項社群任務,為全球的 X 射線天文學家服務,他們有義務解釋發生了什麼,以便沒有人再犯同樣的錯誤。

北海道大學 (位於札幌) 的天體物理學家伊麗莎白·塔斯克 (Elizabeth Tasker) 說,由於這種決心和開放性,“我認為 Hitomi 的繼任者在 JAXA 手中是安全的。”

但是,此類專案可能很難向政客推銷。“像希望號和 Hitomi 這樣備受矚目的挫折使 JAXA 難以在今天的政治氛圍中為大型科學任務辯護,”華盛頓大學 (位於西雅圖) 的日本太空政策專家 Saadia Pekkanen 說。

ISAS 發言人 Chisato Ikuta 說,JAXA 尚未決定 Hitomi 的繼任者是否會飛行,或者它將攜帶哪些儀器。但是 Hitomi 最重要的科學儀器是由 NASA 提供的光譜儀;航天器在失效前收集的資料揭示了 關於英仙座星系團中氣體流動的秘密

該光譜儀似乎三度被詛咒;不同衛星上的兩個早期版本因發射失敗和冷卻劑洩漏而丟失。即便如此,NASA 的一個諮詢小組在 7 月 5 日報告說,不遲於 2023 年發射該儀器的副本“將實現 Hitomi 光譜儀的巨大科學前景”。重建成本約為 7000 萬至 9000 萬美元。

NASA 天體物理學主任保羅·赫茲 (Paul Hertz) 將與 JAXA 代表會面討論各種方案。“當然,我們不會監督 JAXA,”他在 7 月 20 日對 NASA 諮詢委員會說。“我們可以討論 NASA 為防止我們犯可避免的錯誤而實施的實踐。”

JAXA 正在進行的其他國際任務包括磁層軌道飛行器,該飛行器計劃於明年在歐洲航天局的 BepiColumbo 水星任務中發射。

洛倫茨說:“當事情出錯時,就是工程學的奧林匹克競賽。”“也許飛行的最佳時機就在失敗之後。”

本文經許可轉載,並於2016 年 7 月 29 日首次發表

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