Danneggiato (quasi) irrimediabilmente il satellite per astronomia Hitomi

Il satellite giapponese Hitomi, lanciato lo scorso 17 Febbraio 2016, ha iniziato ad avere problemi per il controllo del proprio assetto il 26 Marzo, come riferito dagli stessi ingegneri di JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), i quali si sono accorti dell’anomalia attraverso la ricezione dei dati di telemetria. L’ultima comunicazione con il satellite risale al 27 Marzo, a meno di sei settimane dal lancio della missione, come annunciato da JAXA su Twitter:

[release] Communication failure of X-ray Astronomy Satellite “Hitomi” (ASTRO-H) https://t.co/tvKrMTAQx4 pic.twitter.com/doV3B0TxoF

— JAXA(Japan Aerospace Exploration Agency) (@JAXA_en) March 27, 2016

I problemi sono iniziati quando l’unità inerziale montata sul satellite ha erroneamente rilevato un rotazione del veicolo spaziale pari a circa 21.7 gradi l’ora attorno al proprio asse Z, quando in realtà il satellite in quel momento si trovava in puntamento stabile. Rilevando il presunto movimento anomalo, il computer di controllo dell’assetto ha attivato le ruote di reazione per controbilanciare la rotazione fornendo la coppia che sarebbe stata necessaria a mantenere il satellite fermo. Mancando in realtà una forza da controbilanciare, l’attivazione delle ruote di reazione ha indotto un moto nella direzione opposta, a causa dell’errata lettura fornita dall’unità inerziale, fino a raggiungere la velocità limite possibile ammessa dal costruttore delle ruote. I computer a bordo di Hitomi hanno rilevato questo nuovo problema e hanno reagito cercando di desaturare (rallentare) le ruote usando i motori a razzo. L’algoritmo che guidava il pattern di accensione del sistema RCS non sembra aver funzionato come previsto, mandando il satellite in safe mode. In tale modo di funzionamento, i thrusters hanno sparato nuovamente, questa volta cercando di posizionare i pannelli solari in direzione del Sole in attesa di un intervento da terra. Ma i problemi per Hitomi non erano ancora finiti: i sensori di bordo non sono stati capaci di rilevare correttamente la posizione del satellite rispetto al Sole, e la sequenza di accensione è proseguita in modo scorretto ottenendo l’effetto di aumentare ancora il rateo di rotazione di Hitomi attorno al suo asse.

Il risultato finale è quindi potenzialmente disastroso: poche ore dopo l’inizio delle anomalie,  dopo un paio di contatti radio intermittenti, sono stati rilevati cinque oggetti separatisi dal corpo principale di Hitomi. Le prime analisi sembrano aver identificato in quei frammenti i segmenti più esterni dei pannelli solari e il piano focale del banco ottico estensibile, probabilmente divelti dalle loro sedi a causa della forza sviluppata dalla rapida rotazione del satellite.

Secondo quanto riferito da JAXA, la prima causa di malfunzionamento del satellite potrebbe essere data da un errato aggiornamento dei parametri di controllo dei motori, avvenuto il 28 febbraio, per la presenza del banco ottico estensibile. Quest’ultimo è costituito da una struttura di 6 metri per rilevare i raggi X ad alta energia emessi dalla materia surriscaldata che viene risucchiata dai buchi neri. Ma gli aggiornamenti fatti sui parametri per tenere conto del banco ottico non erano corretti, come ha affermato JAXA.

Il satellite si trovava ancora in una fase di test quando si è verificata l’anomalia, mentre le osservazioni erano state pianificate per la seconda metà del 2016. Gli astronomi hanno definito Hitomi come la missione più importante del decennio per l’utilizzo dei raggi X. L’osservatorio, infatti, avrebbe dovuto studiare i raggi X emessi da plasma caldo che contengono indizi circa il funzionamento interno dei buchi neri , la vita delle galassie , la struttura di ammassi galattici e dove possono trovarsi ammassi di materia oscura nell’universo. Mentre gli ingegneri sperano che Hitomi possa rallentare la sua velocità di rotazione nelle prossime settimane, Saku Tsuneta , vice presidente di JAXA, ha affermato che gli scienziati potrebbero essere costretti a rinunciare alla missione. “Non abbiamo rinunciato alla speranza per il recupero del satellite, ma dobbiamo tenere conto anche della peggiore delle ipotesi”. I centri di controllo, comunque, stanno ancora tentando di rimettersi in comunicazione con Hitomi.

Azusa Yabe, fonte principale di JAXA, afferma che “una possibile causa dell’elevata velocità di rotazione del satellite è un’anomalia nel sistema di controllo di assetto. Se il satellite ruota velocemente, i pannelli solari, il banco ottico esteso (Extended Optical Banch), e tutto ciò che è a bordo di Hitomi, potrebbe andare distrutto, a causa della loro struttura molto debole.”

Tecnologie a bordo di Hitomi (ASTRO-H). (C) JAXA

Versioni precedenti di spettometri a raggi X furono lanciati da due missioni giapponesi nel 2000 e 2005, rispettivamente. La prima delle due fallì durante il lancio, mentre la seconda alcune settimane dopo, a causa di una perdita del liquido di raffreddamento prima dell’inizio delle osservazioni, rendendo impossibile il proseguimento della missione. Stavolta gli scienziati speravano in un esito a lieto fine, ma così non è stato, almeno fino ad ora.

Fonti: JAXA