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写反一行代码code,日本人就这么把他们19亿的太空望远镜给玩死了

微信 瞭望智库 11℃ 0评论

 

今天要说的,是一台太空望远镜的故事。

文︱事儿君

本文摘编自微信公众号“英国那些事儿”(ID:hereinuk),不代表瞭望智库观点

这是日本宇航局研制的一台X射线太空望远镜… 它之前的官方名字叫ASTRO-H,不过一如既往的… 这次日本人给它起了一个唯美的名字:Hitomi  — 瞳。 

这颗卫星造价超过310亿日元… 接近19亿人民币… 这是一台各种先进的旗舰级X射线太空望远镜… 从整个项目开发开始,一直被视为X射线天文学的未来…. 

无数的航天工作者等着它的数据验证和分析各种理论… 各种在读博士等着它提供的数据灌论文等毕业….. 上面除了日本自己的仪器之外,还搭载了几个美国和加拿大宇航局的仪器….

在2个多月前的2月17号… 日本宇航局把它发射升空….

在它刚刚进入太空的1个多月后的一个晚上…. 它失联了…..

失联的当天… 日本人是懵掉的…. 之前工作一切正常…. 莫名其妙怎么一个晚上就没了呢!!  当时地面的一些观测者给他们汇报… 他们跟踪卫星的时候看到卫星射出一道光..然后突然轨道就变了….   


后来地面上的一些望远镜跟踪到,卫星的周围飘着10多块大大小小的碎片…. 当时一些天文学家分析.. 估计是上面什么气体泄漏或者电池爆炸了之类…


日本科学家觉得… 当时它应该还可以挽救一下-。-


在接下来的一个多月里… 媒体陆陆续续跟进报道了一些关于瞳的消息….  一些分析原因啦…  偶尔跟踪到了几个瞳发回来的信号发现瞳还活着啦…… 各种消息。 


参与这个项目的科学家们的心也随着各种消息的到来上上下下…

直到几天前… 日本宇航局宣布… 他们正式放弃挽救瞳的各种努力…. 



好吧… 虽然放弃归放弃.. 不过他们在抢救过程中总算是弄明白他们是怎么把瞳给弄死的了….. 我们就来感受下这全过程…..


这一切的错误… 都要从瞳身上的一个追星仪说起…  追星仪是卫星上一个判断自己方位的仪器…  总的来说就是一个小相机,通过跟踪拍摄背景里一些亮的星星的位置… 用来判断自己所指向的方位…. (就跟你在地球上看北斗七星认方向一个道理….)


然而…


就是这个追星仪, 每当卫星经过南美的一个叫“南大西洋异常区”的时候… 这个追星仪都会出故障…

因为在这个区域里,地球的一个辐射带距离地面相对更近,于是每次经过这里,飞船都会暴露在一个相对更高的辐射环境中…. 

总之大概设计还是抗辐射的啥东西做的不好……每次飞到这里,追星仪都会犯二…… (其实也是设计了防辐射的..只不过今年地球磁场变化反常般的大了很多。)


但是一个追星仪犯二。。对于卫星影响也不是很大。。 科学家早就设计了好几个子系统互相备份,可以帮助卫星判断自己的方位…  所以飞上去1个多月,各种经过这里… 也没出什么大事儿…


然而… 就在3月26号的晚上….. 出事了….. 

当时,瞳观测完一个目标,正在根据指令开始执行转向,把目标从一个星系转向另一个星系…..  而大概就是这个转向的时候… 追星仪又发生了故障….

追星仪发生故障,卫星就不知道自己转了多少,就不知道自己究竟有没有对准目标…. 


根据预设的程序… 卫星自动启动了追星仪的替代品,卫星的第二重保护机制: 卫星上的一组侦测自身空间姿态的陀螺仪…..


然而….


这组陀螺仪也出了错….. 在本来卫星没有旋转的情况下,陀螺仪告诉姿态计算机,卫星本体正在以每小时20度的速度缓慢旋转.. 星载计算机得到报告自动做出反应,让卫星上控制旋转的”反力轮”向反方向转动… 试图用反作用力纠正这个其实根本不存在的旋转…


结果,这下卫星是真正的转了起来…

陀螺仪又反馈给电脑,“我们转得更快啦!!”   

电脑又反应“那我就让反力轮转的更快一点啦!!” 


就这样一来一回的互相反馈中,反力轮的转速升到了最高….   

本来在这个时候,卫星会有一组磁力棒通电扭转力矩…防止失控…. 

但是,在当时这样疯狂的转速下..这样的安全措施根本不起作用…

反力轮依旧用最高速度旋转,整个卫星旋转的速度也越来越大…


星载电脑发现第二重失效保护控制措施也失效之后..卫星启动了第三重机制,也是解决这样旋转问题的终极方法:喷气…..

万万没想到! 这最后的喷气给卫星的棺材板上钉上了最后一颗钉子….


日本人的程序写反了!!!! 


本来应该往旋转的反方向喷气… 减慢旋转… 结果电脑给出的指令是顺着旋转方向喷气… 完完全全喷反了方向!!!(这行指令是一周多以前没有经过完整的测试就上传上去了的..现在日本宇航局正在调查相关原因)

于是卫星这次彻底成了旋转的气球… 高速旋转之下,甩飞了太阳能电池板,甩飞了各种设备….. 

彻底的挂了……

这整个事件发生在日本事件凌晨3点到4点… 当时是个周五,美国这个项目的科学家正在庆祝整个项目的成功… 一起相约出去喝酒庆祝,然后上床睡觉… 

出事时卫星正在南美上空…日本人在地球的另一端… 完完全全没能对发生的这一切做出实时人为干预….  


一系列的故障,和人为程序错误下… 电脑就这么自己把自己玩死了…..


直到第二天一早,这群前一天晚上嗨完的美国科学家醒来,才发现收到了日本科学家的一封简短的Email:  瞳挂了….. 

好吧….

反正经过一个多月的努力.. 瞳是彻底的救不回来了…  

然而,面对这个消息,最心累的哥们。。。应该是他:


美国威斯康辛大学麦迪逊分校的一个天文学家Dan McCammon….. 这哥们是太空X射线探测的专家… 他建造了瞳上面最重要的一个科学仪器:X射线微热量计….


他在过去的30年里,一直在研究和建造这样的X射线微热量计….  但是每次都遇到了各种问题….


2000年,他设计的第一个版本装到了日本的ASTRO-E卫星上….  那一次发射失败… 火箭升空之后直接坠海…


幸好还有预算,当时他又赶做了第二个装到了日本的用于替代的另一颗卫星上,命名为 【朱雀】…    

朱雀在2005年7月发射升空…然而因为液氦泄露故障….  他设计的这个仪器在发生上空几个礼拜之后就彻底报废…. 


他攒了10年… 终于又有机会做出了第三个.. 这次装到了瞳上…. 结果又一次不到一个月报销….. 


他对媒体表示…. 再做一台还得再花3-5年… 下一个机会是欧洲宇航局的雅典娜探测器… 不过那颗已经被推迟到了2028年以后-。- 

好吧..

略悲情…. 

那么这次瞳就一无所获了么?     

其实收获还是有一点的…

日本人早就吸取了之前朱雀上去一个月就玩完的教训…. 在瞳刚刚发射升空之后的第八天就把他的观测仪器对准了英仙座星团…..   

瞳发回来的数据可以揭示这个星系团里气体膨胀流出的速率…判断星团质量的变化… 这个结果对暗能量的研究有关键意义….


这些结果可以灌出几篇论文来….. 但是真的就只有这几篇了….. (恩.. 几篇价值19亿的论文…)


项目负责人表示…   我们成功用瞳观测了3天…. 可是本来我们打算用它10年的………


未来的10年里日本宇航局也不再有相关的预算… 不太可能再发新的替换卫星上去…..


总之…

那些指望着这些数据毕业的博士们。。。。估计是真的要哭了。。


ref

http://www.scientificamerican.com/article/software-error-doomed-japanese-hitomi-spacecraft/?print=true

http://spacenews.com/jaxa-believes-still-possible-to-recover-hitomi/https://www.nasa.gov/hitomi

https://en.wikipedia.org/wiki/Suzaku_(satellite)

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(12)个小伙伴在吐槽
  1. 其实我更关心的是,文章中提出的地球磁场异常变化对我们的影响。太空本身是烧钱的科技,不过地球磁场变化导致的追星仪失效才是一切事情的起因,我们要面对的很危险。
    龙青2016-05-03 22:57 回复
  2. 越是高精尖设备,越是庞大的系统,稍有差池,后果不堪设想!高科技,更要求精益求精!
    六一2016-05-03 23:01 回复
  3. 相比于文章讲述的科技,我更对这篇文章的幽默语言而吸引,不少地方让我会心一笑。作者不仅拥有深厚的科技知识,文笔更是令人耳目一新!棒!
    2016-05-04 01:00 回复
  4. 中国的制造业不强,但卫星发射的成功率却很高;小日本的制造业很强,可他们的卫星总是出事。大概因为,中国的高手在顶层,而日本高手在民间。
    2016-05-04 01:10 回复
  5. 说好的工匠精神呢,出错3连发,学徒都当不上吧
    Carliphe2016-05-04 01:40 回复
  6. 问题的关键是最后的安全系统竟然没有充分测试,写了一周就敢装上去,这也充分说明日本的航天技术缺陷管理能力不高。我国学习的是苏俄的航天技术,在发射前都会做很多不间断测试
    cui²⁰¹⁷2016-05-04 02:21 回复
  7. Dam MCkammon不要伤心,再做一台x射线探测仪跟中国合作,给我们一个合作机会,给您一个美好未来
    潘攀2016-05-04 02:26 回复
  8. 日本人不是一向以严谨著称吗?也会犯这种错?一定是学得不够好,技术不到位。果然在关键的地方就比不上咱们中国了!
    言筱悠2016-05-04 02:37 回复
  9. 幽默且不说。工作不严谨,最终得到的只是个笑话。
    赵永杰2016-05-04 22:31 回复
  10. 思想略显狭隘。每一次对太空的探索都是全人类的进步。为什么欧美选择日本,不选择中国呢
    小肥羊肉业~梁日健2016-05-05 00:11 回复
  11. 文风很棒,我觉得重点不在于日本失败了中国卫星发射零失误。我们要意识到,日本的这颗望远镜已经达到了旗舰级,这种观测镜的水平给我国航空制造相当大的压力,差距不在成功率,在于技术可能拉大很多年
    Dr.Gy2016-05-05 04:48 回复
  12. 在一个理想世界里,中日在很多地方是可以互补的,可以想象一下,那是怎样的情景,彼此都可以各取所需,快速发展。只可惜,现实世界并不理想。
    孙行者2016-05-05 23:01 回复