“Hitomi”（瞳）卫星正在太空对幽暗的宇宙展开观测，它当前观测的目标是一片宇宙遥远深处的一个非常暗淡的星系，在可见光波段看来这里平淡无奇，但在“瞳”卫星的X射线波段中，这个目标天体有着完全不同的深邃结构。

此时它正经过南美洲上空，即将进入南大西洋，但一个意外发生了，卫星姿态控制突然启动，随后推进发动机启动，2.7吨重的卫星开始以一种奇怪的姿态开始旋转起来，对准地面的控制天线开始随机指向，观测目标也已经丢失。

卫星的控制系统已经检测到姿态失控，发出了数千条指令试图扭转局势，但毫无作用，卫星的滚转速度越来越快，很快薄弱的太阳能电池开始断裂，飞离卫星，接下来就是天线，还有展开后长达14米的星体也开始分崩离析。

与此同时，日本宇宙航空研究开发机构与“瞳”卫星的通信在UTC时间2016年3月26日07:40中断，美国联合太空作战中心（JSPOC）在UTC时间3月26日上午08:20观测到该卫星分裂成了5块，但却没有监测到任何太空垃圾与“瞳”卫星轨道交叉。

“瞳”卫星为何碎裂？究竟是什么原因？

“瞳”卫星是本天文界曾寄予厚望的一颗X射线波段的天文观测卫星，它的目标是探索宇宙的大尺度结构和演化，以及星系团内暗物质的分布以及星系团如何随时间演化等，于2016年2月17日在种子岛航天中心发射升空。

短短一个月，刚刚调试完成进入观测就姿态失控并解体，给JAXA的打击无疑是巨大的，在排除了碎片撞击的可能性后，JAXA开始将目光集中到卫星自身，开始日本专家认为可能是高压氦气泄漏，电池爆炸或者或者推进器被意外启动。

但在工程师分析了所有数据后都发现与氦气罐和电池无关，最终日本专家发现惯性参考单元(IRU)在UTC时间3月25日19:10分意外以21.7°/小时旋转，此时由于动量轮修正，卫星仍然是正常的。

但IRU继续报告雷击错误，导致动量轮姿态控制加大控制，使卫星进入了保护状态，姿态控制最后尝试以推进器来稳定卫星，但由于太阳传感器无法锁定位置，启动的推进器反而让卫星进入快速旋转状态，最终这个状态直至卫星解体。

究竟是什么原因？

日本专家继续调查确认，导致一系列错误的原因来自姿态控制部分电路故障，而其早在3月25日前就已经有多次意外重启，只是冗余控制模块仍然能保证姿态控制单元正常工作而已，而在3月25日则是最后的正常控制单元故障了。

尽管没有100%的证据表明导致这个故障的原因，但日本专家认为，这是被太阳辐射中的强质子流把控制单元中的CPU给击穿了，因为“瞳”卫星经过了南大西洋上空一个叫做“太空百慕大三角区”，本以为加固后的电路可以保证安然无恙，但显然这里的辐射远远超出了卫星所能承受的极限。

太空百慕大，究竟是什么地方？

国际空间站和中国的天宫空间站的轨道高度为什么在400千米左右？很多朋友一定知道，这不是很简单么，要是轨道高度太高的话，补给成本太高了，每次都送那么大老远，运营空间站得亏血本。

这个答案无疑是正确的，但只对了一半，因为空间站轨道高度除了成本考虑外还有一个辐射的考虑，不知道各位是否有发现从近地轨道一直往外，在2000千米~5000千米的轨道上，卫星数量很少，因为这里有一个范艾伦辐射带！

太阳风与高能带电粒子

太阳风估计大家都听说了，其实所谓的太阳风就是太阳活动向太空辐射的大量高能带电粒子，比如电子和质子，它们高速运动脱离了太阳的引力，这些带电粒子在太阳系内横冲直撞，有部分就会闯入地球范围。

这些高能带电粒子能级很强，特别是对IC中使用低电压微电流工作的CPU等产生的威胁极大，轻则导致错误电平信号造成误动作，重则击穿IC导致电路报废，因此在太空工作的卫星CPU和电路都是“加固”过的，不求性能第一，但求稳定、抗造。

不过好在地球有一个巨大的磁场保护，所以这些高能带电粒子大部分都会通过地球的磁力线导向两极，因此在中低纬度工作的卫星在地球的磁场保护下非常安全，不过也有例外的时候，比如太阳活动强烈时，就像太阳耀斑爆发时，大量带电粒子冲击地球磁场与高层大气，导致磁场变形，突入到中低高度，从而对卫星“气动”（高层大气分子）产生影响掉高度。

另一个则是其能量更强大的带电粒子将直接对卫星产生影响，除了“掉高度”外，将可能直接摧毁卫星，轻则卫星控制故障，星载操作系统重启，重则就像日本的“瞳”卫星控制失效，甚至解体。

范艾伦辐射带：高能带电粒子区域

1958年1月31日，美国第一颗卫星探险者一号的轨道在跨越800千米高度时（近地点358千米，远地点2550千米）其星载盖革计数器读数突然下降至0，1958年3月26日的探险者3号时候又发生了同样的情况。

美国物理学家詹姆斯·范·艾伦认为并非是800千米高度没有辐射了，而是盖革计数器过载了，范艾伦认为地球磁场俘获的太阳风粒子，这些带电粒子在带的两转折点间来回运动。由于范艾伦发现了这个辐射带，因此以他的名字命名为了范艾伦辐射带。

辐射带分为内外两个，内带在1000公里以上，范围在1000~12000千米之间，分布的主要以高能质子为主，外带则在1.3万千米到6万千米左右，以高能电子为主。

很显然高能质子影响更大，因此大部分航天器都是避开范艾伦辐射带的粒子最密集的区域，大约在2500~5000千米的区域，但在地球上有一个区域是例外的，这就是南大西洋地磁异常区，这里的范艾伦辐射带能低至200千米。

2020年地球磁场强度

1958年柯策（Pieter Kotze）发现这个异常区域，它的存在已经很久了，从1590年以来都非常平稳，但在1750年后逐年下降，但变化并不是很大。不过德国地球科学研究中心的尤尔根·马茨卡称在过去的十年中，南大西洋异常东部出现了新的磁场极小值，每年以20千米速度急速扩张，并且还有加速趋势，也就是说已经出现分裂。

这个磁异常区域的扩大给航天器造成了不小的麻烦，由于其区域很大，纬度比较低，除了极小倾角轨道卫星外，大部分航天器都会经过该区域，比如哈勃望远镜的轨道为540千米，倾角28.47°，轨道周期为95.42分钟，每天至少一次通过该区域，经过SAA区域（南大西洋磁异常区域）哈勃观测设备关闭。

国际空间站的轨道倾角为51.6°，中国空间站的轨道倾角41.58度，对通过南大西洋磁异常区域必须做防辐射加固。否则就会让在轨航天器出现像“瞳”卫星那样的故障，除了日本的X射线观测“瞳”卫星外，美国2007年Globalstar卫星失效也被认为是SAA的原因，另外在2012年10 月，对接于国际空间站的SpaceX CRS-1龙飞船在通过SAA区域时也遇到了短暂的异常。

正常情况下SAA都足以让航天器发生故障，真可以称得上“太空百慕大”，假如在太阳活动高峰期，又叠加航天器经过该区域，想想也是后怕，希望正在太空工作的航天员们都平安无事。