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他是太空海盗,他追逐繁星而去

美睿 发表于 2015-11-5 18:16:59 [ 上一主题] [下一主题]

本帖最后由 美睿 于 2015-11-5 18:21 编辑

“阶梯计划”可以说是《三体》中最核心的计划之一了,这个计划是由《三体III》女主人公程心初到行星防御理事会战略情报局(PIA)时提出的。
当时人们正在苦恼如何将飞行器加速至光速的1%,程心同学发言表示可以在太空中布满核弹,利用核弹爆炸的能量作用于飞行器进行加速,由于每爆一次才能加速,加速过程就像一阶阶爬楼梯一样,故该计划被称为“阶梯计划”。
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随后各国研究小组花了很大的功夫去研究阶梯计划的实施方案和轨道计算,如果当时PIA中有这么一位鬼才的话,那这个计划运作起来可能会轻松许多,他的名字叫——罗伯特·法夸尔(Robert Farquhar)。

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罗伯特·法夸尔/图片来自:NASA

这位老爷爷在NASA工作了几十年,在NASA工作过的人几乎都认识他,他是美国航天局的任务设计专家,擅于计算航天任务中各种飞行器的轨道,厉害的是他计算的轨道永远是正确的,人们常说他能够把飞行器送到太空中任何想去的地方,是一位真正的的航空“老司机”。

这就完了?当然木

光这几句话完全不能展现出他的牛掰之处!这位老爷爷曾经将一个毫无着陆设施的卫星安全降落在一颗彗星上,但是最传奇的是他曾经“偷”走了NASA的一颗卫星!

这事还得从几十年前的一次科研任务说起,1987年8月NASA发射了一颗名为ISEE-3的科研卫星,彗星被发送到地球与太阳之间的第一个拉格朗日点L1上①,用于研究太阳风暴对地球的影响。

①:拉格朗日点:即地球与太阳引力的平衡点,这个点上太阳与地球的引力相互抵消,飞行器在这能保持相对静止。
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ISEE-3构想图/图片来自:NASA

这也是人类第一个发射到地日间拉格朗日点的探测器。

5年后,该探测器的研究使命基本结束,当时正逢76年一遇的“哈雷彗星”要经过地球,所有发达国家都争相发射卫星准备进行太空竞(zhuang)赛(bi),但美国当时却表示:彗星任务太花钱,不打算对哈雷彗星进行探测。

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这时,年轻的罗伯特灵机一动,想道:我们的ISEE-3不是已经完成任务了吗?还有剩余的燃料,为何不让它变个轨道,直接去探测哈雷彗星呢?

于是他计算出了一个极其复杂的轨道,让卫星先飞回地球,环绕地球N圈后再飞出去接着利用月球的重力加速度飞向哈雷彗星,进行探测。

我们先来感受一下这张轨道图:
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这个弯真是拐得惊天动地

当然,在NASA当局还没完全同意他的想法时他就已经开始进行了他的计划,后来高层发现木已成舟,也只能放任他继续做下去了,从此这颗卫星改名为ICE(国际彗星探测器),继续执行任务。

更给力的是这颗卫星在前往探测哈雷彗星的途中还顺带探测了另一颗顺路飞过地球的小卫星——Giacobini-Zinner,于是这颗卫星便成为了宇航史上第一个发射到地日间拉格朗日点、第一个同时探测过两颗彗星尾的人类探测器!

美国在这次太空竞(zhuang)赛(bi)中可谓大获全胜,连当时的里根总统也局的倍儿有面子,亲自为罗伯特发来了祝贺信。

但是一些指望着靠这颗卫星继续对太阳进行研究的科学家就不爽了,纷纷指责他这是偷窃行为,称他为“太空海盗”和“太空牛仔”。

相传后来这颗卫星就越飞越远,逐渐失去了音讯。

这就完了?当然木
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其实罗伯特从来没有放弃ISEE-3,在这颗卫星失联前,罗伯特为其又定制了一条轨道,目的是让他回到原来的位置,履行它原来的使命,当然这个返程的时间有点长,轨迹是绕太阳一大圈,时间是……31年,这样的计划在当年看来简直是天方夜谭。

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全程轨道图

随后,罗伯特与ISEE-3就彻底失去了联系,只能等待它慢慢归来。他计算的回归时间就是在去年2014年。

三十多年后罗伯特仍然没有忘记ISEE-3,此时的罗伯特已经退休,但是他仍然固执地想完成自己最后的计划,他曾与NASA交涉,但是NASA明确表示不会提供任何资金去捕捉一个已经老掉牙的探测器,这时他想到了——众筹

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他和一些工程师、程序员以及一些NASA的退休专家一起成立了一个私人研究团队,想通过众筹的方式筹得足够的资金。神奇的是他们仅用了30天就筹得了计划所需的15万美元!

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他们的工作室内内还挂着一面海盗旗,看来罗伯特对“太空海盗”这个称号并不反感。
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2014年6月,他们前往波多黎各的阿雷西格天文台发射信号,并成功唤醒了ISEE-3与他取得了联系。
7月2日,ISEE-3第一次重新点火成功。
7月8日,ISEE-3可能由于设备老化问题,氮气增压系统并没有提供足够的压力,第二次点火失败。
8月10日,如之前计算的那样,飞行器按照预定轨道精确飞过地球上空,但由于无法启动引擎让其改变轨道,飞行器掠过地球后只能继续飞向更远的深空。下次回归的时间是17年之后。
2015年10月18日,罗伯特逝世,享年83岁。
最终,罗伯特还是没能带回ISEE-3,但他的事迹足以证明他是世界航空史上难得的一位鬼才。

太空海盗干的另一件牛逼事儿

在ISEE-3卫星发射10年后的1997年,NASA启动了另一个名为“NEAR”的探测项目,主要任务是探测一颗名为“爱神星”的小行星,当然这次计划的主要执行和轨道计算仍然是Robort负责。

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爱神星又名“胖香蕉”

2000年2月14日情人节这天,探测器在Robort的精确计算下按照预定计划飞入爱神星轨道,围绕其旋转了一年,进行了各种探测研究。

在任务快结束的时候,不安分的Robort又有了一个鬼点子——反正任务都完成了,把探测器降落到爱神星表面怎么样?

毫无疑问,这个想法立即遭到了上头的反对,因为这颗卫星上并不具备任何的降落设备,在上头眼里这个降落计划简直就是个坠毁计划。

但是在Robort眼里,上头的“NO”就是绿灯的标志,他最终用完备的计划方案说服了上司,启动的降落计划。

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降落当天,他还搞了一场直播让全国观众见证这个时刻。
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由于发动机在侧面,所以飞行器只能这样侧着身子缓慢下落,并不断下喷气减速。
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最后,飞行器以这样的姿势安全降落在爱神星表面,降落速度为1.5米/秒。

降落时飞行器也拍摄了许多照片,其精度比在轨道上拍摄高出十倍。

降落后飞行器继续源源不断地向3亿公里外的地球发回信号,证明其并没有摧毁。
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当时反对这个计划的上司也前来向他祝贺。

这颗探测器也成为了人类第一颗降落在小行星表面的探测器,并且没有配备任何降落设施。
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探测器传回的爱神星近距离地表照。

降落后探测器继续工作了16天,于2001年2月28日失去联系。

Robort又一次证明了自己。

除此之外他参与的太空项目还有很多,包括前阵子很火的探索冥王星的轨道也是出自Robort最早探索冥王星的想法。
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是个人才,小智呀,把他大脑取了准备复活。



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