不死鸟的传奇

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生死未卜，义无反顾，这使得航天探测器的旅程多少有些悲壮，然而却有这样一个幸运儿——不向命运屈服的“隼鸟”，在探索一片从未涉足过的陌生小行星时，“身体”不幸受到巨大摧残，甚至和地面失去了联系。在这样的情况下，大难不死，历时三年重返地球，成就不死鸟传奇的，就是“隼鸟”号小行星探测器。

目标：“丝川”

“隼鸟”号是一颗看起来很朴素的探测器，长1.6米，宽1.1米，高1米，重量也只有510千克，而通常相同寿命的人造地球卫星重量在一两吨左右。

不过，“隼鸟”号朴素外表的背后却包含着很多的新技术，这些尚未成熟的新技术既赋予了探测器新的活力，也成为“隼鸟”号最终伤痕累累的重要原因。

另一个不同于当时的绝大多数探测器的地方是，“隼鸟”号的探测目标是一颗名不见经传的小行星，而在此之前，大多数热门天体都是大行星。

选择小行星，是经过天文学家们深思熟虑的。小行星们就像太阳系的“时间胶囊”一样，保存着太阳系早期形成之时的信息，很可能为我们了解太阳系的形成和演化提供重要的痕迹和线索。

最简单的例子是，尽管地球已经四十多亿的高龄了，但在地球表面找到一块30亿年前的岩石十分困难，而在月球上找一块古老的岩石要容易得多，在小行星上，则遍地都是古老的岩石。

“隼乌”号选择的小行星尤其袖珍，目标小行星编号25143号“丝川”，是一个仅有535米长、294米宽和209米高的大“土豆”，相当于l6座胡夫大金字塔。它也是人类主动探测的最小的一颗天体。

新技术加身.

小行星“丝川”并不位于我们所熟知的，介于火星和木星之间的小行星带，而是一颗阿波罗型小行星。这类小行星主要分布在金星和火星的轨道之间，它们的轨道和地球轨道有交点。也正因为如此，部分阿波罗型小行星接近地球的时候距离非常近，比较容易探测。

“隼鸟”号于2003年5月9日从鹿儿岛航天中心发射升空。好景不长，发射后不久，超强的太阳黑子爆发，“隼鸟”号部分太阳能帆板失效，太阳能电量供应下降。雪上加霜的是，之后它的蓄电池也挂了，所以只能靠太阳能帆板提供全部的能量。但是，这个故障对于“隼鸟”号的际遇而言，还只是命运的开胃小菜。

为了实现低成本、低燃料消耗，“隼鸟”号使用了一个新技术——离子推进发动机。这款发动机并不是在“隼鸟”号上首次使用的，但长时间使用和验证离子推进发动机的却不多见，这也是“隼鸟”号的一个科学目标。这种发动机的推力比常见的化学能发动机要小得多，非常节省燃料。不过“隼鸟”号的曲折经历无一不和离子推进发动机有关，我们可以看到这项新技术是如何像蹦极一样，将“隼鸟”号推进深渊，又从深渊里拉回。

失败的第一次碰触

2005年7月29日，“隼鸟”号的仪器首次拍摄到目标小行星“丝川”，这标志着“隼鸟”号已经快要接近目的地了。

一切似乎都非常顺利。

然而仅仅两天后的2005年7月31日，“隼鸟”号就出现了第一个大问题——×轴姿态控制失灵，这相当于一架不能控制向左右转弯的飞机。

现代的航天器大多采用的是三轴稳定的方式，即通过内部控制器的调整，稳定航天器在xyz三个坐标轴上的方位，保证航天器在漫无边际的空间中维持自身的相对稳定。

坏了一个方向控制的情况并不算糟糕，“隼鸟”号还可以用自己的发动机调整自身姿态。

2005年9月12日，“隼鸟”号离目标小行星“丝川”仅相距20千米，官方宣布“隼鸟”号顺利抵达目的地。

然而祸不单行，10月2日，“隼鸟”号的y轴姿态稳定也失灵了。

病情加重的“隼鳥”号并没有医生，所以它只能继续硬抗。

进入11月，“隼鸟”号开始多次尝试着陆。由于着陆时通信天线无法对准地球，因此这段时间地球和探测器之间是失联的。外加上此时地球和小行星“丝川”之间距离较远，光速的信号传输也会有几分钟的延迟。

这就导致了地面并不知道“隼鸟”号的情况，不知道“隼鸟”号是否有条件着陆。于是，你不知道它有没有着陆，你也不知道你发过去的指令有没有生效，只有它发给你消息时，你才知道它有没有着陆。

11月12日，“隼鸟”号下降到了距离小行星表面仅55米的地方，原本准备着陆的“隼鸟”号发生了故障，停在了半空中，不知情的地面工作人员错误地评估了此时“隼鸟”号的状态，人为操纵释放了1斤重的微型着陆器“Minerva”。不过着陆器仍然距离地表太高，而“丝川”小行星自身的引力非常小，因此，在这个高度下释放的“Minerva”逃逸到了太空，着陆器的着陆失败了。

11月20日，“隼鸟”号首次“触摸”到了小行星“丝川”。当时，“隼鸟”号因为不明原因的故障而在10米高的半空中停留，并进入安全模式。此时地面发出了放弃着陆和上升的指令，还没等“隼鸟”号收到这一指令，“隼鸟”号自行降落在了小行星“丝川”的地面上。

随后在上升状态中，“隼鸟”号收到了来自地面的上升指令，地面收到了“隼鸟”号的着陆状态确认，难以形容此时地面工作人员的复杂心情。着陆后，“隼鸟”号迅速上升，离开了“丝川”。

失联了

11月25日，“隼鸟”号第二次“触碰”到小行星“丝川”。

就在之后的第二天，病情加重了！“隼鸟”号本身就已经有两个方向的姿态稳定失灵，不得已依靠发动机的推力来维持平衡。

而不幸的是，“隼鸟”号的燃料已经泄露多时，主发动机没有足够的燃料可用，一时无法及时调整“隼鸟”号自己的姿态，姿态逐渐失控。而姿态的失控将意味着“隼鸟”号的天线无法对准地球，和地球的联络可能中断。

局势越来越恶化，主发动机几乎处于弃疗的状态.12月8日，最不愿意看到的事情还是发生了，“隼鸟”号与地球失联了！

不抛弃，不放弃，成为接下来的奋斗目标。这不仅是对地面工作人员的勉励，也是对“隼鸟”号的期待。

“隼鸟”号在失联状态下，姿态会持续不稳定，然而在这些不稳定状态中，“隼鸟”号可能会处在一个特定的范围内，这一范围内的姿态下“隼鸟”号是可以与地球进行短时间联络的，这时候地面工作人员就可以尝试人为启动离子推进发动机。

另一方面，地球自身也在公转，因此地球的视角也在不断变化。总而言之，就是希能幸运地能因此联系上正在乱转的“隼鸟”号，希望乱转之中也能逐渐恢复有序。

地面此时能做的，就是不断搜寻可能由“隼鸟”号发出的信标信号，并寄希望于“隼鸟”号能够调整回一部分姿态，能够朝向地球哪怕一小会儿。

等待的过程是煎熬的，很多探测器在失联之后就从此杳无音信。工作人员并不知道自己需要等待多久，大家也不知道遥远的“隼鸟”号此时此刻正在经历着什么样的煎熬，这是一个重病缠身，却又倔强的“隼鸟”号。

2006年1月23日，经历了46个日日夜夜的失联之后，地面最终等到了来自“隼鸟”号的信标信号。“隼鸟”号没有放弃自己，地面也不会。

收到信标信号是一个好的苗头，说明“隼鸟”号的系统还在正常工作，姿态调整还具备一定的功能。于是地面使用了一个最简单的方式来看看是否能控制“隼鸟”号，地面让“隼鸟”号发送另一个信标信号，3天后，地面收到了另一个信标信号，“隼鸟”号做到了！

2月6日，根据地面的指令，“隼鸟”号启动了离子推进发动机，一步一步进行姿态校准和控制，将天线对准地球。“隼鸟”号的通信天线和大型卫星电视天线是接近的，都是几米宽的抛物面天线，长得像是一口锅。人们用这口锅接收卫星的信号，“隼鸟”号也用这样的一口锅与地面通信。

2006年3月7日，官方正式宣布再次與“隼鸟”号恢复正常联络，“隼鸟”号大难不死，置之死地而后生。

然而“隼鸟”号还有个终极目标——返回地球。“隼鸟”号那病入膏肓的身体还能够继续这趟旅程吗？

发动机的勉强支撑

即使是完全正常工作的探测器，地球的往返票并不像火车往返北京和上海之间那样有轨道，也不像飞机那样有航线，毕竟北京和上海不会长腿跑掉，因此路线的设计会简单得多。

但是地球、“隼鸟”号和小行星“丝川”都是不断高速运动的，高到可以使用km/s的单位来描述，在这么快的速度下往返天地之间的难度可想而知。

对于“隼鸟”号这样经历了这么多坎坷和风雨的游子来说，回家或许意味着更多。人们也期待“隼鸟”号能够回家，也期待着“隼鸟”号带给我们来自外星的礼物。

2007年4月25日，“隼鸟”号开始回家旅途的第一次变轨。

2009年11月4日，离子推进发动机D故障。祸不单行的是，发动机D完全故障时，还有两台各坏了一半，发动机A和B分别有一部分器件故障。

“隼鸟”号一共有四台离子推进发动机，分别编号为A、B、C、D，原本预计有一台做备份，现在却只有一台完好的发动机。

幸好A和B坏的部分不一样，地面工作人员将A和B正常工作的部分拼凑成了“一台”可用的发动机，最终的“隼鸟”号仅剩这两台可以使用的发动机。而经过技术人员的计算，这几乎是勉强能使“隼鸟”号返回地球的最低发动机配置了。

身残志坚的“隼鸟”号凭借着微弱的动力和强大的毅力，一步步靠近地球。这一路，“隼鸟”号走了三年。

2010年6月13日，本来有机会漂泊太阳系的“隼鸟”号主体也选择了回归地球，不过这项选择的代价是坠入大气层烧毁，“隼鸟”号的再入画面十分绚烂，高速摩擦产生的视觉效果如同高空的烟花一般绚烂，“隼鸟”号在烟花中完成了自己的使命。

最终，“隼鸟”号返回舱安全着陆在预定的澳大利亚沙漠中，不死鸟回家了！