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科学家可以牛逼到什么地步?直接借卫星来玩。

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Dr Bing  |  看世界


不久前有一个读者给我来信,说娃子爱天文,坚持好几年了,问我怎么办。

我猜妈妈有点担心,天文这么小众冷门的领域,怕娃将来找不到工作饿死,或者落在了鸟不拉屎的天文站,“葬送一生”啊。

在如此物质爆炸,消费盛行的世界(非贬义哈),大部分普通人满脑子都是好好赚钱,偶像也大多是明星、网红、畅销书作者、企业家等等。

不过也有一小群人,他们眼望星辰,兢兢业业,不忘初心,几十年如一日在自己热爱的小领域里耕耘,比如那些冷门领域的研究员、科学家们。

今天,就讲一个非常有趣的天才老爷子非凡的一生。

好,故事开始。

这个老爷子名叫Robert Farquhar,退休之前在NASA就职,被大家称为NASA最聪明的人。


他在NASA做的工作,就是计算卫星轨道,给卫星的走向“规划路线”。

而且他有一种魔力,就是他想让卫星去哪,卫星就能去哪,甚至能把任何飞船送去任何地方,这个职业简直是太偏门了 ,叫“轨道计算师”

老爷子是个古灵精怪的人。他的脑子里总有很多奇思妙想,而且总能实现。

爷子最著名的一个鬼点子,就是从NASA“借走”一颗卫星。

这颗卫星,叫国际日地探测卫星-3, 缩写叫ISEE-3,而ISEE-3的工作轨道也是由Robert计算出来的。

ISEE-3

当时,我们人类想探测太阳粒子活动,研究地磁场和太阳风关系。 但燃料问题怎么解决呢?

Robert这颗聪明的脑袋马上就想到一个好主意,借用引力!

大家知道,地球有地球引力,太阳也有太阳引力。

如果能在太阳和地球之间找到一个合适的点(就是拉格朗日点),让这两种引力互相作用,那么卫星是不是就可以借用引力,达到相对静止呢?

而这样一来,卫星只要到达了指定的地点,运行和观测就不用耗费燃料了!

而这个点就被Robert找到的。

就这样, ISEE-3被发射到了地球和太阳之间L1拉格朗日点上一个叫“光晕” Halo的轨道,开始探测太阳。

这也是人类历史上第一颗被发送到 L1 拉格朗日点的卫星。


话说,ISEE-3卫星就这样乖乖地兢业业地在Robert设计的轨道上工作了5年

时间一到,本该退休的。

但当时正是80年代,在那个年代,全世界科学家最关心的事只有一件——哈雷彗星。


哈雷彗星应该是史上最如雷贯耳的彗星了吧。

它每76.1年环绕太阳一周(下次来是2062),是唯一能裸眼看见的彗星。而ISEE-3的退休,刚好赶上了哈雷彗星经过。

为了抢到哈雷的第一张写真,俄罗斯、欧洲、日本都提早几年发射了探测器,你争我抢,浩浩荡荡,规模浩大,史称:哈雷舰队。

米国人这次却特抠门。NASA对探测哈雷只说了4个字:要钱没有。

真是人民的好国家啊,不花钱弄花门秀腿。

为了天文事业,老爷子只好开动脑筋。

这ISEE-3卫星不是已经完成革命任务退休报废了嘛?不用白不用,不如直接让他变个轨道,去探测哈雷彗星好了!

于是,老爷子计算出了一个复杂程度震惊宇宙的轨道,是酱婶的:


本来ISEE-3一直稳定在 1 的位置,他让ISEE-3先返回地球附近,环绕几圈,再利用月球引力加速,拐了3-4-5-6 圈,攒够离心力以后,在某个点蹭地飞出地球轨道,在7的位置跟两颗彗星相遇。


用动画看的话,是酱婶的:


秒啊!


一开始Nasa没同意,毕竟当时全世界都在搞军备竞赛,黄了的话,米国也要一起丢脸。

结果老爷子直接就开弄了,NASA发现已经来不及了,只有由着他。

ISEE-3卫星也就改名叫 ICE(国际彗星探测器)。

没想到,老爷子不但成功了,而且还借助卫星已经在太空的优势,第一个赶到了哈雷家。

哈雷舰队全军覆没啊,各国气得吹胡子。。。。

 ICE不光探测了哈雷彗星,还顺道儿探测了一颗叫Giacobini-Zinner的彗星(老爷子计算的轨道,正好能穿越两慧尾)。


ICE于是成了史上第一个探测彗星慧尾的探测器,还成了第一个两次探测两颗彗星慧尾的探测器。

为了兑现自己“借卫星”的承诺,在完成任务之后,他又设定了一条轨道,让它在31年之后的2014年重新回归地球。

这次轨道是酱婶的:

以前大家只知道他牛,没想到到他居然这么牛,只是知道他鬼点子多,没想到他真的能把这些鬼点子都实现。


在那之后的很多年里,爷子还在不断打这颗卫星的主意,对这颗卫星有很多计划。

他说:“它是我们有过的最划算的卫星,我想让它变得更划算。它还能做更多的任务。”


比如,在回归的时候重新启动飞船发动机,把飞船送回近地轨道,然后用航天飞机捕获,再带回地球,当成航天博物馆里的展品之类的。

然而后来米国航天飞机出事退役,Robert的脑洞计划也就被迫搁浅了。
Robert 和他的妻女在 ISEE-3 卫星前的合影

到了2014年,老爷子的旧部们又想到一个主意:趁着这颗卫星回归的时候,重新跟卫星建立联络,把它送回最早的拉格朗日点。

论卫星的心理阴影面积——老子早该退休了好吗?咋还不让我退休!

他们找到NASA,意料之中,NASA还是不同意,理由还是两个字:没钱!

时间也过去了30多年,当年联络卫星用的设备早就退役了!这难度就好比你有一个人30年前的BP机号码,你现在还要用这个号码找人。

那怎么办呢?他们想到了众筹。

这个计划想实现,首先就是要搭建一个能和当年卫星通信的古老联络仪器,但其实这玩意造价也并非天文数字——15万美元就可以搞定。

这群人只用了一个月,就筹到了15万美元。

看来还是有很多人仰望星空,心怀宇宙的呀。

2014年5月份,Robert带领着一群工程师和程序员,成立了一个私人研究团队。

他们准备趁着卫星回地球的时候,再次接触这艘漂泊在外已达37年的大龄卫星。

很快,和卫星对话的“古早BP机”就搭建好了。


他们又去找了波多黎各的阿雷西博天文台发射信号。

这一次,NASA干脆大方的和他们签署了“免偿还协议”,意思就是这颗卫星可以随他们处置使用

把卫星控制权交给一个民间组织,这在NASA可真是破天荒头一次。

但很遗憾,这一次没有成功。由于卫星上的氮气增压系统老化,无法给推进系统提供足够的压力,无法点火,也就无法让卫星改变轨道。

所以最终拯救行动还是失败了。

2014年的8月10日,这颗卫星按照老爷子在31年前给它设定的精确轨道,准确的回归了地球,但却在离月球只有15000多公里的地方擦肩而过,飞向了离地球更远的深空。


等它下一次回来,还要等待17年。

但老爷子却没有机会再见到它了。15年,老爷子在家中安然去世,享年83岁。

虽然那一颗传奇的卫星至今还没有回家,但老爷子的乐观却还在持续影响着整个航天界。

除了传奇卫星,老爷子一生中还有数不尽的鬼点子。

比如他曾在 2000年情人节这天,把一个探测器送入了小行星“爱神星”的轨道。


并且想办法让一个完全没有设计着陆装备的卫星探测器完美在小行星着陆,带回了“爱神星”珍贵的地表照片。

历史上第一张在小行星表面拍摄的照片

他还曾计划探索冥王星,并参与构思了新视野号的轨道,这才有了这个人类史上起始速度最快的太空探测器的诞生,帮助人类揭开了冥王星的面纱。
新视野号拍摄的冥王星照片

在78岁高龄的时候,他还做了一件“跨界”的大事——他的邮政史著作出版了,书名叫《过渡期的伪满洲里(1925-1934):从张作霖到溥仪》(Manchuria in Transition 1925-1934, Chang Tso-lin to Emperor Kang Teh)

是的,他竟然还是个中国迷。

他凭借异乎寻常的智力,将一个又一个天马行空的想象变成了现实,这其中不光有智慧和勇气,还有耐心和非凡的毅力。


有人叫他“太空牛仔”,还有人叫他“星际骇客”。不管叫什么,代表都是一种永远对对未知保持探索的乐观和激情。

在他的影响之下,有更多的年轻人发现了这浩瀚星际间的乐趣,沉醉于星辰大海的世界,甚至投身到太空事业。

《沙丘》作者弗兰克·赫伯特曾说:你问我,我们该不该进到宇宙中去?这样的问题毫无意义。我们身在宇宙,必将探索太空。


故事讲完了。我Bing想告诉大家的是,金钱当然能够带给我们好的生活,是我们人生中要追求的重要目标。但我们一生中要追求的,并非只有这些。

每次看到号里有家长担心孩子喜欢什么考古天文,花草博物,我一直都想跟大家坦白:我Bing也从小是天文迷,直到大学都还是天文社的,经常和社员去野外观星那种,长大不也一样爱好赚钱两不误。

就算从事了真正热爱的冷门职业,即使不会腰缠万贯(反正大部分人都不会腰缠万贯),但能沉浸在自己热爱的领域,做出一些成就来,那也是极其幸运的呀。

心怀梦想的人,何其幸福。


本文素材来源:
微信公众订阅号“国家空间科学中心”(ID:nssc1958)
上海工程技术大学管理学院学生会


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亲爱哒,近期有很多读者

说我太浪了,实话太多了!

好害怕我失联

怎么可能?我辣么热爱郭嘉!

不过其实, 我删文已经接近上限

你懂的。。。

所以还是留个后路吧!

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