观光者1号飞出太阳系概念图
在太空探索范畴，苏联有过一段辉煌时期。在苏联解体之后，NASA根本上就是一家独大，偶然会带着本身的小兄弟欧洲航天局玩一玩。不过，近来这20年来，亚洲的航天技术取得了长足的进步。除了中国外，日本和印度的航天技术也进步很大。尤其是日本，在近来的20年里，有过两次惊人之举，那就是发射闻名的隼鸟号（Hayabusa）和隼鸟2号探测器。
隼鸟号宇宙探测器是由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）专为近距离探测小行星计划制造的，它在宇宙中观光了7年，飞行了大约60亿千米。隼鸟号创下了许多个世界第一，比如，它是着陆最小天体的探测器，也是第一个把小行星物质成功带回地球的探测器。这两项第一都被载入吉尼斯世界记录了。
隼鸟号的任务一波三折，布满了戏剧性。假如我说这是人类太空探索史上最富戏剧性的故事之一，日本人大概会差别意，由于他们会剧烈要求去掉“之一”。我有一个证据可以证明日本人对隼鸟号有多自负。隼鸟号的故事被三家差别的影戏公司拍成了三部差别的影戏，而且这三家公司可都不是什么小公司。它们分别是美国闻名的20世纪福克斯公司的日本公司、闻名的东京映画株式会社和松竹公司。主演也都是其时日本的一线明星。比如东京映画拍的《隼鸟号——遥远的归来》，请来的主演有渡边谦、江口洋介、夏川结衣等很多明星；松竹公司拍的《欢迎回来隼鸟号》则请来了藤原龙也、三浦友和等人；20世纪福克斯公司拍的《隼鸟号》，主演是竹内结子和西田敏行等。这些都是日本非常闻名的演员。除了影戏，隼鸟号的故事还被演绎成各种艺术形式，这足以证明隼鸟号的故事多么富有戏剧性。
为了这篇文章，我特地找了此中一部影戏，东京映画拍的《隼鸟号——遥远的归来》看了一遍。影戏长达两个多小时，拍得非常专心和精致，不管是道具、台词、演技、特效都很写实，算得上是一部制作良好的严肃影戏。
好，闲话少说，我开始讲隼鸟号的故事。
为了出奇制胜，日本人在太空探索范畴经常会有惊人活动，比如，在1998年就曾经向火星发射盼望号探测器。日本是继美、苏之后第三个实施火星探索的国家，只是盼望号最后失败了。而隼鸟号又是一次奇兵，假如成功，那绝对是令众人瞩目的计划。隼鸟号的目的是要从小行星上取一些样品返回地球。这是一个非常有野心的计划。要知道，在隼鸟号返回之前，人类真正从宇宙带回的样品还是差不多30年前美国阿波罗号登月飞船带回的月表物质。想要带一点地球以外的东西回来，挑战极大。为了这个大胆的计划，日本宇宙航空研究开发机构斥资两亿美元。对于太空探索来说，这个预算不算少，但也不算特别多。
对于科学家来说，探测小行星，尤其是从小行星上采集样品意义庞大。由于在太阳系中，八大行星和月球这样的大天体，在漫长的岁月中已经发生了变革，我们很难透过它们去了解太阳系初期的奥秘。而小行星恰恰相反，它们是太阳系的“活化石”，完备地生存着行星诞生时的记录。组成行星和小行星的底子质料是什么？行星诞生的时候，太阳系星云内是什么情况？以上这些深邃的标题，人类都有可能从小行星身上找到答案。
隼鸟号探测器由通讯、电源、推进、取样、数据处理、姿态控制等系统和仪器组成，总重仅500千克，还不如一辆小轿车重。隼鸟号探测器轻盈的法门在于A、B、C、D四个氙离子发动机。四个圆形的喷口在隼鸟号上排列成整齐的正方形，样子很像一个浴霸，喷出蓝色的等离子火焰。与传统的化学发动机相比，这种新式离子发动机用氙气作为燃料，要轻得多。四个离子发动机相当于是四保险，之后你会看到，幸亏是四保险，连三保险都不可。
隼鸟号探测器
隼鸟号的揪心之旅是从2003年5月9日当地时间下午1点30分开始的，M-V火箭从日本鹿儿岛航天中心发射升空，它的任务是前往距离地球3亿千米的小行星——丝川（IPA），采集样本并带回地球。请你记住，这里所说的3亿千米只不过是小行星到地球的均匀距离，实际上最远和近来会相差很大。想象在太空中飞向一个目的的景象时，你肯定要抛掉我们生活在地球上的概念，太空中的天体与地球的相对距离都是在变革中的。
为了节省燃料，隼鸟号并不是直接飞向小行星，而是先辈入与地球差不多的绕日轨道。这是为了尽可能地使用大行星的引力弹弓效应来给本身加速。而隼鸟号要使用的大行星不是别人，恰恰就是地球本身。
在发射后不久，就有一台发动机出故障罢工了。不过，四台中少了一台，标题不大，这都是在工程师的风险预计中的。
发射1年零10天后，隼鸟号再次接近地球，它要借助地球的引力弹弓效应到达更高的速度。隼鸟号再次飞离地球时，速度到达了每秒34千米，这是子弹飞行速度的30多倍。以这样的高速又飞行了快要4个月，隼鸟号抵达了距离小行星丝川附近仅有20千米的地方。丝川的第一张近照也由此诞生了。
丝川的形状像一颗土豆，又像是一颗从中间凹进去的花生。它仅有540米长，假如你在上面跑步，那么不到2分钟，你就可以从丝川的一头跑到另一头了。这张照片被登上了日本各大消息的头条，人们津津乐道地讨论着图片上的岩石地区与光滑地区的对比，期盼着隼鸟号着陆时刻的到来。
就在这个时候，坏消息传来了。
原来，就在隼鸟号积极向丝川进步时，控制方向的部件出现了标题。隼鸟号通过x轴、y轴、z轴三个反作用轮来控制姿态，就像一个凳子的三条腿一样。可是，x轴和y轴反作用轮先后失灵。三个坏了两个，真让项目成员们冷汗直冒。后来，还是靠化学引擎临时充当“拐杖”，隼鸟号才终于成功稳固姿态，得以继承工作。
这个小小的插曲并未影响人们乐观的心情。颠末三次降落演练之后，隼鸟号开始尝试正式着陆。
控制室外，数十家媒体的记者们紧盯着直播录像，不敢错过任何风吹草动。他们紧握麦克风、高举摄像机，等候第一时间向世界发布着陆成功的信息。
晚上9点，隼鸟号项目负责人、宇宙航空研究开发机构教授川口纯一郎发出了着陆下令。此时，隼鸟号正在丝川上空1000米处。隼鸟号徐徐下降，这是一个痴钝的过程。8小时后，隼鸟号以每秒6厘米的速度刹车，抛下一个印有88万人名字的标记球。标记球稳稳地落在丝川表面，像一个沙袋，没有弹起，没有滚动。它闪起白光，像茫茫大海中的灯塔，指引着40米外的隼鸟号。
这时，隼鸟号的取样器已经蓄势待发。它位于隼鸟号的最下方，是一个长长的圆柱体，样子像收起的金属渔网。按既定步伐，取样器一旦收到传感器发出的着陆信号，就会释放出一颗直径10毫米、重5克的金属炮弹。当炮弹打到小行星表面时，会激起岩石碎屑，然后碎屑被瞬间收集到一个隔热胶囊中。所以，隼鸟号的“着陆”时间其实仅有1秒钟，它就像蜻蜓点水一样，在确定取样成功后，即升至高空。
如今，隼鸟号按预定计划直奔标记球而去。
看到这里，我要提醒你一个紧张的概念。你在脑中还原任何太空探索的图景时，都不能忘记光速极限(7)。这对于我们正确明白太空探索过程中发生的统统征象至关紧张。比如说，在听我讲到隼鸟号即将着陆、全部人都屏息凝思的时候，你万万不要忘了：实际上，地球上的人并不能实时知道隼鸟号的情况。隼鸟号的统统活动对于地球来说都是已往式，地球人无法实时干预隼鸟号的任何举措。
地球与隼鸟号的单程通讯延时是16分钟。也就是说，地球发一个指令给隼鸟号，要等半个多小时地球人才气知道这个指令是否被成功接收了。因此，对于着陆这样的活动，只能靠隼鸟号自动驾驶，人类完全帮不上它。川口教授和他的同事们唯一能做的事情，只能是紧盯着射电望远镜接收到的一串串数据。
时间逐步已往了，电脑画面徐徐揪起了全部人的心。在不知道发生了什么的情况下，诡异的30分钟已往了。依据数据，隼鸟号似乎在10米左右的高度飘移，并没有着陆。
此时丝川的表面温度超过100℃，假如保持这种高度，隼鸟号上的设备很有可能会受损。于是，川口教授不得不发出指令，让隼鸟号上升。等数据规复正常后，隼鸟号已经进入了安全模式，上升到距丝川60—79千米的高度上。
这30分钟到底发生了什么呢？之后的重播数据揭开了真相。原来，其时隼鸟号正歪斜着身子狼狈地摔向丝川，在两次轻微反弹之后，采样器的喇叭和一块太阳能电池的前端一起触地。它以这样的姿态，在丝川上整整停留了30分钟。由于隼鸟号其时以安全模式着陆，所以并没有发射子弹，但在两次反弹的时候，可能采到了地表被震起的小岩石和沙砾。当然，这仅仅是一种微小的可能。
就这样，隼鸟号的第一次着陆失败了。
为了赶上回程轨道，隼鸟号必须在12月之前动身离开。它只能选择在2005年11月尾或12月初再次着陆。留给隼鸟号的时间不多了。
短短4天后的11月25日，隼鸟号开始了第二次着陆。项目成员抱着必须完成任务的刻意，紧张而有序地发布指令。
11月25日晚10时左右，隼鸟号开始从距离丝川1000米处下降。8小时后，也就是26日早晨6点左右，隼鸟号在光学导航系统的引导下，进入垂直下降阶段，向着标记球进步。
如今统统就要看隼鸟号本身了，项目成员们的留意力都集中在显示器上。假如任务成功，显示器将显示三个英笔墨母——WCT；假如任务失败，显示器将显示另三个英笔墨母——TMT。全部人都屏息无声地盯着显示器。上午7点35分，显示屏的右下角清晰地显示出“WCT”的绿色字母！着陆成功了！
控制室里立刻响起了热烈的掌声，人们激动地握手、拥抱，压在全部民气头的大石头终于放下了。就在项目组成员与媒体欢呼庆贺时，谁也想不到，刚刚打完胜仗的隼鸟号将迎来它本次征程中最绝望的一刻。
标题还是出在了隼鸟号的设备上。就在着陆成功仅3个小时后，化学推进器出现故障。毕竟上，故障的迹象在隼鸟号下降阶段就已经出现了。
燃料泄漏让化学推进器的转速迅速下降。恒久以来，化学推进器就像拐杖一样，与仅剩的一条“好腿”——z轴反作用轮一起，支撑着隼鸟号残缺的身材。如今，这根拐杖也坏了，隼鸟号的姿态将完全无法控制。如今，隼鸟号就像喝多了酒的醉汉，东倒西歪，不规则地旋转，太阳能电池板无法对准太阳，高增益天线也无法对准地球。
在勉强支撑了几天之后，从12月9日开始，隼鸟号与地球失去了接洽。无论地球怎样“召唤”，也无法收到隼鸟号的回应。真是上一秒天国，下一秒地狱。项目负责人川口和同事们的心情跌入谷底：在宇宙中探求失联的航天器，就像在沙漠中探求一粒沙子。五六年前的盼望号火星探测器也是在即将抵达火星的前一刻与地球失联，今后就再也没有接洽上，难道盼望号的悲剧又要再次上演吗？
这时候，唯一可以或许帮助日本人的只有概率，你叫它运气也行。此中的道理是这样的：隼鸟号在履历一段时间无规则的乱摆后，最终会稳固下来，绕着自转轴旋转。但是，稳固下来的隼鸟号大概率上是“休眠加失联”的状态，由于它的太阳能电池板没有对准太阳，天线也没有对准地球。不过，万万别忘了，这时候的隼鸟号是绕着太阳公转的一颗卫星，而地球也在绕日转，隼鸟号与地球和太阳的相对位置是在不绝地变动的。因此存在一个概率，在某个时间点上，太阳能电池板和天线的朝向恰恰对准了太阳和地球，在这个短短的时间窗口期，假如日本人能重新与隼鸟号创建通讯接洽，就能重新拿回隼鸟号的控制权。
颠末一系列计算，科学家们排列出各种可能性，得到了一张隼鸟号可以或许找回来的概率表。结论还比较乐观，在2006年年底前，成功找回隼鸟号的概率将超过60%。
一张小小的概率计算图表就是他们的全部筹码。于是，日本人拿着这张概率表开始了漫长的等候。控制中心唯一能做的就是不停地向隼鸟号发送信号，召唤隼鸟号，24小时紧盯它的回应。应该说，他们的运气真的很好，仅仅已往了45天，在2006年1月23日隼鸟号回话了！
对于隼鸟号团队来说，这恐怕是他们一生中最漫长的45天，隼鸟号真的是一只“不死鸟”！
不过，此时的隼鸟号已经是遍体鳞伤，情况很不乐观。在隼鸟号的11块锂离子电池中，有4块电池无法工作；3个反作用轮坏了2个；化学推进器的燃料完全流失；由于燃料泄漏，整个航天器都处在燃料气体爆炸的危险之中。
隼鸟号探测器的密封舱正在下降
拖着这样一个残破的身材，隼鸟号踏上了回家的路。
2007年4月25日，离子发动机重新启动，隼鸟号以“2010年回归地球”为目的，开始了返航之旅。(14)两年已往，返程之路根本顺遂。而就在2009年11月4日，回家倒计时仅4个月时，隼鸟号迎来了九九八十一难中的最后一难。这“最后一难”比以往都更加致命，而逃过这一难的情节也最富有戏剧性。我看的谁人版本的影戏，编剧在这个情节上花了好大的力气。
新标题出如今支撑隼鸟号回家的核心——离子发动机。在坚持了6年多之后，四台离子发动机已经濒临报废。然而，至少需要两台发动机提供动力，隼鸟号才气顺遂回家。我们来看一下其时离子发动机的状态报告：
发动机A：在发射后不久就由于不稳固而暂停运行。
发动机B：由于中和器电压下降而暂停工作。
发动机C和D：由于退化，它们都显示出偏高的中和电压。
原本发动机C和D还能勉强支撑运行，但随着发动机D的自动停止工作，这个平衡被冲破了。没有动力，隼鸟号将在宇宙中自由飘荡，最终沦为太空垃圾，整个小行星取样计划将宣告失败。
隼鸟号团队开始了挽救离子发动机的头脑风暴。离子发动机分别由两部门组成：离子助推器和中和器。换句话说，四台离子发动机就有四个助推器和四个中和器。在当初计划的时候，这八个部件是相对独立运作的，也就是说，可以通过编程来改变它们之间的联结方式。如今工作的四台发动机，有的是离子助推器破坏，有的是中和器失效，假如重新排列组合，把齐备的部门拼在一起，就有可能组合成两台可用的发动机。理论上提及来简单，但实际操作过程中还是有很多的困难要克服。最终，他们将发动机A的中和器和发动机B的离子助推器结合，产生了足够的推力，再加上发动机C，终于又有了两台可工作的离子发动机。
2010年6月5日，隼鸟号完成回归地球前的最后一次轨道修正。
6月13日，隼鸟号探测器主体与隔热胶囊分离，21点50分，隼鸟号以每秒12千米的速度进入距地面200千米的大气层，在夜空中燃出一道焰火般的美丽弧线。不久，探测器主体在空中燃烧殆尽，只剩下一个小小的隔热胶囊一连下降，在高度约10千米的地方，降落伞成功打开。隔热胶囊最终降落在澳大利亚南部伍默拉附近的沙漠地带。
6月14日下午，项目组成员在沙漠中找到隼鸟号的隔热胶囊。在这个直径30厘米、仅重6公斤的金属物中，珍藏着隼鸟号竭尽全力护送归来的小行星礼物。项目组成员、各大媒体、市民都围在日本宇宙航空研究开发机构门口，用鲜花和掌声欢迎隼鸟号的归来——历时7年，这只传奇的“不死鸟”终于传奇般地回家了！
归来的隼鸟号成为英雄——“不死鸟”的故事不光被拍成了三部影戏，它的身影还出如今音乐、视频、动漫、游戏作品中，乐高公司也制作了隼鸟号的模型玩具。
在隼鸟号样品采取箱的两个隔层中，共发现了约1500粒来自小行星丝川的岩石颗粒。
2011年3月10日，日本宇宙航空研究开发机构的研究小组在美国得克萨斯州的月球与行星科学大会（ISLPS）上，首次对外公布隼鸟号带回的微粒的开端分析结果。研究职员发现微粒中存在橄榄石、斜长石等岩石的大型结晶。研究职员以为，这些岩石可能曾履历高温。同时，他们还发现，微粒与地球上发现的一种陨石特征划一，而且微粒受热后产生的气体不具备地球物质特征。别的，在对岩石的检测中未检出有机物、碳元素等与生命有关的物质。 |
