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筹谋十二载 一朝发射成

2023-11-23

 

“灵神星”号宇宙飞船从NASA肯尼迪航天中心发射升空,标志着亚利桑那州立大学(ASU)领导的美国国家航空航天局在(NASA)的任务开始进入了下一个阶段。

——与我们一起体验发射周。

 

十三号星期五,对于一个充满挑战的太空任务来说,是一个特别幸运日。

 

在10月13日,美国东部时间上午10点19分43秒,一枚SpaceX猎鹰号重型火箭,从位于佛罗里达的NASA肯尼迪航天中心升空,运载“灵神星”号宇宙飞船前往一颗富含金属的小行星,这是以前从未被探索过的行星类型。

 

“灵神星”任务是由亚利桑那州立大学领导的首个NAS深空任务,这是一个关乎坚持和启发、艺术和科学以及未知可能性的故事。

 

这个故事属于一位女性。但同时也属于数百个工作人员。

 

这是一个由金属构成的世界的故事。或者,也许是一个非金属构成的世界的故事。

 

这是一个被所有ASU学子所庆祝的任务的故事:无论他们身处ASU加州中心还是巴雷特和奥康纳华盛顿中心;无论他们是ASU预科的新生还是在坦佩校区的退休人员,他们都在为此庆祝。

 

这个故事属于一支坚韧不拔的团队,这支队伍由首席研究员林迪·埃尔金斯·坦顿(Lindy Elkins-Tanton)领导。在发射前的最后几天,他们仍在努力前行。这对他们来说,是一个充满紧张、庆祝和无比敬畏等情绪的一周。

 

让我们一起跟随这个发射周的旅程,迎接ASU的重要里程碑。

 

星期二

 

图源ASU官网

 

劳里·莱辛(Laurie Leshin)想要一个独处的时刻,于是她挤出嘈杂的人群,昂首远望,思考着头顶上的奇迹。

 

当时大约是周二上午9点,ASU的校友、NASA喷气推进实验室主任莱辛,就站在“灵神星”号宇宙飞船下,回想着“灵神星”团队到达此地以来,这一路的风雨兼程。

 

莱辛和十几个人一起在场上等候发射,其中包括埃尔金斯·坦顿。她说:“我静想了一下,我想感谢所有把“灵神星”计划变为现实的人,感谢他们的双手、智慧和心灵, 虽然送入太空的是机器人,但机器人是由人类打造的。这是属于人类拼搏奋斗的过程。”

 

莱辛毕业于亚利桑那州立大学,获得了亚利桑那州立大学化学学士学位,后来成为文理学院的教职员工。她说:“我认为,在NASA内部,‘灵神星’计划受新冠肺炎的影响最大。组装航天器开始之前,团队进行了最后一次设备审查,而就在一周后,新冠病毒来袭,封城锁国……我们不得已只好把发射推迟一年。所以,团队能最终解决问题并且今天走到这里……我已经深感满足。”

 

在莱辛发言的几分钟前,NASA科学任务局行星科学部主任洛里·格雷兹(Lori Graze)将“灵神星任务”描述为真正的探索之旅。他说:“我们将到达一个我们从未经历过的地方。”

 

图源ASU官网

 

正是这种探索,这种未知,让埃尔金斯·坦顿在NASA电视台的午间简报中露出了微笑。

 

ASU地空探索学院的监管教授埃尔金斯•坦顿说:“在太阳系中,已没有那么多完全未知的星球类型可供我们探索。所以,这就是‘灵神星’小行星令人兴奋的地方。”

 

科学家们认为,这颗小行星可能由微行星核心的金属构成,是岩石行星的组成部分。但是,埃尔金斯·坦顿也承认:“我们也不知道它具体会是什么样子,真实情况估计会让我们感到惊讶的。”

 

埃尔金斯·坦顿说,她已经问过世界各地的科学家,询问他们对于“灵神星”组成元素的看法。有个人站起来说:“它肯定不是《星球大战》中的死星,因为它太小了。也不是死星的原型,因为它太大了。”

 

“抛出这个问题后,他们一个个回答的都让我乐不可支”,坦顿笑言。

 

埃尔金斯·坦顿说:“无论‘灵神星’是什么——是早期行星的金属核心还是在太阳附近形成的物质——它肯定会让‘灵神星’团队再遇谜团,愉快奔赴下一场解密之旅。我认为结果很有可能超乎人类的想象,但这也是我最热切的渴望。”

 

在土星大道下六英里多的一处,就在肯尼迪航天中心游客接待处的轨道咖啡馆和银河冰淇淋店的后面,作为ASU“灵神星”任务拓展的一部分,“灵神星”学生合作项目的实习生还为这一任务拓展工作专门配备了桌子。

 

在桌旁,游客们被邀请写一张便利贴,写下他们将在“灵神星”任务时间表的不同里程碑上会做什么事情。

 

比如,在2028年,也就是飞船计划开始第一次绕“灵神星”轨道飞行的前一年,有人写道:“我要掌握三周后空翻。”

 

候补军官托尼写道:“在2031年,宇宙飞船任务完成时,我希望那时我可以加入空军。”

 

图源ASU官网

 

人们可以触摸一个小行星模型,制作“灵神星”口罩,观看并收集“灵神星”启迪漫画和彩纸艺术品,把“灵神星”的文创包带回家,并向五名ASU 的“灵神星”项目实习生提问。这五名项目实习生都穿着背面印有“16”字样的“灵神星”行星T恤,这意味着“灵神星”是第16颗被发现的小行星。

 

一名来自罗德岛州的造船工人,游客埃文·达根(Evan Duggan)说:“我是个书迷,所以这对我来说很有趣,我对这颗小行星感兴趣已经有一段时间了。我把它看作时进入太空的下一步。而且,与知情者交谈也很有趣,因为大多数人对此一无所知。”

 

ASU地质科学专业的三年级学生萨曼塔•碧侃妮(Samantha Beauchaine)是@“灵神星”使命社交媒体账号在X(前身为Twitter推特)、Instagram和Facebook(脸书)的负责人。她说她在“灵神星”学生合作展览上,遇到了来自世界各地的人们。

 

图源ASU官网

 

碧侃妮说:“这一周真是太棒了,太鼓舞人心了!我被太空迷包围了,而且还有机会教别人关于‘灵神星’的知识。因为有很多人对它知之甚少,所以能向他们提供信息并让他们对这次的发射任务感到兴奋,真是太好了。”

 

崔斯坦•提尔斯(Tristan Tierce)是一名艺术研究和商业创业双专业的四年级学生,他负责运营psyche.asu.edu网站,并以“灵神星”为灵感创作年度咖啡书桌和虚拟画廊。

 

提尔斯说:当他环顾四周,看着围在桌子旁的大人和孩子时,他被人流量惊呆了。

“第一次走进肯尼迪航天中心真的很让人兴奋,我们过去也参加过很多外联活动,但看到这里有这么多人参加,真的很酷。我看到有英语并不是他们的母语,甚至他们可能根本不会说英语的人走到咨询台前,但我们能通过这里的任何艺术作品与他们沟通,并给他们一些‘灵神星’相关的信息,这是跨越国界的沟通。”

 

距“灵神星”的计划发射还有两天,但当碧侃妮(Beauchaine)将目光从展品上移开,想到自己在发射时刻会有多激动,她的眼睛变得湿润了。

 

她说:“自从我了解到这个任务以来,我就一直在等待发射的那一天,现在这一刻终于到来了……我知道我只是一个学生,但现在它已经成为了我生命的意义,我迫不及待地想看到它发射的样子。我肯定会哭的,因为我真的太激动了。”

 

想象一下莱辛的感受。莱辛说当她在ASU任教时,她就“梦想着有这一天——这所大学将成为NASA任务的前沿和核心。”现在,那一天已经到来了,而且,她可能还会再次见证同样的时刻。

 

莱辛说:“能够负责整项任务展示了ASU的能力,也使得ASU在未来的竞争中将会处于有利的地位。我们的喷气推进实验室会非常高兴能与ASU合作,在未来一起并肩作战。”

 

 

星期三

 

如果有一个数字来定义“灵神星”项目所付出的工作、投入和时间,那就是:4474。

 

截至周三上午,这就是埃尔金斯•坦顿和“灵神星”的副首席研究员兼磁力计负责人本•维斯(Ben Weiss)为此次任务工作的天数——从12年前的任务初设到“灵神星”计划于佛罗里达时间星期四上午10:16发射前不到24小时所经历的日子。

 

确认一下:10:16又49秒。是的,发射时间就是这么精确。埃尔金斯·坦顿说:“此刻我思绪万千,但奇迹在于,人类可以完成这些需要数千人参与的大型项目,而没有一个人真正了解完整的项目是如何运作的。这次发射实际上是下一场航天任务马拉松赛的起点。因此,我们真的很兴奋很期待接下来会发生什么,也就是在这颗小行星上最终会展露什么样的面貌,我们乐意向全世界分享这些图像。”

 

过去12年的工作使人们对这次任务产生了平静而坚定的信心,无论是这次发射,还是在飞船抵达“灵神星”小行星之前的这六年。

 

周三上午10点,ASU地球与太空探索学院的研究教授兼“灵神星”项目的联合研究员和副成像仪负责人大卫•威廉姆斯(David Williams)在肯尼迪航天中心的游客中心向一群游客解释了“灵神星”的任务和旅程。

 

图源ASU官网

 

演讲结束后,他询问观众是否有疑问,有观众举手。一名男子问道:“‘灵神星’飞行器将如何穿越小行星场?”

 

威廉姆斯援回答时引用了有史以来最受欢迎的科幻电影之一。他说:“我们知道很多超大星体的位置。与电影《帝国反击战》中不同,我们不会在小行星周围曲线行驶。小行星带并没有那么密集,正如我以前的天体物理学教授曾经说过的那样,太空是一个很大的地方。我们已经派出了许多航天器穿过主要的小行星带,它们从未遇到过任何卵石或破坏性物体。因此,穿越小行星带飞行并不是一个危险的任务。”

 

当天稍晚,在下午1点的媒体简报会上,该任务的项目经理亨利•斯通(Henry Stone)打消了大众对“灵神星”准备情况的所有顾虑。

 

他说:“首先我想让你们知道,航天器已经完全准备好了。它已经加注了燃料,并已完全集成到火箭上。火箭现在是垂直状态。飞行软件的最终版本已经加载了到飞行器上。发射所需的最后一组飞行参数已经加载完毕。因此,此次发射已经准备就绪。”

 

正如斯通所说,发射本来计划在10月5日进行,之所以推迟了一周,是为了对航天器的氮气冷气体推进器使用的参数进行“验证”,这进一步证明了“灵神星”团队已经尽了一切人力所能做的事情来确保任务的成功完成。

 

斯通说,如果没有发现冷气体推进器的问题,就会有过热和损坏推进器的潜在风险。他补充道:“我们本来不需要做一些准备操作的额外测试,但我们想在发射前尽可能多地做好准备,以确保任务的成功。这是一项巨大的投资。多年来,我们每个人都在不断努力,因此都希望看到它成功。所以,我为团队能够追踪到这个问题,并且在我们设定的时间内解决这一问题而感到非常骄傲。”

 

不幸的是,肯尼迪航天中心上空天气变暗,有几滴雨水落下时,所有人都意识到有一件事NASA无法控制:天气。

 

预定发射前21小时,美国太空军的发射气象官员阿勒纳•莫斯(Arlena Moses)表示,由于周四早上的天气预报称会有分散雷暴,甚至可能会有大雷暴,因此“发射成功”的可能性为20%。同样令人担忧的是:风速已超过每小时25英里。

 

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摩西说,最大的降雨可能会出现在39A发射台以北区域,但“我们的大气层仍然非常不稳定。周围可能还会有风暴和降雨,还会有大量云层覆盖。这些都需要我们在火箭发射进程中密切关注。”

 

美国国家航空航天局发射服务项目高级发射主任蒂姆·邓恩(Tim Dunn)表示,将于周三下午5点举行会议,获取最新的天气预报,并确定是否调集发射团队并开始为周四的发射做准备。

 

下午6点53分,美国国家航空航天局的官方X(前身为推特)账号传来消息:“灵神星”的预定发射将推迟到当地时间周五上午10点19分。

 

毫无疑问,这个消息令人失望。但正如NASA科学任务局副局长尼古拉·福克斯(Nicola Fox)所指出的,灵神星是1852年被发现的。

 

已经171年过去了,而且发射窗口会一直开放到10月25日,再多等一两天又如何呢?

 

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星期四

 

周四晚上,在肯尼迪航天中心的阿波罗/土星V中心举行的ASU主办的“灵神星”贵宾招待会上,埃尔金斯-坦顿环顾着周围大约200名宾客,她感到筋疲力尽。距离“灵神星”号的预定发射不到15个小时,她的脑海中思绪万千。

 

但当她再次环顾四周,看到了“灵神星”团队的成员、ASU的官员、NASA和喷气推进实验室的领导人、来自日本的代表团和其他各地的客人,她便明白了这个晚上的重要性。

 

埃尔金斯·坦顿说:“全神贯注保持100%状态,拥抱、问候和记住人们是非常非常令人精疲力竭的,我觉得我需要一个安静的时刻来思考我们所处的境地。但站在领奖台上,看着欢呼的人们,我再次意识到是成千上万的人让我们走到了这一步。我真的觉得这是全人类的努力。

 

招待会以客人们参观实际的阿波罗8号发射控制室控制台,并体验了起飞前的三分钟倒计时开始。1968年12月21日,第一艘载人航天器离开低地球轨道,成为了人类历史上第一次载人航天飞行器登上月球。

 

然后,客人们进入了中心的主要部分,头顶上是令人印象深刻的土星五号火箭。这是有史以来最大的火箭,当客人在中心漫步时,他们会看到ASU对科学和未来发现所投入的展品和演示。

 

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在光度实验室的展示会上,客人远程操纵了六足月球车夏洛特号,该车目前位于ASU的坦佩校园。这个探测器被安置在ASU无人机工作室内,被设计使用在火山口或熔岩场等极端地形上。这个工作室是Ira A. 富尔顿工程学院的一部分,因为这个探测器是光度实验室的学生们在10个月内设计并制造完成的。

 

来宾们还可以参观海洋期货学院和百慕大海洋科学研究所展出的斯洛科姆 G3(Slocum G3)滑翔机。这个滑翔机是一种自主水下航行器,可在深达1000米的水中航行,并在水下停留长达12小时,用于监测海洋系统。

 

参会者还可以戴上虚拟现实耳机,体验ASU的梦境学习,这是沉浸梦境(Dreamscape Immersive)公司和ASU之间的合作项目,正在重新定义21世纪的教学。

 

格雷兹(Glaze)说:“我对ASU在科学技术和学生的未来方面上的投资的非常印象深刻,因为这是真在人类未来能力上的投资,这是一所令人叹服的大学。”

 

ASU知识企业执行副总裁萨莉·莫顿(Sally•Morton)告诉观众,肯尼迪航天中心是举办招待会的完美场所。莫顿说:“这就是人们曾经让不可能的成为可能的地方,我认为‘灵神星’计划正在加入这段历史。”

 

莫顿花了一会儿时间去祝贺“灵神星”团队,惊叹他们竟然能在周四下午被闪电击中39A发射台后还能坚持下来。莫顿说:“简单来讲,没有什么能阻止他们。

 

埃尔金斯•坦顿开玩笑着说:“‘灵神星’团队已历经重重磨难,“蛙疫在哪里?带上它们吧,因为我们已经准备好了”。

 

埃尔金斯·坦顿提前离开了招待会。毕竟,马上就是周五早上的发射了,如果天气允许,“灵神星”号最终将于13日星期五发射。

 

不过,在她离开之前,她从口袋里掏出手机,给众人拍了一张照片。

 

她说:“这个任务关乎我们所有人和组织,我们决心说‘是’,我们决心以人类的方式向前迈进,我们决心在太空探索中让全人类走向积极未来。

 

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星期五

 

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周五下午12点22分,埃尔金斯·坦顿从肯尼迪航天中心媒体中心会议室走了出来,她穿着紫色“灵神星”马球衫、黑色休闲裤,脚上穿着印有星星和金属碎片的金属银色发射靴。

 

她举起双臂,笑容满面,大声喊道:“我们做到了!”

 

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几个小时前,也就是10月13日(星期五)上午10点19分,Space X猎鹰重型火箭的27个发动机呼啸而起,将“灵神星”飞船送入太空,开始了前往22亿英里外小行星的六年之旅,从某种意义上说,埃尔金斯•坦顿领导了12年的任务宣告结束。

 

她说:“这是我第一次这么兴奋,因为我发现,应对令人难以置信的压力和危急的过山车时,如何保持平静的方法。就是,你需要保持内心的平衡,向内寻求禅意。但只要看到那枚火箭我就变得非常激动,因为当我抬头仰望天空,我知道这是对飞船的告别。它离开地球,进入太阳系,前往人类从未去过的地方……我没有哭,但我心潮澎湃。”

 

这次发射开启了一段探索和惊奇的旅程。科学家们认为这颗小行星可能是早期岩石微行星的金属核心,但他们也承认“灵神星”可能是完全出乎意料的存在。

 

“我们为什么要去‘灵神星’?因为它很奇怪,而科学家们喜欢奇怪之物”。

 

“灵神星”项目科学家萨拉•诺伯(Sarah Noble)在发射当天早上在二号作战支援大楼(OSBII)内对观众说:“我们可能会出错,但我会很高兴能发现我们出错的地方。这将教会我们尚未知晓的东西,这就是令人兴奋之处。”

 

由于暴雨和大风,之前推迟了一天的发射,这次的进展一切顺利。

 

上午9点51分,埃尔金斯·坦顿在X平台上发帖称,“支柱载荷进度很快,@SpaceX的推进剂装载非常迅速。一切都很好。一切正常。祈祷一切顺利。我现在感到紧张!!”

 

上午9点58分,装载的280万磅推进剂的冷凝液产生了一股巨大的烟雾在39A发射台上升起。

 

然后,在倒计时3点51分,官方宣布:“‘灵神星’团队,开始发射。”

 

埃尔金斯·坦顿说:“它是如此顺利又迅捷。这次发射不仅仅是一场视觉盛宴。

 

火箭点火8分32秒后,“灵神星”的一个辅助助推器在控制下返回发射台,产生了几英里外都能听到的音爆。两分钟后,第二个助推器降落在第二个发射台上,引发第二次音爆。一个小时后,“灵神星”飞船与猎鹰重型火箭分离,开始了它的旅程。

 

维斯在OSBII的屋顶上观看了发射过程,他对自己与埃尔金斯·坦顿共事的任务已经成为现实感到震惊。

 

维斯几分钟后说:“完全超现实,很难相信我真的坐在这里和你说话。这是一次彻底的全身心的体验。火焰如此明亮,火光里你几乎看不到火箭,还有那个音爆。发射太完美了,这是一次改变人生的体验。”

 

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地球与太空探索学院教授、“灵神星”成像仪负责人吉姆·贝尔(Jim Bell)参加了NANS的直播。他称这次发射“令人又惊又喜。”

 

他说:“这是无数人全力工作的成果,这是属于每个人的里程碑,就像是婴儿的诞生。这次发射对我们的团队来说就如同一个新生儿的诞生。”

 

“我把它称为在其原生栖息地放生的一只野生动物。你必须让回归到该去的地方。不过它不是为了什么栖息地而生的,‘灵神号’是为太空而生的。”

 

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在发射前的一个小时,媒体成员和社交媒体影响者就在媒体中心外架好了摄像机,他们的兴奋和焦躁显而易见。

 

在不到一英里外,NANS局长比尔·纳尔逊(Bill Nelson)和太空探索技术公司高级主管尼克·卡明斯(Nick Cummings)在OSBII为贵宾举行简报会,会议全程轻松幽默。贵宾包括曾经登月的24名宇航员之一,汤姆·斯塔福德(Tom Stafford)。

 

纳尔逊说:“我们将降落在‘灵神星’上,看看它是由什么组成的。希望它是钻石、红宝石和贵金属。”

 

卡明斯说:“我是工程师,而不是科学家,但我想确保科学团队已经考虑到这是死星的可能性。”

 

观众哄堂大笑。

 

“灵神星”将于2026年到达火星,飞船将以火星引力为弹弓来提高速度。如果一切按计划进行,“灵神星”的引力将在2029年7月下旬捕获航天器,航天器将于2029年8月开始轨道运行,直到2031年11月结束。

 

同时,NANS将在2023年11月至2025年10月期间,使用近红外激光器在地球和深空之间发送和接收测试数据,进行首次深空光学通信技术的演示测试,这是该机构首次在月球外进行光学通信演示。

 

格雷兹说:“这可能是我们在到达小行星之前,将要做的最激动人心的事情了。”

 

当她收拾好个人物品准备离开媒体中心时,埃尔金斯•坦顿对ASU给予她的无限的支持表示感谢。

 

她说:“要完成这些大型、高风险的任务,需要对硬件和人员进行长期投入。高校必须相信它,渴望它,并支持它。我认为我们已经真正证明了这一点。我认为这是我们在ASU不断发展、不断进步的太空探索中迈出的又一大步。我们真正成为了世界领先之一。”

 

发射并不是结束,而是新的开始。

 

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