ISEE-3，法库亚博士喊你回家文／天迹本文节选自《新知》2015年12

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ISEE-3，法库亚博士喊你回家。光晕|拉格朗日|轨道---

文／天迹

本文节选自《新知》2015年12月刊

光晕|拉格朗日|轨道---傻大方小编总结的关键词

法库亚与ISEE-3

ISEE-3，法库亚博士喊你回家。光晕|拉格朗日|轨道---

话题再次回到法库亚与ISEE-3。法库亚正是凭借对限制性三体问题、拉格朗日点、行星引力加速等太空飞行轨道原理的超强洞察力与计算能力，为ISEE-3 设计出了独一无二的飞向哈雷彗星的飞行轨道。当然，他的杰作或许还与他的人生经历相关。法库亚在少年时代就对飞行产生了浓厚兴趣，他曾是一位航模设计高手。在进入大学前，他参军入伍并在朝鲜战争时期在日本与朝鲜服役。之后，他先后在伊利诺伊大学、加利福尼亚大学和斯坦福大学获得了学士、硕士与博士学位。

1969 年，他进入NASA位于马里兰州的戈达德空间飞行中心工作，直至1990 年转入约翰霍普金斯大学应用物理实验室，并在那里工作了16 年。在此期间，他推动了一大批深空探测任务的立项与实施，包括Eros 小行星探测（NEAR）、彗星探测（CONTOUR）、水星探测（MESSENGER）以及冥王星探测（NEW HORIZON）等行星探索任务。可以毫无疑问地说，法库亚为人类的行星探索事业做出了不可磨灭的贡献。

法库亚的博士论文主要研究如何设计利用拉格朗日点的新概念空间任务，他重点探讨了围绕拉格朗日点的光晕轨道（halo orbit），并设想将航天器从地球轨道上转移到光晕轨道上。ISEE-3 得益于法库亚的研究成果，最终进入太阳- 地球系统的第一拉格朗日点的光晕轨道，运行一周大约半年时间。这个光晕周期轨道很独特，航天器并不能完全稳定地运行，而是需要不断地维持这个轨道。这是因为光晕轨道本身并不稳定，而且出现了混沌现象，即飞行轨道在不同方向的微小扰动会造成大相径庭的后续飞行路线。虽然针对ISEE-3 最初的任务，需要设法改善这种不稳定性从而让探测器长期地运行在光晕轨道上，法库亚却利用了这种不稳定特性，仅用很少的燃料就将ISEE-3改造为一颗彗星探测器。

作为世界上第一颗在拉格朗日点光晕轨道上运行的航天器， ISEE-3 在1982 年6 月10 日飞离了光晕轨道，首先飞往地球磁场尾部区域，也就是地球另一侧的第二拉格朗日点附近。1983 年期间， ISEE-3 成为世界上第一颗实地探测距离地球50万至150 万公里范围内地磁场的探测器。法库亚巧妙地应用月球引力将ISEE-3 的飞行轨道控制在这个空间范围内， ISEE-3 先后在1983 年3 月、4 月、8 月、10 月4 次从月球附近飞过，这需要精密地计算合适的飞越月球时的距离与相对速度，确保月球引力能为探测器提供恰到好处的速度增量。ISEE-3 在1983 年12 月22 日最后一次飞近月球，并从月球上空120 公里处飞过，这一次ISEE-3 最大限度地借助月球引力实现加速，成功逃逸地球引力飞入深空，从而踏上飞往彗星的征途，并改名为ICE 探测器。1985 年9 月11 日， ICE 首次近距离飞越彗星Giacobini-Zinner， 1986年3月28日飞掠了哈雷彗星。