特征:艾伦斯特恩的坚韧,驾驶和命令如何让美国宇航局的太空船飞向冥王星

摄像机已经蓄势待发。 艾伦斯特恩不愿意错过一个暗示。 穿着全黑,他跨过停车场。 身材矮小,斯特恩的腿比大多数人的腿移动速度快,而且头脑通常也领先几步。 来自日本NHK网络的摄制组是继Stern之后的四个人之一,他是来自科罗拉多州博尔德的西南研究所(SWRI)的行星科学家。 他们在他身上画了一个珠子,以便在清晨建立射击。 斯特恩执行快速飞越。 “嗨,妈妈,”他说,当他进入位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯大学应用物理实验室(APL)的空间科学大楼时,竖起大拇指。

他在中庭的上方悬挂着一幅半尺寸的新视野复制品,这是美国宇航局的太空船。 它的真人大小的双胞胎现在在离地球近50亿公里的地方巡航,每天增加超过一百万公里的路程。 太空船出奇地小,比斯特恩还要大。 但是,和他一样,它充满了目的。 它被包裹在金属箔层中,以保护其仪器和计算机免受灼热感冒。 太阳能电池板远离太阳是没有意义的,因此放射性钚的发动机内部发出脉冲。 背面是一个大型无线电盘,必须与地球对话,需要4.5小时才能穿越光线。

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NASA / JOHNS HOPKINS大学应用物理实验室/西南研究所

冥王星于6月18日在距离3150万公里处。

新视野正在关闭冥王星,冥王星曾被认为是最后的行星和太阳系边缘的一个孤独的前哨。 尽管望远镜在太空和地面上做出了最大的努力,但冥王星在1930年被发现仍然是一种密码。 它变化的气氛和多样化的表面仍然是神秘的,甚至它的大小也不是很清楚。 2006年,冥王星被降级为矮行星,此举仍然让斯特恩感到厌烦。 然而,在一场业力逆转中,冥王星的科学和公众声望 - 其品牌,斯特恩可能会说 - 飙升。 冥王星现在不是太阳系中的最后一站,而是一个新边疆的守门人:柯伊伯带,这是一个由海王星轨道以外的数千个冰冷天体组成的区域,由天文学家杰拉德·库柏(Gerard Kuiper)于1951年提出理论,但仅在1992年得到证实。冥王星不再是最小的行星,而是柯伊伯带的王者。

7月14日,New Horizo​​ns将超过50年,直到Mariner 4飞越火星并从另一个星球上返回第一张照片后的第二天。 在这半个世纪的一半时间里,斯特恩一直在努力实现这一目标:10年来为一项任务集中政治和科学意愿,5年建造航天器,以及将近10年的旅行时间。 他是7亿美元任务的主要调查员 - 这是非NASA员工控制的最大,最昂贵的任务。 现在他已经99%了。

斯特恩已于5月的这一天从博尔德前往APL,以便在遭遇之前启动最后的科学团队会议。 在一间会议室里,有50人在他们的笔记本电脑上预感。 在屏幕上,一个视频唤醒了团队:一个电子国歌与阿波罗11号月球任务的控制室对话片段混在一起。 “指导? 走! 控制? 去!“喊着任务控制器的鬼魂过去。 任务的项目科学家哈尔韦弗和斯特恩的悠闲陪衬以及他的强度说:“艾伦将会有这个精心设计的。”在到达冥王星前30天,斯特恩想要每天早上播放不同的歌曲。

斯特恩登上领奖台。 他说,尽管一切都很顺利,但有些事情仍然可能出错。 “如果它让你烦恼,那就让我们确保把它搞定,”他说。 他的言辞是谨慎的,但他的语气指挥,强调,自信 - 是毫无疑问的。 “我们有这个使命的世界眼睛。 就预期的关注程度而言,它与近代历史上的任何其他任务都不同。 此外,我们只有一次拍摄。 它不是轨道飞行器。 它不是一个着陆器。“这是一个飞行,在42马赫,斯特恩必须尽可能多地从短暂的遭遇中挣扎。

在行星(和彗星)上的着陆通过降落伞和安全气囊,鱼叉和逆转器来宣传它们的复杂性。 即使是轨道插入的棘手,火热烧伤的轨道运动也包含戏剧元素。 相比之下,飞越似乎是在公园散步 - 只是重力运动,并点击相机快门。 所以你会原谅斯特恩强调飞行实际上是多么复杂。 在“核心遭遇”的9天内 - 在7月14日至2天之后最接近的7天之前 - 新视野将通过20,799个命令。 它必须扫描前方的路径,检查危险碎片,进行微小的轨迹修正,并在冥王星12,500公里范围内通过461次科学观测时指向仪器。 在最近接近后的几个小时内,宇宙飞船必须穿过太空中的两个小钥匙孔 - 冥王星及其最大的卫星Charon的阴影 - 这样它就可以利用黯淡的太阳作为背光来检查每个周围的薄环状气氛。身体。 当它离开系统五个卫星(最后计数)时,新视野将继续凝视,并通过卡戎的月光描绘冥王星的黑暗面。 “尽管我们已经做了很多练习,但我们无法模拟一切,”斯特恩说。 “我最关心的是我们没有想到的。”

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G.GRULLÓN/ 科学

有249个应急计划,试图识别 - 然后减轻 - 所有已知的风险。 它们不仅包括航天器的风险,如冥王星卫星中潜伏的碎片云,还包括地面上的碎片。 例如,如果主要的任务控制室发生了某些事情,New Horizo​​ns可以在APL的备用楼进行操作。 备份还有一个备份:该团队在加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室(JPL)准备了一个简约的控制室 - 基本上是一台与New Horizo​​ns兼容的计算机。

而且,哦,练习。 斯特恩自称已经执行了35次作战准备测试 - 为任务的各个方面进行彩排。 在这些测试中最大的一次,2年前,这艘宇宙飞船经历了为期9天的邂逅,在天王星和海王星之间的空隙中,它的仪器成功地返回了空旷空间的精美画面。 这不仅仅是关于平稳运营; 该团队也练习了一场大事。 已经进行了三次所谓的“纽约时报”准备测试,其中科学团队在时间限制下即时解释虚假数据,并制作了值得头条新闻的新闻稿。 为了提供帮助,斯特恩聘请了六名记者,让他们签署保密协议,并将其嵌入科学团队。 “我从来没有听说过,”韦弗说。 “我们几个人推了回去说,'你知道,我们是有文化的人。 我们可以写下我们的标题。“”斯特恩没有说服。

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STARFIGHTERS INC。

2012年,在F-104喷气式飞机中进行亚轨道太空飞行的严厉训练。

人们没有把事情搞得一团糟,无法进入太阳系的边缘。 “这项任务不会飞,除非他把它推到美国宇航局的喉咙上,”斯特恩的长期SWRI同事Hal Levison说。 “他的意志力和他的坚韧在现在正在发生的事情中发挥了作用。”

SOL ALAN STERN于1957年11月22日在路易斯安那州新奥尔良成为伦纳德和乔尔斯特恩的三个孩子中的第一个。 他是一个挑剔的婴儿,很难放下床。 把他带到外面看月亮似乎会导致睡眠。 “经过多次,多次重复应用之后,他嘴里的第一个字就是'月亮',”他的父亲伦纳德斯特恩说。 “不是'妈妈'或'达达',而是'月亮'。”

20世纪60年代的太空竞赛激发了他对天体的迷恋。 他潜入床上观看双子座和水星飞行的深夜电视节目。 他用尽了当地图书馆选择的太空书。 他吞噬了Isaac Asimov和Arthur C. Clarke的科幻小说。 但他想要更多。 “在其中一次阿波罗任务中,我看到沃尔特克朗凯特展示了飞行计划,”他说。 “这让我很着迷。 所有这些细节! 这就是我想要的。“他要求美国宇航局的材料,但被告知他必须是一名记者或作家。 所以在20世纪70年代早期,他写了一本关于彗星的假设任务的书。 他的祖父的秘书打了100多页,斯特恩把它送到了美国宇航局。 “接下来你知道了,这个大箱出现在我家里,装满了阿波罗手册。”到那时,这家人搬到了德克萨斯州的达拉斯,斯特恩就读于圣马克学院,这是一所有天文馆的预科学校,天文台和天文俱乐部。 “这就是我哥哥吃了,喝了,睡了,喘不过气来,”他的哥哥伦纳德“快乐”斯特恩回忆道。 “他身上的一切都是关于如何进入太空。”

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STERN FAMILY PHOTOGRAPH

6岁时的科学热情。

他也获得了其他技能。 1976年,当美国宇航局在火星上登陆维京探测器时,斯特恩在奥斯汀德克萨斯大学(UT)完成了大一学年,并在夏季出售了科利尔的百科全书。 在他的父亲,一家化学公司的推销员的指导下,他花了几个月的时间纵横交错,敲门。 他获得了几千美元的足够金额,足以交易他的老式别克Skyhawk用于Oldsmobile Cutlass。

斯特恩告诉他的父亲,他现在所做的80%都是销售游戏。 “他学会了卖掉那些百科全书,而且他永远不会忘记它,”伦纳德说。 严厉的恶意。 “我反对将[冥王星任务]与销售百科全书相提并论,”他说。 “如果你把这两者等同起来,那对所有其他相关人员都是有害的。”

斯特恩是一个热切的媒体主题,在镜头前轻松地在麦克风前面清晰地表达,有时会让同事感到恼火。 “他喜欢为自己创造新闻,而且他正在为他做任务,”莱维森说,他是少数几个与斯特恩建立友谊的人之一。 斯特恩知道这些批评,并且他在一开始就宣布了他对这种形象的疑虑。 “必须承认,这不是艾伦斯特恩的任务,”他说。

除了为说服而磨练自己的才能外,年轻的斯特恩正在成为一名精心策划的人。 1978年作为物理专业从UT毕业后,斯特恩重新注册为硕士生,并与他的兄弟一起住。 快乐的斯特恩回忆起发现艾伦的日常计划。 它不仅包括早上5点起床,还包括相隔5分钟的入口,用于淋浴,刷牙和梳理头发。 “你不觉得这里有点奇怪,朋友?”快乐问他。 直到今天,斯特恩每周7天都带着一张SWRI文具,这是一张黑色的待办事项清单,每张照片都会在睡前被红色墨水划掉。

STERN GOT他是冥王星的第一品酒 ,而研究生。 Charon刚刚在1978年被发现,天文学家已经看到冥王星有一种气氛的暗示 - 由于冥王星的高椭圆轨道和太阳的大倾斜,它将经历强烈的季节。 对于他的硕士论文,斯特恩模仿了大气可能性的范围。 他说,创造性工作的范围很诱人。 “这就像一片绿地。 你可以去任何地方。“

斯特恩在航空航天工程和行星科学方面追求双硕士学位,希望成为一名宇航员候选人。 他还成为一名经过认证的飞行员和飞行教练。 他在教授地上学校飞行课时遇到了他的妻子卡罗尔,后来在德克萨斯州休斯顿的美国宇航局约翰逊航天中心的土星五号火箭下向她求婚。 “你不要忘记,我会告诉你,”她说。

斯特恩从来没有成为宇航员,部分原因是视网膜脱落。 所以他做了下一个最好的事情:他为宇航员制造了乐器。 到1983年,他在科罗拉多大学大气与空间物理实验室担任工程师。 他成为斯巴达哈雷的项目科学家,这是一颗用于研究哈雷彗星的小型卫星,也是哈雷彗星主动监测计划的主要调查员,该实验中航天飞机上的机组人员将专门拍摄彗星的照片。改装35毫米相机。 这两种仪器都装载在挑战者号航天飞机上,于1986年1月28日发射升空。

“Dick Scobee,Ron McNair,Judy Resnik,[Ellison] Onizuka,迈克史密斯。”斯特恩背诵了那天当挑战者刚刚在发射后解体后死亡的七名机组人员中的五人的名字,这些人是他训练过并且知道得很好的人。 斯特恩在佛罗里达州的发射。 然后他看到灾难一再重播新闻。 “即使你尝试过,也无法摆脱这种局面,”他说。 他的兄弟说,这不仅仅是斯特恩的人员损失,也是一场职业灾难。 “现在他没有计划,而我的兄弟有一个刷牙的计划。 我觉得他当时有点失落。“

斯特恩并没有长时间停留下来。 他出版了他的第一本书,似乎是一个治疗会议。 它被称为挑战者之后的美国太空计划:我们要去哪里? 然后他又回到了学校。 他完成了博士学位。 1989年,在短短3年时间里,写了一篇关于彗星演化及其在其他恒星周围的可探测性的论文。 具有科学头脑的工程师已成为终身科学家。

不仅如此,还是一个科学的帝国建设者。 知道他没有被裁掉为一个学术工作 - 你可以想象他的耐心由教师参议院会议测试 - 斯特恩在德克萨斯州圣安东尼奥市的SWRI总部找到了一个家。 SWRI是一家软钱研究机构,与国防部的大部分业务合作。 斯特恩向他的老板们做了一个宣传,在博尔德建立了一个新的SWRI前哨基地,致力于空间科学。 斯特恩于1994年来到这里 - 只有他,博士后研究员和秘书。 他的第一个新人是Levison,他是行星轨道和碰撞模型的专家。 “很多人(在SWRI)对于承担这种风险感到紧张,”Levison说。 “艾伦在政治方面的掌控使这一切都成功。”SWRI博尔德公司今天拥有55名科学家,每年收入4000万美元。

作为STERN'S STAR ROSE ,冥王星也是如此。 在它被发现后的前四十年里,关于冥王星几乎没有什么可说的,只不过它是小的,微红的和寒冷的。 即使它的轨道到目前为止只有通过其248年的太阳电路的三分之一 - 被人们所了解。 在查龙发现之后,天文学家可以观察它与冥王星的舞蹈来计算两个身体的质量。 然后,在1985年,卡戎和冥王星开始相互黯然失色。 地面望远镜几乎无法分辨两个圆盘,但是当两个球体进出彼此的阴影时,通过测量反射光的峰值和凹陷,天文学家发现冥王星大约是之前想象的一半,并且比卡戎。 1988年,冥王星使一颗遥远的恒星黯然失色,冥王星边缘的光线照射出了大气层的第一个确切证据。

然后有一个迹象表明冥王星并不孤单:1992年发现第一个柯伊伯带天体(KBO)。 冥王星似乎代表了一大类冰冷的身体。 而且自从45亿年前太阳系诞生以来,人们认为KBO不会发生变化,因此冥王星有可能解开对行星形成最早期的见解。

到20世纪90年代中期,天文学家们吵着要求访问,很快。 1989年,冥王星到达近日点 - 在椭圆轨道上最接近太阳的点。 科学家们希望在冥王星开始从太阳缓慢撤退之前到达那里,气温骤降,将大气层坍塌成冷冻氮气。 更重要的是,2001年至2006年间发射的太空船可以利用木星的引力进行弹弓效应,可以减少旅行时间。

由JPL领导的任务概念Pluto Kuiper Express获得了最大的成功。 但在2000年,美国宇航局科学主任埃德·韦勒(Ed Weiler)在其预计成本超过10亿美元时取消了这项任务。 那年晚些时候,Weiler被说服尝试不同的东西:冥王星比赛。 由美国国家航空航天局外部的主要调查员领导的低成本行星任务竞赛,名为Discovery,已经产生了仅耗资数亿美元的创新建议,远远低于美国宇航局旗舰任务的数十亿美元预算。 目标成本在5亿美元范围内,冥王星竞赛将位于探索任务和旗舰之间。 美国宇航局于2000年12月20日宣布了比赛。

Stamatios“Tom”Krimigis,当时APL的太空部门负责人,抓住机会。 那时,只有JPL被信任建造和运营NASA的大型行星任务。 但是在1996年,APL发射了美国宇航局的第一个发现任务,一个小行星轨道飞行器。 由于JPL的预算破坏趋势,Krimigis知道APL将有机会。 而且他确切地知道谁应该领导这个提议:艾伦斯特恩。 “他是冥王星任务的化身,”克里米吉斯说。 “他一心一意,我喜欢他的风格。”

两人在NASA宣布后两天签署协议并开始组建他们的团队。 最终提案将于2001年9月18日在纽约市发生恐怖袭击之后一周举行。 随着APL的关闭,斯特恩在附近的一家酒店创建了一个“战争室”,以便对其进行最后润色。 Weiler说,最终,竞争并不是很激烈。 “艾伦是明显的赢家。”

那只是战斗的开始。 布什政府已经安装了一位新的NASA管理员肖恩·奥基夫,他不是该任务的粉丝,而是推动核裂变动力航天器的想法。 当2003年联邦预算要求出台时,2002年2月,政府已经将冥王星任务归零,实际取消了它。

Weiler挑战斯特恩,以反对行星科学家对十年调查中的使命的支持,这是一个十分之一,优先考虑的愿望清单,旨在反映科学的统一声音。 几个月来,斯特恩不知疲倦地游说。 当该报告于2002年7月出现时,冥王星任务在执行月球和木星任务之前在中型任务类别中占据首位。 “这就是真正打破僵局的原因,”韦勒说。 “我的政府不打算这样做。”

在重力辅助窗关闭之前,斯特恩的团队参加了建造新视野。 完成的航天器携带七种仪器,包括学生制造的行星际尘埃计数器和一个传感器,用于测量从冥王星大气中逸出的粒子的能量。 新奇事物也存放在船上:冥王星的发现者克莱德·汤博(Clyde Tombaugh)的火化灰烬; 冥王星的旧邮票,标题为“尚未探索”; SpaceShipOne是私人太空公司Virgin Galactic的第一个亚轨道太空飞行器; 还有两个季度:一个来自马里兰州,其参议员芭芭拉·米库尔斯基在其最低潮时赋予了该任务至关重要的支持,还有一个来自佛罗里达州,当时的州长杰布·布什已经签署了启用钚的太空船。

2006年1月13日,斯特恩穿着洁净室服和一个辐射计数器,跑到阿特拉斯V型火箭的顶部,看看最后一眼。 探头刚刚充满了钚。 斯特恩为一张照片摆好姿势,而新地平线则被关在有效载荷舱内。 阿特拉斯已经增加了额外的助推器和一个前所未有的第三阶段。 六天后,它像一个瓶子火箭一样发射,在30秒内超音速发射。 “这不是一次庄严的航天飞机发射,”斯特恩说。 New Horizo​​ns比任何航天器都更快地离开地球。

在冥王星到来之前的9年里 ,斯特恩突然有了更多的时间在他的手上。 但不长久。 2007年,美国宇航局局长迈克·格里芬要求斯特恩来到华盛顿特区,领导该机构50亿美元的科学部门。 抵达后,斯特恩宣称他的财政纪律愿景。 他竭尽全力执行外星人狩猎开普勒望远镜等任务,否认了额外的资金。 他也试图训练美国宇航局昂贵的火星任务。

好奇号,价值25亿美元的JPL制造的火星探测器,为了满足2009年的发射窗口而在预算内运行了数亿美元。 斯特恩想把痛苦限制在JPL,更广泛地说,是火星计划,以确保其他科学不会受到影响。 2008年3月,他向下属派遣了一封致JPL的信件,命令它为两个操作流浪者Spirit和Opportunity计划持有400万美元的资金,作为好奇心的储备。 斯特恩很快被指责关闭了心爱的老漫游者。 格里芬了解了媒体的来信,推翻了这一决定。

斯特恩说400万美元只是一个脚注; 他和格里芬更普遍地不同意如何分摊好奇心成本超支的痛苦。 “我说,'你需要找到一个可以解决这个问题的人,因为我无法忍受它,'”斯特恩说。 他提出辞职,格里芬接受了。

韦勒回到华盛顿重新开始他的旧工作。 斯特恩过高估计了这个职位的力量,韦勒说:“他很难意识到你做出的决定很少。”

这是斯特恩生命中第二次遭受重大损失。 他又一次把自己掸掉了。 他作为半职员工回到SWRI。 他的另一段时间是为Virgin Galactic和Blue Origin等商业太空公司提供咨询服务,还设立了一些自己的公司 - 其中一些引起了人们的注意(参见“ ”)。

但就目前而言,斯特恩的重点是冥王星。 他将在未来几周内住在APL附近的一家酒店,在上午4:30醒来并与他的收件箱作斗争,收件箱每天最多可发送500封电子邮件。 在科学小组会议上,斯特恩即将离开领奖台并撤退到角落桌旁。 在他的助手旁边,他将在电子邮件,推特,Facebook和Space.com之间徘徊,一见钟情。 但在他坐下之前,他最后想到了他的部队。 “当我们赢得这个项目时,我说过这个,”他说。 “这又是真的。 我们的时间终于来了。“

特征:艾伦斯特恩的坚韧,驾驶和命令如何让美国宇航局的太空船飞向冥王星

PAUL FETTERS

斯特恩在五月向新视野科学团队讲话。

STERN'S RESTLESSNESS让很多人想知道在冥王星任务之后他会做些什么。 那不会是一段时间。 8月,该团队将选择任务的下一个目标:一个小型的KBO。 有两个候选人,每个人大约50公里,可以在2019年到达。新地平线的下一个里程碑将发生在20世纪40年代后期,当它穿过太阳系的边缘时,来自太阳的细微风吹过 - 虽然十年前,宇宙飞船的钚发动机将逐渐消失。 在离开太阳系后,新视野将无休止地漫游到银河系,这个遗物将比地球更长久,当太阳变成红巨星吞下它时。

伦纳德斯特恩在儿子身上看到了类似的无穷无尽。 “我没有看到艾伦切回来。 他不是那样建造的。 我认为他认为他需要知道的还有更多。 除了他自己,没有人在驾驶他。“

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