八旬老人，帶領(lǐng)“旅行者”飛出太陽(yáng)系

日前，美國(guó)宇航局（簡(jiǎn)稱NASA）宣布：“旅行者1號(hào)”探測(cè)器已經(jīng)飛出了太陽(yáng)系，進(jìn)入到恒星系之間的星際空間。這使它成為人類第一個(gè)造訪星際空間的使者?！奥眯姓?號(hào)”迄今已在太空飛行了36年，距離地球187億公里，是地球與太陽(yáng)距離的125倍。

目睹著“旅行者1號(hào)”漸行漸遠(yuǎn)的身影，有一個(gè)人的感情最為復(fù)雜，他就是“旅行者”項(xiàng)目的首席科學(xué)家愛德華·斯通（下文稱斯通）。斯通參加“旅行者”項(xiàng)目已41年，同事們都認(rèn)為，“斯通已經(jīng)和‘旅行者’緊緊綁在一起了！”

因蘇聯(lián)發(fā)射人造衛(wèi)星改學(xué)天體物理

1936年，斯通出生在美國(guó)愛荷華州諾克斯維爾市。父親從事建筑工作，整天與機(jī)械設(shè)備打交道。斯通耳濡目染，從小喜歡看《大眾科學(xué)》這類科普讀物，還自己制作了一部無(wú)線電接收器。

上初中時(shí)，一位老師告訴他芝加哥大學(xué)的物理專業(yè)很有名，天才物理學(xué)家費(fèi)米就在那里執(zhí)教。高中畢業(yè)后，斯通報(bào)考了芝加哥大學(xué)，準(zhǔn)備攻讀核物理。1957年10月，蘇聯(lián)成功發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。這激發(fā)了斯通對(duì)天體物理的興趣，于是他轉(zhuǎn)到這一專業(yè)，并最終取得了博士學(xué)位。

此后，斯通參與設(shè)計(jì)了搭載在衛(wèi)星上的宇宙射線探測(cè)裝置。這項(xiàng)研究幫他在加州理工學(xué)院得到了一份工作，1976年他當(dāng)上了物理學(xué)教授，之后還擔(dān)任過(guò)物理、數(shù)學(xué)和天文學(xué)系的主任。

斯通的出色工作吸引了噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（簡(jiǎn)稱JPL）的注意，該實(shí)驗(yàn)室堪稱NASA最著名的實(shí)驗(yàn)室，負(fù)責(zé)為NASA開發(fā)和管理無(wú)人空間探測(cè)任務(wù)。JPL當(dāng)時(shí)正在準(zhǔn)備一個(gè)新項(xiàng)目——向木星和土星發(fā)射探測(cè)器。1972年，斯通正式加入該項(xiàng)目，并擔(dān)任首席科學(xué)家，主要任務(wù)是協(xié)調(diào)不同科學(xué)家小組的科研工作。1977年，“旅行者2號(hào)”和“旅行者1號(hào)”先后發(fā)射升空，這個(gè)項(xiàng)目也被正式命名為“旅行者”。

上世紀(jì)80年代，斯通頻頻出現(xiàn)在美國(guó)的電臺(tái)和電視臺(tái)，向公眾介紹“旅行者”太陽(yáng)系探測(cè)項(xiàng)目，吸引了不少“粉絲”。此后在NASA的14次太空探測(cè)任務(wù)中，斯通9次擔(dān)任首席科學(xué)家，5次擔(dān)任聯(lián)合首席科學(xué)家。由于成就卓著，斯通1984年就當(dāng)選了美國(guó)科學(xué)院院士。

1991年，斯通擔(dān)任JPL主任，成功領(lǐng)導(dǎo)了“伽利略”號(hào)探測(cè)器圍繞木星的探測(cè)任務(wù)，并向土星發(fā)射了“卡西迪”號(hào)探測(cè)器。1997年，“火星探路者”號(hào)在火星表面成功著陸，被認(rèn)為是他事業(yè)的高峰之一。2001年他從NASA退休，在加州理工學(xué)院任全職教授，但仍是“旅行者”項(xiàng)目的首席科學(xué)家。

36年飛行200億公里

“旅行者”項(xiàng)目是NASA最雄心勃勃的星際探險(xiǎn)計(jì)劃，最初目標(biāo)是對(duì)太陽(yáng)系的木星和土星進(jìn)行近距離探測(cè)?！奥眯姓?號(hào)”于1977年8月20日升空，“旅行者1號(hào)”于9月5日升空。作為人類出訪外太陽(yáng)系的第一批使者，它們還攜帶了一張黃金碟片，上面刻著外星人可能感興趣的東西：115幅人類、動(dòng)物以及機(jī)場(chǎng)的圖像，地球上不同語(yǔ)言的問(wèn)候，卡特總統(tǒng)的信，還有90分鐘的音樂(lè)。

盡管“旅行者1號(hào)”發(fā)射晚，但它選擇了一條飛行速度更高的軌道，并于1979年3月率先抵達(dá)木星；“旅行者2號(hào)”則在近4個(gè)月后才姍姍趕到。隨后它們又先后向土星進(jìn)發(fā)。結(jié)束對(duì)土星的探測(cè)后，“旅行者2號(hào)”改變航向，于1986年1月抵達(dá)天王星，1989年8月抵達(dá)海王星。此后兩艘飛船的主要使命便是一直向前，尋找太陽(yáng)系的邊界。

36年來(lái)，這兩位“旅行者”飛行了近200億公里，給科學(xué)家?guī)?lái)許多驚喜：新發(fā)現(xiàn)了22顆衛(wèi)星，包括3顆木星衛(wèi)星、3顆土星衛(wèi)星、10顆天王星衛(wèi)星和6顆海王星衛(wèi)星；海王星和天王星磁場(chǎng)有很大傾角，偏離了行星體自轉(zhuǎn)軸，與太陽(yáng)系其它大行星迥異；木衛(wèi)一表面有活火山活動(dòng)，這是除地球外唯一存在活火山活動(dòng)的太陽(yáng)系天體；海衛(wèi)一表面存在活躍的噴泉結(jié)構(gòu)以及稀薄的大氣；木星、土星和海王星存在極光現(xiàn)象；海王星上存在超大規(guī)模的強(qiáng)勁颶風(fēng)系統(tǒng)，此前科學(xué)家一直認(rèn)為海王星的溫度過(guò)低，不可能有大氣湍動(dòng)現(xiàn)象……

另一方面，隨著科技的發(fā)展，“旅行者”也落伍了。它的內(nèi)存很小，只能存儲(chǔ)幾千個(gè)詞；電腦系統(tǒng)每秒只能處理8000條指令，遠(yuǎn)遜于我們的智能手機(jī)——每秒可以處理140億條指令。由于能量不足，探測(cè)器上的電視攝像機(jī)上世紀(jì)90年代初就被關(guān)掉了；最初搭載的10件探測(cè)設(shè)備中，“旅行者1號(hào)”上只有4個(gè)在工作，“旅行者2號(hào)”上還有5個(gè)在工作。

給科學(xué)家當(dāng)裁判

雖然“旅行者”的考察碩果累累，但作為項(xiàng)目總協(xié)調(diào)人，斯通自始至終都不敢放松?！奥眯姓?號(hào)”升空后，搭載的部分探測(cè)設(shè)備沒(méi)能充分展開；半年后，它的主無(wú)線電接收器徹底壞了，工程師不得不啟用備用系統(tǒng)……這都讓斯通承擔(dān)了很大壓力。

斯通的手下有11位任務(wù)組的組長(zhǎng)。由于各組都想讓“旅行者”優(yōu)先執(zhí)行自己的任務(wù)，大家經(jīng)常打架，最后只能由斯通來(lái)拍板。這么多年來(lái)，斯通已經(jīng)積累了44個(gè)筆記本，上面密密麻麻地記滿了每個(gè)組的工作、任務(wù)日志等。他想讓所有人都知道他會(huì)綜合考慮各種因素，一碗水端平。同事艾利斯·米納曾說(shuō)：“我們知道斯通永遠(yuǎn)公平?！?/p>

即使這樣，沖突也在所難免。有一次，負(fù)責(zé)測(cè)量低能帶電粒子的小組與光譜小組發(fā)生了矛盾——前者需要粒子探測(cè)器旋轉(zhuǎn)傳感器來(lái)探測(cè)太空的不同部分，但它產(chǎn)生的震動(dòng)會(huì)干擾旁邊的光譜設(shè)備，這讓后者十分惱火。在斯通的調(diào)解下，雙方達(dá)成了一個(gè)妥協(xié)方案：有時(shí)粒子設(shè)備會(huì)快速旋轉(zhuǎn)，有時(shí)則慢速旋轉(zhuǎn)以減少震動(dòng)，其它時(shí)間保持靜止?！敖Y(jié)果是雖然大家仍然不開心，卻是同等程度的不開心——這就是高明的談判專家?！绷Ｗ有〗M的組長(zhǎng)克里米·吉斯說(shuō)。

斯通還是一個(gè)有遠(yuǎn)見的科學(xué)管理者，他早就意識(shí)到了跨專業(yè)合作的重要性。在“旅行者1號(hào)”飛近木星時(shí)，他打破常規(guī)，讓不同組的科學(xué)家重新組合成4個(gè)新組，每個(gè)組都要負(fù)責(zé)所有的探測(cè)設(shè)備，迫使大家打破壁壘，跨專業(yè)交流。當(dāng)然，斯通也有自己的小算盤——“這樣我就不必老是充當(dāng)裁判了！”

最遲到2025年，隨著能量徹底耗盡，“旅行者1號(hào)”將壽終正寢。但斯通沒(méi)時(shí)間傷感，因?yàn)樗剿魈?yáng)系的工作還在繼續(xù)。目前他是“30米望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目的副主席，該項(xiàng)目2020年左右在夏威夷建成后，將成為世界上最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，將目光投向太陽(yáng)系外更加遙遠(yuǎn)的太空。此外，斯通還在參與開發(fā)一個(gè)太陽(yáng)探測(cè)器，它的熱保護(hù)罩可以隔阻2000℃的高溫，使它比以往任何探測(cè)器都將更靠近太陽(yáng)。

每當(dāng)說(shuō)起“旅行者”號(hào)時(shí)，斯通最喜歡說(shuō)的一句話是：“這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)產(chǎn)生了200%的科學(xué)回報(bào)，我們學(xué)到的東西要比我們期待的多多了。”