文／天跡
法庫亞與ISEE-3
話題再次回到法庫亞與ISEE-3。法庫亞正是憑藉對限制性三體問題、拉格朗日點、行星引力加速等太空飛行軌道原理的超強洞察力與計算能力，為ISEE-3 設計出了獨一無二的飛向哈雷彗星的飛行軌道。當然，他的傑作或許還與他的人生經歷相關。法庫亞在少年時代就對飛行產生了濃厚興趣，他曾是一位航模設計高手。在進入大學前，他參軍入伍並在朝鮮戰爭時期在日本與朝鮮服役。之後，他先後在伊利諾伊大學、加利福尼亞大學和斯坦福大學獲得了學士、碩士與博士學位。
1969 年，他進入NASA位於馬里蘭州的戈達德空間飛行中心工作，直至1990 年轉入約翰霍普金斯大學應用物理實驗室，並在那裡工作了16 年。在此期間，他推動了一大批深空探測任務的立項與實施， 包括Eros 小行星探測（NEAR）、彗星探測（CONTOUR）、水星探測（MESSENGER）以及冥王星探測（NEW HORIZON）等行星探索任務。可以毫無疑問地說，法庫亞為人類的行星探索事業做出了不可磨滅的貢獻。
法庫亞的博士論文主要研究如何設計利用拉格朗日點的新概念空間任務， 他重點探討了圍繞拉格朗日點的光暈軌道（halo orbit），並設想將航天器從地球軌道上轉移到光暈軌道上。ISEE-3 得益於法庫亞的研究成果，最終進入太陽- 地球系統的第一拉格朗日點的光暈軌道，運行一週大約半年時間。這個光暈週期軌道很獨特，航天器並不能完全穩定地運行，而是需要不斷地維持這個軌道。這是因為光暈軌道本身並不穩定，而且出現了混沌現象，即飛行軌道在不同方向的微小擾動會造成大相徑庭的後續飛行路線。雖然針對ISEE-3 最初的任務，需要設法改善這種不穩定性從而讓探測器長期地運行在光暈軌道上，法庫亞卻利用了這種不穩定特性，僅用很少的燃料就將ISEE-3改造為一顆彗星探測器。
作為世界上第一顆在拉格朗日點光暈軌道上運行的航天器， ISEE-3 在1982 年6 月10 日飛離了光暈軌道，首先飛往地球磁場尾部區域，也就是地球另一側的第二拉格朗日點附近。1983 年期間， ISEE-3 成為世界上第一顆實地探測距離地球50萬至150 萬公里範圍內地磁場的探測器。法庫亞巧妙地應用月球引力將ISEE-3 的飛行軌道控制在這個空間範圍內， ISEE-3 先後在1983 年3 月、4 月、8 月、10 月4 次從月球附近飛過，這需要精密地計算合適的飛越月球時的距離與相對速度，確保月球引力能為探測器提供恰到好處的速度增量。ISEE-3 在1983 年12 月22 日最後一次飛近月球，並從月球上空120 公里處飛過，這一次ISEE-3 最大限度地藉助月球引力實現加速，成功逃逸地球引力飛入深空，從而踏上飛往彗星的征途，並改名為ICE 探測器。1985 年9 月11 日， ICE 首次近距離飛越彗星Giacobini-Zinner， 1986年3月28日飛掠了哈雷彗星。
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