NASA两艘火星探测器完成动力引力弹弓，2027年9月抵达

美国国家航空航天局（NASA）的两艘火星探测器即将告别为期一年的太空绕行，眼下总算能直奔火星了。

这两艘探测器名为“逃逸与等离子体加速及动力学探测器”（ESCAPADE），2025年11月搭乘蓝色起源（Blue Origin）新格伦（New Glenn）火箭的第二次飞行任务升空。升空之后它们没有径直飞向火星，而是在一条迂回的轨道上绕行了相当长一段时间。现在两艘探测器重新回到地球附近，并完成了一次关键的发动机点火。只要后续不出岔子，这次机动就能帮它们正式踏上奔赴火星的路。

加州大学伯克利分校行星与空间物理学家、ESCAPADE 任务首席研究员罗布 · 利利斯（Rob Lillis）说：“此前，NASA 从未执行过这样的任务。”他还表示，对大多数太空任务来说，这种方式根本没有必要。

按惯例，NASA 的火星探测任务得严格卡着发射窗口走。地球与火星大约每 26 个月才会出现一次合适的相对位置，航天器一般都要抓住这个短暂的窗口离开地球。

ESCAPADE 原本定在 2024 年 10 月发射，那时地球和火星正好处于适合火星转移任务的位置。结果新格伦火箭项目延期，探测器错过了这个宝贵的窗口。

NASA 没有选择干等下一次合适的机会，而是决定试一条新路子。ESCAPADE 任务规划团队给两艘探测器设计了一条腰果形状的“驻留轨道”，让它们在太空中先绕行，到 2026 年 11 月初重新回到地球附近，再继续飞向火星。

不过，回到地球附近之后，两艘探测器还得闯过一道关：它们必须在地球引力范围内精准完成发动机点火机动。

这项操作和航天器常用的引力弹弓飞行有相似之处，都是借天体引力改变飞行轨迹。区别在于，这次 ESCAPADE 探测器还得同时点燃自身发动机，让机动效果更强，而不是单靠天体引力完成变轨。

第一艘探测器在 11 月 7 日完成了这项操作，第二艘在 11 月 9 日（周一）完成。NASA 表示，两次发动机点火均取得圆满成功。

NASA 日球层物理学部代理副飞行主管阿萨尔 · 纳塞里（Asal Naseri）在声明中表示，NASA 以往从未用带推力的地球引力弹弓把航天器送往火星，这次是头一回；两天里连着做了两次这样的机动，两次都拿到了完美结果。

接下来，ESCAPADE 只需做少量轨道修正，预计 2027 年 9 月抵达火星。

绕行地球期间，探测器还收获了意外成果

这段多出来的太空绕行时间并没有白费。两艘 ESCAPADE 探测器都利用这段时间做了科学观测。

每艘探测器的体积大约相当于两台冰箱，上面装了三台科学仪器和两台摄像设备，主要任务是研究火星特殊的磁场结构。

火星磁场的形成机制比较复杂，既受太阳带电粒子与火星大气相互作用的影响，也与火星地壳中局部区域的强磁性有关。

相比之下，地球拥有更强的全球磁场，主要由地球内部的

在地球背向太阳的一侧，太阳风会把地球磁场拉伸成一条细长的尾状结构，称为“磁尾”。这个结构有点像风向袋，被太阳风朝着远离太阳的方向拉长。

更远的磁场结构一直没被充分观测过。此前不少太空任务研究地球磁尾时，最远只到距地球约 80 万英里（约 127 万公里）的位置。

去年年初，ESCAPADE 两艘探测器正好在距离地球约 119 万英里（约 191 万公里）的位置穿过这片区域，整个过程持续了约 10 天，观测距离远超以往相关任务。

利利斯说，探测器把远距离磁尾的磁场结构完整记了下来，包括它怎么摆动、怎么移动，里面的等离子体又怎么流动。他称这些数据是“前所未有”的观测成果。

更关键的是，这是人类首次用两艘航天器同时开展这类远距离磁尾观测。

今年夏天，探测器又得到了一次研究磁尾的机会。当时两艘探测器距离地球更近，月球也恰好穿过地球磁尾区域。ESCAPADE 因此得以与位于月球附近的两艘 ARTEMIS-THEMIS 探测器协同工作，从四个不同角度同时观测磁尾。

利利斯指出，这种多点同步观测对研究磁尾十分重要，因为其磁场线和等离子体结构复杂，而且始终处于变化之中。

“这些现象通常无法通过远距离观测来测量，”他说，“你必须真正抵达那里，才能进行研究。”