八旬老人，带领“旅行者”飞出太阳系
八旬老人，带领“旅行者”飞出太阳系
作者:高峰
日前，美国宇航局（简称NASA）宣布：“旅行者1号”探测器已经飞出了太阳系，进入到恒星系之间的星际空间。这使它成为人类第一个造访星际空间的使者。“旅行者1号”迄今已在太空飞行了36年，距离地球187亿公里，是地球与太阳距离的125倍。
目睹着“旅行者1号”渐行渐远的身影，有一个人的感情最为复杂，他就是“旅行者”项目的首席科学家爱德华·斯通（下文称斯通）。斯通参加“旅行者”项目已41年，同事们都认为，“斯通已经和‘旅行者’紧紧绑在一起了！”
因苏联发射人造卫星改学天体物理
1936年，斯通出生在美国爱荷华州诺克斯维尔市。父亲从事建筑工作，整天与机械设备打交道。斯通耳濡目染，从小喜欢看《大众科学》这类科普读物，还自己制作了一部无线电接收器。
上初中时，一位老师告诉他芝加哥大学的物理专业很有名，天才物理学家费米就在那里执教。高中毕业后，斯通报考了芝加哥大学，准备攻读核物理。1957年10月，苏联成功发射了第一颗人造卫星。这激发了斯通对天体物理的兴趣，于是他转到这一专业，并最终取得了博士学位。
此后，斯通参与设计了搭载在卫星上的宇宙射线探测装置。这项研究帮他在加州理工学院得到了一份工作，1976年他当上了物理学教授，之后还担任过物理、数学和天文学系的主任。
斯通的出色工作吸引了喷气推进实验室（简称JPL）的注意，该实验室堪称NASA最著名的实验室，负责为NASA开发和管理无人空间探测任务。JPL当时正在准备一个新项目——向木星和土星发射探测器。1972年，斯通正式加入该项目，并担任首席科学家，主要任务是协调不同科学家小组的科研工作。1977年，“旅行者2号”和“旅行者1号”先后发射升空，这个项目也被正式命名为“旅行者”。
上世纪80年代，斯通频频出现在美国的电台和电视台，向公众介绍“旅行者”太阳系探测项目，吸引了不少“粉丝”。此后在NASA的14次太空探测任务中，斯通9次担任首席科学家，5次担任联合首席科学家。由于成就卓著，斯通1984年就当选了美国科学院院士。
1991年，斯通担任JPL主任，成功领导了“伽利略”号探测器围绕木星的探测任务，并向土星发射了“卡西迪”号探测器。1997年，“火星探路者”号在火星表面成功着陆，被认为是他事业的高峰之一。2001年他从NASA退休，在加州理工学院任全职教授，但仍是“旅行者”项目的首席科学家。
36年飞行200亿公里
“旅行者”项目是NASA最雄心勃勃的星际探险计划，最初目标是对太阳系的木星和土星进行近距离探测。“旅行者2号”于1977年8月20日升空，“旅行者1号”于同年9月5日升空。作为人类出访外太阳系的第一批使者，它们还携带了一张黄金碟片，上面刻着外星人可能感兴趣的东西：115幅人类、动物以及机场的图像，地球上不同语言的问候，卡特总统的信，还有90分钟的音乐。
尽管“旅行者1号”发射晚，但它选择了一条飞行速度更高的轨道，并于1979年3月率先抵达木星；“旅行者2号”则在近4个月后才姗姗赶到。随后它们又先后向土星进发。结束对土星的探测后，“旅行者2号”改变航向，于1986年1月抵达天王星，1989年8月抵达海王星。此后两艘飞船的主要使命便是一直向前，寻找太阳系的边界。
36年来，这两位“旅行者”飞行了近200亿公里，给科学家带来许多惊喜：新发现了22颗卫星，包括3颗木星卫星、3颗土星卫星、10颗天王星卫星和6颗海王星卫星；海王星和天王星磁场有很大倾角，偏离了行星体自转轴，与太阳系其它大行星迥异；木卫一表面有活火山活动，这是除地球外唯一存在活火山活动的太阳系天体；海卫一表面存在活跃的喷泉结构以及稀薄的大气；木星、土星和海王星存在极光现象；海王星上存在超大规模的强劲飓风系统，此前科学家一直认为海王星的温度过低，不可能有大气湍动现象……
另一方面，随着科技的发展，“旅行者”也落伍了。它的内存很小，只能存储几千个词；电脑系统每秒只能处理8000条指令，远逊于我们的智能手机——每秒可以处理140亿条指令。由于能量不足，探测器上的电视摄像机上世纪90年代初就被关掉了；最初搭载的10件探测设备中，“旅行者1号”上只有4个在工作，“旅行者2号”上还有5个在工作。
给科学家当裁判
虽然“旅行者”的考察硕果累累，但作为项目总协调人，斯通自始至终都不敢放松。“旅行者2号”升空后，搭载的部分探测设备没能充分展开；半年后，它的主无线电接收器彻底坏了，工程师不得不启用备用系统……这都让斯通承担了很大压力。
斯通的手下有11位任务组的组长。由于各组都想让“旅行者”优先执行自己的任务，大家经常打架，最后只能由斯通来拍板。这么多年来，斯通已经积累了44个笔记本，上面密密麻麻地记满了每个组的工作、任务日志等。他想让所有人都知道他会综合考虑各种因素，一碗水端平。同事艾利斯·米纳曾说：“我们知道斯通永远公平。”
即使这样，冲突也在所难免。有一次，负责测量低能带电粒子的小组与光谱小组发生了矛盾——前者需要粒子探测器旋转传感器来探测太空的不同部分，但它产生的震动会干扰旁边的光谱设备，这让后者十分恼火。在斯通的调解下，双方达成了一个妥协方案：有时粒子设备会快速旋转，有时则慢速旋转以减少震动，其它时间保持静止。“结果是虽然大家仍然不开心，却是同等程度的不开心——这就是高明的谈判专家。”粒子小组的组长克里米·吉斯说。
斯通还是一个有远见的科学管理者，他早就意识到了跨专业合作的重要性。在“旅行者1号”飞近木星时，他打破常规，让不同组的科学家重新组合成4个新组，每个组都要负责所有的探测设备，迫使大家打破壁垒，跨专业交流。当然，斯通也有自己的小算盘——“这样我就不必老是充当裁判了！”
最迟到2025年，随着能量彻底耗尽，“旅行者1号”将寿终正寝。但斯通没时间伤感，因为他探索太阳系的工作还在继续。目前他是“30米望远镜”项目的副主席，该项目2020年左右在夏威夷建成后，将成为世界上最大的光学望远镜，将目光投向太阳系外更加遥远的太空。此外，斯通还在参与开发一个太阳探测器，它的热保护罩可以隔阻2000℃的高温，使它比以往任何探测器都将更靠近太阳。
每当说起“旅行者”号时，斯通最喜欢说的一句话是：“这个项目已经产生了200%的科学回报，我们学到的东西要比我们期待的多多了。”