NASA首次借「动力地球飞掠」奔火星：双探测器太空等待一年，近地点点火出发

两颗火星探测器从地球出发近一年后，又一次飞回地球附近。这一次，它们没有停留，而是在掠过地球上空时点燃发动机，借助地球引力和自身推力，正式踏上前往火星的旅程。 美国宇航局（NASA）2026年11月9日宣布，其「逃逸与等离子体加速及动力学探测器」（ESCAPADE）任务的两颗探测器，分别于11月7日和9日成功完成「动力地球飞掠」。这是NASA首次使用这一方式将探测器送往火星。双星目前已进入地火转移航程，预计2027年9月抵达火星。 这次飞掠的价值，既在于两次关键点火均获得成功，也在于它展示了一条不同寻常的火星探测路线：火星发射窗口尚未到来时，探测器可以先行升空，在地球附近的深空轨道等待，再借地球完成奔火机动。 ●两天两次点火：从地球上空加速奔火星 ▲2026年11月7日，美东时间清晨约5时（北京时间同日18时左右），ESCAPADE的第一颗探测器「蓝」（Blue）飞掠地球，最近时距离地表约1600公里。近地点附近，它启动发动机，持续点火约9分钟，完成地火转移轨道注入。 两天后的11月9日，美东时间清晨约6时（北京时间同日19时左右），第二颗探测器「金」（Gold）沿类似方式飞掠地球，最近时距离地表约1050公里，也成功完成了奔火点火。 两次机动相隔约两天，并非双星同时点火。对任务团队而言，每一次飞掠都只有有限的操作时间：探测器要沿预定轨迹接近地球，在高速运动中完成点火，并将自己送入通往火星的轨道。 NASA日球物理部门代理协理飞行主管阿萨尔·纳塞里（Asal Naseri）表示：「这是NASA首次利用动力地球飞掠将探测器送往火星，而我们现在已在两天内连续两次顺利完成了这一机动。」 接下来，双星还将在地火航程中进行轨道修正。按照目前计划，「金」探测器将于2027年9月7日抵达火星，「蓝」探测器则于9月9日抵达。届时，两器还需各自点火约11分钟，减速进入环火轨道。飞往火星的一步已经完成，能否顺利进入环火轨道，仍要等待2027年的考验。 ●火星窗口没开，它们先在太空等了近一年 ▲ESCAPADE旅程始于美东时间2025年11月13日15时55分（北京时间11月14日4时55分）。那一天，蓝色起源的「新格伦」（New Glenn）火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地36号发射位升空，将两颗探测器送入太空。 ▲这既是新格伦的第二次飞行，也是它首次成功回收一级火箭：一级与上面级分离后，返回大西洋上的「杰克琳」号（Jacklyn）海上回收平台，完成垂直着陆。 发射当时，地球与火星分别位于太阳两侧，并不处于适合常规直接奔火的相对位置。火星探测任务通常要等待地火两颗行星运行到合适位置，这样的有利机会大约每26个月出现一次。错过窗口，任务就可能面临漫长等待。 ▲ESCAPADE选择了一条创新性路线。升空后，双星进入一条「迂回轨道」，在日地拉格朗日L2点附近绕行。这个区域位于地球背向太阳的一侧，距离地球约160万公里。任务团队设计了一条形似腰豆的轨道，让探测器在附近飞行，等待地球与火星运行到更有利的位置，再返回地球附近实施飞掠。 这一年并非完全闲置。飞行期间，两颗探测器多次穿过地球磁尾，并进行了科学观测。磁尾可以理解为地球磁场在太阳风作用下，被拉向背日方向的长尾巴。双星此后还将在地火航程中观测太阳风，为抵达火星后的科学任务积累数据。这种路线为火星任务增加了发射时间上的弹性：探测器不必一定在传统奔火窗口内升空，可以先进入合适的等待轨道，再选择时机出发。 不过，「先发射、后奔火」并不等于任意一天都能飞往火星。等待轨道、推进剂储备、飞行器寿命、通信条件和目标行星位置，都要纳入任务设计。轨道等待越久，也意味着更长的在轨运行时间及相应成本。 ●掠过地球时再点火，有什么讲究？ 深空探测器利用行星引力改变轨道，并不是新鲜事。旅行者号、伽利略号等探测器都曾借助行星引力，改变飞行速度或方向。ESCAPADE的特别之处，是在地球引力辅助过程中，又让自身发动机点火。 可以把这次机动理解为两种作用的配合：地球引力改变探测器的飞行轨迹，并让它在靠近地球时达到较高速度；探测器再在近地点附近点火，为转入奔火轨道提供额外的速度变化。 ●为什么要选在靠近地球时点火？ 这里涉及航天工程中著名的奥伯特效应：在其他条件相近、点火方向合适时，飞行器速度越高，同样大小的速度增量，通常能够带来越大的轨道能量变化。地球引力让探测器在近地点附近高速飞行，正适合利用这一效应。 这并不违反能量守恒，也不意味着发动机获得了免费的推力。探测器依然需要消耗推进剂，地球引力则帮助它在合适的位置和速度下完成机动。通俗地说，任务团队把点火安排在了「这份推进剂更能发挥作用」的时刻。 美国宇航局在飞掠前公布的任务设计显示，约9分钟的地火转移轨道注入点火，预计使每颗探测器的速度从约每秒6.3英里提高至约每秒6.7英里，