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，也就是从约每秒10.1公里提高至约每秒10.8公里。这些是飞行前公布的近似数值，不能直接当作飞掠后精确测得的最终数据。

●两颗探测器，要解开火星大气消失之谜

抵达火星后，ESCAPADE的任务才真正进入科学探索阶段。

火星今天拥有稀薄的大气，表面寒冷干燥；但大量探测证据显示，遥远过去的火星曾有更温暖、湿润的时期。火星大气如何逐渐流失，是理解这颗行星环境演变的关键问题之一。

ESCAPADE将重点研究太阳风与火星空间环境的相互作用，以及这一过程如何推动火星大气逃逸。太阳风是太阳持续向外抛出的高速带电粒子流，它与火星高层大气、磁场环境相互作用，会影响带电粒子的运动和逃逸。

双星设计，使这项观测多了一双「眼睛」。按照计划，探测器进入环火轨道并完成轨道调整后，将先沿近乎相同的轨道一前一后飞行，如同串在轨道上的两颗珍珠。它们会先后经过同一区域，帮助科学家研究火星空间环境随时间发生的变化。

约6个月后，双星将调整至不同轨道：一颗在离火星较远的位置观测来袭的太阳风，另一颗在更靠近火星的位置观察火星环境如何响应。两个地点的数据配合起来，有助于研究太阳风变化与火星空间环境变化之间的联系。

美国宇航局预计，双星正式科学观测将于2028年6月开始。任务首席研究员、加州大学伯克利分校的罗伯特·利利斯（Robert Lillis）表示：「这将是首个在火星轨道上调度两颗轨道器的科学任务，也是我们第一次能够同时从两个不同位置对火星空间环境做协同观测。」

●一次飞掠，为未来深空任务打开多大空间？

ESCAPADE由NASA资助，加州大学伯克利分校空间科学实验室负责牵头，合作方包括火箭实验室、蓝色起源、先进航天公司（Advanced Space），以及NASA戈达德太空飞行中心、Embry-Riddle航空大学等。任务属NASA「小型创新行星探测任务」（SIMPLEx）项目，采用两颗小型探测器，尝试以相对有限的预算完成火星双点协同观测。

从工程角度看，这次成功提供了一条值得关注的思路：将探测器升空的时间，与正式踏上地火转移轨道的时间分开安排。对搭载发射的小型探测器、发射日期受制于火箭排期的任务，以及需要增加任务调度弹性的深空项目而言，这种设计未来可能有实际价值。

但它能否广泛应用，还要看具体任务的账怎么算。多等一年，需要维持探测器运行、通信和导航，也可能增加设备在太空中暴露的时间。对于质量更大、推进剂需求更高或时间要求更紧迫的任务，这条路线未必优于直接奔火。

目前可以确认的是，ESCAPADE双星已经完成关键的地球飞掠点火，正驶向火星；其火星捕获、编队调整和科学观测仍属于后续任务。至于这条路线能否成为更多深空任务的常规选择，还需要更多飞行经验和任务成本数据来回答。

对两颗探测器来说，地球已经从出发地变成了身后的一个蓝色圆点。它们在太空等待近一年，终于赶上了前往火星的那班「列车」；而它们此行要研究的，是另一个问题：火星曾经拥有的大气，究竟是怎样一点点消失的？

主要信源：美国宇航局：ESCAPADE完成动力地球飞掠，正在飞往火星（2026年11月9日）；美国宇航局：ESCAPADE双星将借地球飞掠奔赴火星（2026年11月2日）；美国宇航局：ESCAPADE任务主页；美国宇航局科学可视化工作室：ESCAPADE地火转移轨道注入动画（2026年11月9日）；加州大学伯克利分校：ESCAPADE探测器告别地球，下一站火星（2026年11月9日）；美国宇航局：NASA与蓝色起源发射两艘探测器研究火星与太阳风（2025年11月13日）；蓝色起源：新格伦发射ESCAPADE并完成助推器回收（2025年11月13日）延伸阅读：