2018年10月30日，美國(guó)宇航局（以下簡(jiǎn)稱NASA）宣布，預(yù)計(jì)工作壽命為3.5年的開普勒空間望遠(yuǎn)鏡因燃料耗盡，在超期服役直至工作了9年7個(gè)月零23天后，徹底退役，停止了所有在軌科學(xué)探索活動(dòng)。

從此，開普勒空間望遠(yuǎn)鏡在發(fā)現(xiàn)了2662顆系外行星之后，帶著滿滿的收獲和無(wú)盡的好奇心，溫和地走入了那個(gè)良夜。

▲ 開普勒空間望遠(yuǎn)鏡

立項(xiàng)與制造

開普勒空間望遠(yuǎn)鏡是人類首個(gè)專門設(shè)計(jì)用來(lái)在茫茫宇宙搜尋類地系外行星的空間探測(cè)器。其質(zhì)量為1.0524噸，長(zhǎng)4.7米，最大直徑2.7米。該望遠(yuǎn)鏡是由鮑爾航天集團(tuán)作為主承包商研制的，在2008年具備交付狀態(tài)。

鮑爾航天集團(tuán)，是全球第88大軍火集團(tuán)。美國(guó)陸軍的單兵50瓦和單兵100瓦戰(zhàn)術(shù)電源系統(tǒng)就是該集團(tuán)研制的。F-35戰(zhàn)斗機(jī)的共形天線，也是鮑爾航天的產(chǎn)品。貝爾公司大名鼎鼎的OH-58D奇奧瓦武裝偵察直升機(jī)的觀測(cè)/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，也是出自鮑爾航天之手。而屢屢用超高清的對(duì)地觀測(cè)照片引起我們對(duì)現(xiàn)代太空技術(shù)的贊嘆的數(shù)字地球公司，實(shí)際上是由鮑爾航天、柯達(dá)（嗯，就是那個(gè)在我們童年時(shí)代成為相機(jī)和相紙代名詞的柯達(dá)）還有?？丝臻g這三大集團(tuán)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合誕生的高科技企業(yè)。

不過，整個(gè)開普勒項(xiàng)目的立項(xiàng)過程卻是很曲折的。這一切，小火箭覺得需要從博魯茨基這位工程師開始談起。

博魯茨基就是在阿波羅時(shí)代研究飛船防熱系統(tǒng)的工程師。阿波羅計(jì)劃完成，留下一代傳奇。迄今為止，人類留在月球上的物品足足有170噸之多，而人類從月球取回的月壤和月球巖石則有382千克。

而阿波羅計(jì)劃留給人類的寶貴瞬間，除了阿姆斯特朗踏上那個(gè)腳印的時(shí)刻之外，還有阿波羅17號(hào)的那次回眸。

這張照片如今成為了地球上一家叫做騰訊的企業(yè)的一款名為微信的應(yīng)用程序的登陸畫面，似乎在呼喚著人類早日重返月球。

從外太空拍攝的地球的照片，喚醒了很多人的夢(mèng)想。這其中，就有博魯茨基。博魯茨基在阿波羅計(jì)劃中，表現(xiàn)出色，獲得了阿波羅任務(wù)成就獎(jiǎng)。

隨后，在1970年，已經(jīng)31歲的博魯茨基并未像大多數(shù)工程師那樣，憑借年輕時(shí)代參與大工程的經(jīng)歷而去混資歷，轉(zhuǎn)行政，而是一頭扎入了他熱愛的行星探索事業(yè)。既然地球這顆行星這么美，那么太陽(yáng)系內(nèi)甚至太陽(yáng)系外的行星，是不是也非常漂亮呢？

▲ 德爾塔2火箭送開普勒望遠(yuǎn)鏡升空

到1987年，博魯茨基已經(jīng)48歲了。按理說(shuō)，應(yīng)該是著手準(zhǔn)備為退休生活培養(yǎng)一些愛好，去辦理釣魚協(xié)會(huì)或者房車協(xié)會(huì)的會(huì)員卡的時(shí)候了，但是，他在自己的辦公室里冒出這樣一句話：“我們對(duì)太陽(yáng)系外面的行星，簡(jiǎn)直是一無(wú)所知！”

這下子可不得了。他的一席話，引起了同事間的大范圍討論。討論的話題集中在兩個(gè)方面：

第一，到底有沒有大量的系外行星？或者說(shuō)，類似太陽(yáng)系的這種一組行星小兄弟圍繞一顆恒星轉(zhuǎn)動(dòng)的系統(tǒng)，在宇宙中是否是常見的？

第二，就算系外行星是存在的，甚至是大量存在的，那么靠什么方法來(lái)發(fā)現(xiàn)呢？

博魯茨基沒有和大家多說(shuō)，直接就提出了解決方案。他把這個(gè)方案的意向報(bào)給了NASA的預(yù)研部門。

方案還是比較有趣的：用一個(gè)空間探測(cè)器，凝視數(shù)千顆恒星。如果其中有的恒星有它自己的行星系統(tǒng)的話，行星繞到恒星前面（類似金星凌日）的時(shí)候，恒星的一部分光就會(huì)被擋住，這樣恒星的亮度就會(huì)出現(xiàn)周期性地變暗。

NASA一開始還是感興趣的。于是，博魯茨基得以有機(jī)會(huì)陳述他的技術(shù)基礎(chǔ)：他早些年研究過行星的閃電，擁有用光度計(jì)來(lái)判斷星球情況的工程經(jīng)驗(yàn)。

但是，很多同行還是不能理解他的方案，并且認(rèn)為，就算理論上可以，工程上也不可行。

博魯茨基急了，說(shuō)道：“我早在1967年就已經(jīng)有閃電和光度計(jì)的相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)了，是可行的！”

在眾人表示有些懵的時(shí)候，老爺子拿出了他的阿波羅獎(jiǎng)?wù)?，并且講述了往事。

在上世紀(jì)60年代，還沒有超高速的高清攝影設(shè)備。而博魯茨基是研究阿波羅飛船的防熱系統(tǒng)的工程師，他迫切地想知道在高超聲速飛行狀態(tài)下，飛船防熱大底的激波是什么樣子的。

當(dāng)他申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)，要求專門為研究飛船防熱系統(tǒng)的激波建造高超聲速風(fēng)洞的時(shí)候，一個(gè)明確的拒絕回應(yīng)立刻就回絕了他。原因比較簡(jiǎn)單，當(dāng)時(shí)美國(guó)根本沒有建設(shè)高超聲速風(fēng)洞的技術(shù)條件（實(shí)際上，直到今天，真正掌握這門技術(shù)的國(guó)家也只有美國(guó)和中國(guó)）。

▲ 開普勒望遠(yuǎn)鏡的傳感器

▲ 開普勒望遠(yuǎn)鏡的傳感器陣列

怎么辦？博魯茨基有辦法。這也是為什么他后來(lái)被人稱作炮彈工程師的原因。博魯茨基想到，戰(zhàn)列艦巨大的16英寸（406毫米）艦炮能夠在瞬間賦予1.225噸重的炮彈762米/秒（馬赫數(shù)2.2418）的速度，這巨大的出口動(dòng)能能夠讓1噸多重的炮彈飛行38公里遠(yuǎn)。這是當(dāng)時(shí)他能夠想到的除核武器之外，爆發(fā)力最強(qiáng)的試驗(yàn)設(shè)備了。

當(dāng)時(shí)是20世紀(jì)60年代，距離二戰(zhàn)結(jié)束還沒有太久，有大量的二戰(zhàn)艦只甚至還來(lái)不及拆解。博魯茨基通過他在海軍的關(guān)系，搞到了兩門巨大的艦炮。在他精通空氣動(dòng)力學(xué)的好友的幫助下，其中一門艦炮加裝了超聲速噴嘴，當(dāng)發(fā)射藥被點(diǎn)燃，炮聲響起的時(shí)候，這門炮能夠以15倍聲速的速度瞬間拋出136千克的空氣。另一門艦炮則緊接著開炮，這門炮并不發(fā)射空氣，而是發(fā)射一枚特殊的炮彈。兩門炮是頭對(duì)著頭，炮口瞄著炮口的。第二門炮發(fā)射的炮彈的頭部，就是阿波羅飛船防熱大底的氣動(dòng)外形。

這枚炮彈以相對(duì)于地面3倍的聲速撕裂迎面而來(lái)的快速氣流，這樣就構(gòu)建了一個(gè)阿波羅飛船模型的18倍聲速空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)條件（炮彈3倍聲速+迎面氣流的15倍聲速）。

博魯茨基在兩門大炮的炮口之間，布置了大量光度計(jì)。當(dāng)阿波羅飛船模型快速飛過的時(shí)候，伴隨著巨響，會(huì)有一系列斜激波出現(xiàn)。這些斜激波會(huì)改變當(dāng)?shù)乜諝獾拿芏?，從而使得其透光率發(fā)生變化。

就是這樣，依靠光度計(jì)的測(cè)量數(shù)值，博魯茨基間接地了解了高超聲速飛行的斜激波的情況。

遭拒

博魯茨基的光度計(jì)的方法，用于探測(cè)系外行星，理論上是可行的。

當(dāng)行星轉(zhuǎn)到恒星前面時(shí)，恒星的一部分光線就會(huì)被擋住，光度計(jì)就能夠測(cè)到一個(gè)光度變?nèi)醪⒃俅位謴?fù)常值的現(xiàn)象。

1992年，博魯茨基帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，興沖沖地正式向NASA提出了項(xiàng)目申請(qǐng)，想要用這種方法來(lái)搜尋系外行星。然而，等來(lái)的是拒絕。原因比較直接：NASA太缺錢了，為了保證哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的項(xiàng)目能夠存活下來(lái)，其他所有空間望遠(yuǎn)鏡的項(xiàng)目都被取消了。

奔向太空的NASA的預(yù)算比起努力稱霸全球的軍費(fèi)預(yù)算來(lái)說(shuō)，還是太少了。這個(gè)情況，其實(shí)至今也沒能得到改善。2019財(cái)年，NASA的總預(yù)算為199億美元，而美國(guó)軍費(fèi)預(yù)算為7160億美元。軍費(fèi)預(yù)算是NASA總預(yù)算的36 倍！

1990年4月24日，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡搭乘發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)進(jìn)入太空。但是隨即就發(fā)現(xiàn)，鏡片出了點(diǎn)狀況。在1992年，正是航天飛機(jī)項(xiàng)目和哈勃空間望遠(yuǎn)鏡在軌維修項(xiàng)目的關(guān)鍵一年，博魯茨基團(tuán)隊(duì)表示理解，愿意為“哈勃”讓路。

再拒

后來(lái)，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)得到了非常成功的糾正和升級(jí)，已經(jīng)能夠以較為良好的狀態(tài)工作了。

不過，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡是可見光望遠(yuǎn)鏡，擅長(zhǎng)直接對(duì)恒星發(fā)出的光進(jìn)行觀測(cè)，而且其凝視觀測(cè)的范圍較小，對(duì)于本身不發(fā)光的系外行星和同時(shí)搜索大范圍天區(qū)的任務(wù)并不擅長(zhǎng)。而這，正是博魯茨基的特長(zhǎng)。

▲ 當(dāng)行星轉(zhuǎn)到恒星前面時(shí)，恒星的一部分光線就會(huì)被擋住。光度計(jì)就能夠測(cè)到一個(gè)光度變?nèi)醪⒃俅位謴?fù)常值的現(xiàn)象

1994年，自上次被拒后，苦等了2年的博魯茨基認(rèn)為，機(jī)會(huì)來(lái)了。他第二次向NASA提交了申請(qǐng)。他給項(xiàng)目命名：FRESIP。這是“和地球大小相仿的星系內(nèi)環(huán)行星概率探測(cè)”的縮寫。

然后，再次遭拒。

事后，大家分析原因，一致認(rèn)為是這個(gè)名稱太難記了，評(píng)審委員會(huì)的那些家伙們可能連名字都想不起來(lái)，根本沒法提議來(lái)贊成。當(dāng)然，很多人認(rèn)為博魯茨基的想法過于科幻，也是部分原因。

三拒

名字，一定要有個(gè)好名字，這是博魯茨基團(tuán)隊(duì)第二次被拒之后總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)。于是，他們花了很大力氣，請(qǐng)到了炙手可熱的科學(xué)家、科普大師、科幻作家卡爾·薩根來(lái)給項(xiàng)目起名字。

作為行星聯(lián)合會(huì)創(chuàng)始人的卡爾·薩根對(duì)博魯茨基團(tuán)隊(duì)非常支持。他一方面游說(shuō)NASA拿出一些經(jīng)費(fèi)來(lái)支持行星探測(cè)，另一方面，開始冥思苦想，為項(xiàng)目起個(gè)好名字，以便替代那個(gè)沒人能記住的FRESIP項(xiàng)目。

卡爾·薩根想到了開普勒這個(gè)名字。

生于1571年的約翰-尼斯·開普勒是德國(guó)皇家數(shù)學(xué)家，同時(shí)也是華倫斯坦將軍的首席顧問。開普勒基于對(duì)天體運(yùn)行的觀測(cè)和分析，得出了行星運(yùn)動(dòng)三大定律。

在開普勒的墓志銘上，銘刻著這樣的句子：

原文：

Mensus eram coelos，

nunc terrae metior umbras

Mens coelestis erat，

corporis umbra iacet.

曾去量天高，

今來(lái)測(cè)地深。

吾魂歸上蒼，

吾體眠此地。 （譯/小火箭 ）

開普勒對(duì)天體物理學(xué)和數(shù)學(xué)有著巨大的貢獻(xiàn)，同時(shí)他改進(jìn)的天文望遠(yuǎn)鏡也是與伽利略的那把望遠(yuǎn)鏡可以相提并論的高性能天文觀測(cè)工具。

好名字！這個(gè)名字，一方面預(yù)示了項(xiàng)目是和行星探測(cè)有關(guān)，一方面則是紀(jì)念開普勒對(duì)行星運(yùn)行理論和望遠(yuǎn)鏡制造技術(shù)的貢獻(xiàn)。

但是，在1996年年底，博魯茨基興沖沖地向NASA報(bào)上項(xiàng)目的時(shí)候，又被拒了。

這一次，被拒的理由是：用于探測(cè)系外行星的CCD傳感器技術(shù)并不成熟。

四拒

從1987年提出構(gòu)想，到1992年第一次提交申請(qǐng)被拒，再到1994年第二次提交申請(qǐng)被拒，然后到1996年第三次提交申請(qǐng)被拒，轉(zhuǎn)眼就到了1997年，整整十年過去了。

開普勒項(xiàng)目有了響亮的名稱，卻還未迎來(lái)錦繡的前程。

行星聯(lián)合會(huì)的創(chuàng)始人卡爾·薩根博士奮力向NASA推薦。他本人有著廣泛的民眾基礎(chǔ)，在他巨大的影響力下，NASA松口了：

如果博魯茨基團(tuán)隊(duì)能夠在地球上造出一個(gè)能夠證明確實(shí)可以可靠工作的CCD傳感器系統(tǒng)的話，一切都有商量的余地。

機(jī)會(huì)難得！

博魯茨基向卡爾·薩根博士表示了衷心地感謝，然后就一頭扎進(jìn)了地面原理樣機(jī)的研制工作中。

▲ 開普勒望遠(yuǎn)鏡在廠房

1998年初，博魯茨基團(tuán)隊(duì)的原理樣機(jī)研制成功！他們建造了一個(gè)系統(tǒng)，能夠同時(shí)對(duì)6000顆恒星進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)具備初步判斷該恒星是否有行星環(huán)繞的可能性。可惜的是，該系統(tǒng)位于地球表面，難免會(huì)受到地球大氣活動(dòng)的影響。

1998年，博魯茨基團(tuán)隊(duì)正式向NASA遞交了第四次申請(qǐng)。

然而，還是被拒了。原因：雖然原理樣機(jī)在地面上能夠勉強(qiáng)工作，但是在太空中如果受到各種干擾，還能不能工作可就不知道了。

堅(jiān)持

1998年，開普勒項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)到了非常艱難的時(shí)候。整個(gè)團(tuán)隊(duì)租住在利克天文臺(tái)山頂舊址的小破屋里。這個(gè)帶有破洞的小圓頂，見證了人類在19世紀(jì)對(duì)天文學(xué)的癡迷，如今則正在見證人類天文學(xué)家在20世紀(jì)末的窘迫境地。

山頂沒有淋浴條件，整個(gè)團(tuán)隊(duì)要冒著被蛇咬和被美洲獅撲殺的危險(xiǎn)，穿過密林小路去山腳的鎮(zhèn)子上找個(gè)可以洗澡的地方。到2000年，他們終于又證明了開普勒系統(tǒng)對(duì)干擾的強(qiáng)大抵抗能力。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完備，13年來(lái)，他們始終在堅(jiān)持。

公元2000年1月，NASA給開普勒?qǐng)F(tuán)隊(duì)發(fā)來(lái)一份郵件：你們贏了，來(lái)宇航局領(lǐng)錢。

其實(shí)，美國(guó)宇航局的大大小小的部門，在這個(gè)時(shí)候，已經(jīng)悄悄資助了100萬(wàn)美元給開普勒項(xiàng)目了。這些努力的堅(jiān)持和悄悄支持，就像緩緩飄落的雪花，雖輕柔，但卻更能有沁潤(rùn)靈魂的力量。

修成正果

6億美元，在2002年到賬，開普勒空間望遠(yuǎn)鏡開始動(dòng)工建造。

2008年，開普勒空間望遠(yuǎn)鏡達(dá)到交付狀態(tài)，實(shí)際耗資6.92億美元（約47.69億元人民幣）。相較于1990年的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目21億美元的造價(jià)（另有后來(lái)的8億美元在軌維護(hù)費(fèi)用），開普勒空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)于預(yù)算的控制是非常好的。

完工后的開普勒望遠(yuǎn)鏡在位于佛羅里達(dá)州泰特斯維爾的有效載荷處理中心的超潔凈室中，準(zhǔn)備進(jìn)行初步測(cè)試。

開普勒空間望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃是美國(guó)宇航局正式立項(xiàng)的探索任務(wù)，是人類首個(gè)系外行星空間望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目。它專門用于探測(cè)銀河系內(nèi)的區(qū)域，努力去探尋太陽(yáng)系之外、銀河系之內(nèi)的可供人類居住的行星。

2009年2月21日，工程師們將開普勒空間望遠(yuǎn)鏡放到了德爾塔-II運(yùn)載火箭的載荷艙內(nèi)。

而對(duì)開普勒項(xiàng)目有所了解的人知道，從1987年博魯茨基提出概念到此時(shí)，整整22年過去了！

博魯茨基老爺子，已經(jīng)年入古稀。不知道他當(dāng)時(shí)是否回想起了自己在48歲的時(shí)候，在辦公室里說(shuō)出那句：人類對(duì)太陽(yáng)系外的行星簡(jiǎn)直一無(wú)所知。

這個(gè)情況，因?yàn)樗L(zhǎng)達(dá)22年的堅(jiān)持，將會(huì)產(chǎn)生根本的改變。

進(jìn)入發(fā)射協(xié)調(diào)的時(shí)候，已經(jīng)多次推遲發(fā)射的開普勒項(xiàng)目，有些等不及了。2009年1月，美國(guó)空軍主動(dòng)找到了開普勒?qǐng)F(tuán)隊(duì)，告訴他們了一個(gè)好消息：原定于2009年3月初發(fā)射的美國(guó)空軍GPS導(dǎo)航衛(wèi)星（GPS IIR-M-7 ）準(zhǔn)備推遲到月底，讓開普勒空間望遠(yuǎn)鏡先打。

原本大伙兒是非常高興的。當(dāng)然，后來(lái)團(tuán)隊(duì)知道了真實(shí)原因后，就有些哭笑不得了。原來(lái)，美國(guó)空軍認(rèn)為德爾塔-II型火箭7925構(gòu)型的第三級(jí)，可能有一些可靠性方面的問題。為了穩(wěn)妥起見，他們讓同樣使用7925構(gòu)型的開普勒空間望遠(yuǎn)鏡先打，看看情況再說(shuō)。

2009年3月7日，協(xié)調(diào)世界時(shí)03時(shí)49分57秒465毫秒，開普勒空間望遠(yuǎn)鏡，從1987年到2009年，歷經(jīng)22年，終于從設(shè)想迎來(lái)了發(fā)射升空的時(shí)刻。

開普勒空間望遠(yuǎn)鏡，將會(huì)為我們揭開一個(gè)終極問題的答案提供關(guān)鍵線索。