奇异的旅途
空间探测器整装待发，要开始一场旷日持久的长途跋涉。它的目的地在里？它的目标是什么？它的航线是怎样的呢？
空间探测器的目的地和目标由科学家决定。探测器的航线由科学家和轨道家为它精心设计，尽量不走或少走弯路和错路。探测器的航线必须非常精确，能有一点误差，不然探测器会迷失方向，消失在茫茫的黑暗中。
轨道专家像汽车驾驶员一样，从三个方面为探测器把握方向，精确地引导航向。
轨道专家首先计算探测器现在的位置，测定探测器的距离和速度。探测器主要受引力的作用，科学家利用天文星历，可以确定任何时间内太阳系所有星星的位置。有了天文星历就等于有了太空地图。现在，利用太阳系的天文星历，探测器的轨道精确度可以控制在1千米以内，对于路程较远的木星和土星，轨道精确度可以控制在10千米以内。
其次，轨道专家必须确定探测器与地球的相对位置。通过利用深空探测网发射信号和接收信号之间的差异，可以确定探测器的位置、方向、距离、速度和时间。行星和行星际探测器飞行距离远，无线电不能实时遥控，必须有自主导航能力。
第三，轨道专家预测探测器未来的位置。通过这些预测、比较，从而确定需要进行哪些修正。一旦发现探测器偏离预定轨道和位置，就通过探测器的发动机完成修正。空间探测器一路上要进行很多次修正，最小限度地使用发动机，最大限度地保证精确度。
行星很漂亮，太阳很壮观，银河系很神秘，探测器已经来临。探测器要在太空进行多次修正，从而实现在更近的距离上飞越探索的目标甚至登陆目标。
智慧的秋千
怎样进行空间探测呢？地球与金星之间的平均距离为4150万千米，地球与火星之间的平均距离为7860万千米，地球与土星之间的平均距离为12.5亿千米。作为深空探测，这样的距离不能算远。但这就要求探测器要飞得高、飞得远，时间还要飞得长。探测器要尽量多带科学仪器、多带燃料、节省燃料、自身还要尽量轻。远距离的探测器，哪怕带再多的燃料也到不了目的地。如“卡西尼-惠更斯”号探测器自重并不重，只有2523千克，而推进剂却重3132千克。这些燃料主要用于修正轨道、姿态控制等。
这些问题难住了科学家。探测器怎样才能飞得更远呢？人们在探求一条最佳航线。
第一种方法，行星探测器先进入绕太阳飞行的轨道，再选择地球轨道与目标行星轨道的相切点，进行椭圆形飞行。这需要选择发射时机和路线。另一种方法，直接将行星探测器送入另一颗行星，但需要很大的火箭，也浪费燃料。
1925年，奥地利有一位科学家叫霍曼。他认为，要远距离飞向行星的最佳轨道只有一条。霍曼设想：地球轨道及目标行星轨道同时相交叉的双切线椭圆轨道。这条椭圆轨道与两条公转轨道相切时倾角相同。事实证明这是一条最佳轨道。人们称为霍曼转移轨道。霍曼转移轨道利用地球和行星的公转运动，使探测器在发射时到必要的初始速度，然后大部分时间是惯性飞行。这就节省了燃料。遗憾的是行的时间较长。
霍曼先生认为，空间探测器离开地球时，必须获得足够大的第二宇宙速度或第三宇宙速度才能克服地球引力，实现深空飞行。探测器先沿着地球轨道一一圈飞起来，当接近两星相交会的切点时，探测器在霍曼转移轨道两个切点速，进入目标行星的轨道运行。当然，如果探测器增大速度，改变飞行轨道，以缩短飞抵目标行星的时间。例如，美国“旅行者-2”号探测器的速度，比双线轨道所要求的大0.2千米/秒，到达木星的时间缩短了将近四分之一。
为了保证探测器沿双切线轨道飞行，当探测器飞到与目标行星轨道相会时，目标行星恰好也运行到切点。所以，必须计算好提前量，选择在地球和标行星，都处于某一特定相对位置的时刻发射探测器。例如飞往木星约需100天的时间，木星探测器发射时木星应离会合点83°，相当于木星在轨道上1000天的路程。根据一定的相对位置要求，可以计算出提前量，也可从天文历中查到相应的日期。这个有利的发射日期，一般每隔一两年才出现一次。测器可以在绕飞行星时，利用行星引力场加速，连续绕飞多个行星，实现多探索和远距离飞行。
也许这个奥地利人说得太难懂，西方人称它为引力弹弓、引力跳板。用咱们中国人形象的比喻就是荡秋千。探测器算好时间，在各个行星之间借力飞行荡秋千，从一个行星荡向另一个行星，一步步接近目标行星。这是一个智慧的秋千。
等待我的好消息
空间探测器飞离地球几十万到几亿千米，入轨时速度、大小和方向稍有误差，到达目标行星时就会出现很大偏差。例如，火星探测器入轨时，速度误差1米/秒，大约是速度的万分之一，到达火星时距离偏差约10万千米。
怎样指挥探测器正确航行呢？在漫长的飞行过程中，必须进行精确的控制和导航。飞向月球通常是靠地面测控网和空间探测器的轨道控制系统配合进行控制的。行星际飞行距离遥远，无线电信号传输时间长，地面不能进行实时遥控，所以行星和行星际探测器的轨道控制系统应有自主导航能力。例如，美国“海盗”号探测器在空间飞行8亿多千米，历时11个月，进行了2000余次自主轨道调整，最后在火星表面实现软着陆，落点精度达到50千米。
航天器是人类智慧的结晶，都是绝顶聪明的，探测器也不例外。为了保证发动机工作准确，通信天线始终对准地球，并保证系统正常工作。探测器专门有一套三轴稳定系统进行定位，姿态控制系统具有自主姿态控制能力。
探测器的路途遥远，少则几个月、几年，多则几十年；一路上还要遇到各种艰难险阻，如危险的小行星带、超强辐射区以及人类未曾预料的各种危险。小部分探测器在人类的指导下能化险为夷，但大部分会失踪、烧毁，或“死于非命”等。
尽管探测器都是“壮士一去不复还”，但作为探险勇士的探测器，仍然义无反顾地出发。2006年1月19日，美国“新地平线”号探测器升空，“单刀赴会”独自飞行75亿千米，2015年到达冥王星。“新地平线”号随身携带一份悲壮的《告别地球书》，同时也准备了一“等待我的好消息”的电文，在进入冥王星轨道时宣告。
“等待我的好消息”是所有探测器的共同心声。
深空测控网
深空测控网由飞控中心、弹道中心、测控天线、测控信息处理系统、轨道量系统和多个测控站等组成。它有一双火眼金睛，利用无线电信号进行通信和量，能听见和看见探测器的一切。航天专家、天文学家可通过深空测控网遥控测器的行动。
测控站拥有庞大的天线、超灵敏的接收机和强大的发射机。测控站有多个形大天线，最大的直径70米。它向空间探测器发射测控指令，接收空间探测器探测和遥测数据，对探测器进行测距、测角，与其他射电天文望远镜组成测量统。
美国著名的“勇气”号、“机遇”号火星探测车，在火星上的探测行动，是由美国地面指挥中心下达指令的。由于地球到火星的距离太远，下达的指令过巨大的天线发射电波，以30万千米/秒的速度，10分钟才能到达火星，被“勇气”号、“机遇”号接收。它们兄弟俩根据指令完成一个动作或前进一步，就发射信号给地球，又要10分钟。有一次，小淘气“勇气”号掉到一个小坑里，它的动作很滑稽，就像一个木偶，半天爬不上来。最后，这个调皮鬼终于爬上来了。艰难哪！那是它和地球上的专家费了九牛二虎之力，花了一个星期努力的结果。
遥测天线阵