周三深夜，“黎明”号探测器掠过谷神星布满陨石坑的表面，距离表面仅 22 英里，谷神星位于火星和木星之间。它温和而频繁地发射推进器，调整其像翅膀一样的太阳能电池板，以应对矮行星的引力造成的倾斜。然后，毫无征兆地，下一次脉冲发出嘶嘶声，但什么也没出来。由于无法将太阳能电池板对准太阳，“黎明”号进入了安全模式并关闭了通信。它的支持团队恰好在值班，他们立即怀疑这个长达 11 年的任务结束了。
“那时，我们几乎是靠残余燃料在运转，” NASA 喷气推进实验室的“黎明”号首席工程师 Marc Rayman 说。
“黎明”号的燃料箱在两天后耗尽，而搜寻系外行星的 “开普勒”号望远镜 也制造了类似的新闻头条，这虽然令人惊讶，但并非意料之外的巧合，因为两个团队几个月来一直在积极管理他们日益减少的资源。尽管这两艘航天器在太阳系的不同区域工作，但它们生命（和死亡）的轨迹却很相似。每个航天器都经历了长达十年的挣扎，对抗零件失效的必然性，由一个工程师团队支持，他们被迫平衡着同样稀缺的资源，并受到同一缺陷设计的阻碍。
两台机器都通过太阳能为电池充电，因此限制因素是它们的可操纵性。为了保持指向科学目标并旋转朝向地球以传输知识回家，航天器使用了两种策略。大部分时间它们依赖“反作用轮”，即向一个方向旋转以使航天器向另一个方向旋转的磁盘。但偶尔，为了在不改变姿态的情况下调整不断旋转的轮子，航天器会使用肼燃料来发射推进器。NASA 埃姆斯研究中心的“开普勒”号系统工程师 Charlie Sobeck 将这种设置比作混合动力汽车。“通常您使用电动机，”他说，“但偶尔电池会没电，汽油发动机就必须启动并为电池充电。”
“黎明”号和“开普勒”号分别于 2007 年和 2009 年发射，每个都配备四个反作用轮（每个旋转轴一个，还有一个备用）和数十磅的燃料。人们通常会认为肼是限制因素，但随着反作用轮开始神秘地失效——“黎明”号的第一个轮子在 2010 年 失效，随后“开普勒”号的一个轮子在 2012 年 失效——工程师们意识到他们面临着一个意想不到的挑战。他们可以通过增加推进器的使用来弥补缺失的轮子，但每一次发射都使任务的结束更近了一步。
Rayman 和 Sobeck 都不知道那些轮子到底出了什么问题。可能性从润滑不良到内部静电放电击穿轴承的微小陨石坑不等。由于无法呼叫深空技师，他们不得不尽可能地使用损坏的部件进行飞行。一个天真的选择可能是接受较短的时间线并完全依靠效率较低的推进器进行导航，但在两种情况下，工程师们都发挥创意，找到了替代方案。
当“开普勒”号的第二个轮子在 2013 年发生故障并结束了其主要任务时，它的团队想出了一个方法，将太阳变成 一个虚拟的第三个轮子 来辅助剩余的两个。光会产生极其微小的推力，通过直接面向太阳，航天器找到了保持平衡的恰当角度。新的飞行模式在肼消耗方面效率稍低，并且观测范围仅限于天空的某些区域，但恒星无处不在。由此产生的 K2 任务在五年内又发现了 350 多个 新的系外行星，加上主要任务发现的数千颗。“我们没想到会出现一个双轮解决方案，” Sobeck 说，“但事实证明它非常非常有效。”
与“开普勒”号不同，“黎明”号上的主导力是一种不稳定的力。在 2011 年至 2012 年探索了小行星带中的第二大天体灶神星后，它还有两个轮子在运转。Rayman 知道他需要老化的反作用轮来防止谷神星引力不稳定的拉力将“黎明”号带入翻滚，因此他关闭了它们，主要依靠肼进行导航飞往第二个目的地。“我们接受了我们存在这种重大脆弱性，”他说，“我们必须小心管理（轮子）的使用寿命。”“黎明”号于 2015 年 12 月重新启动了轮子，以便在低空飞掠期间进行智能导航。
“黎明”号绕谷神星飞行一直持续到周三——尽管 去年第三个轮子就已失效 ——这巩固了它作为科幻灵感探索未知世界的遗产。除了拥有《*星球大战*》和《*星际迷航*》中普及的“ 离子发动机 ”外，“黎明”号还成为第一个绕行一个地外天体，然后起飞并跳跃到另一个天体的航天器。
即使经过细致的管理，两艘航天器上的肼也只能在一定程度上帮助有问题的反作用轮。“开普勒”号的燃油管压力在 7 月初急剧下降，因此埃姆斯的研究人员关闭了该机器，以保存剩余的燃料，用于他们认为将在 8 月份进行的最后一次数据下载。“我们中的许多人认为能否成功是一半一半的机会，” Sobeck 回忆道。他们成功地恢复了信息，甚至在肼箱在 10 月中旬完全耗尽之前挤出了最后一次观测。现在，“开普勒”号等待着最后的休眠指令。而“黎明”号则完全无法触及。根据 Rayman 的说法，由于无法稳定自身，该航天器很可能已经进入缓慢而稳重的翻滚状态，并将围绕谷神星继续运行数十年。
尽管 NASA 无法确定“开普勒”号和“黎明”号的轮子失效的具体原因，但他们已采取措施改进未来航天器的技术。两个任务的轮子都来自同一家公司 UTC Aerospace Systems，该公司 也为日本小行星跳跃探测器“隼鸟号”提供过类似的型号 ，而“隼鸟号”也克服了轮子故障和姿态控制的挑战。因此，尽管“开普勒”号和“黎明”号在两天内相继“死亡”是一个极大的巧合，但它们同时耗尽燃料可能并非完全随机。由于内部温度升高，“开普勒”号的寿命无论燃料如何都已注定，但“黎明”号在其他方面都处于良好状态，并且本有可能继续运行。
UTC Aerospace Systems 将询问转回 NASA，但 Rayman 表示，来自同一承包商的其他轮子“工作正常”，并且“黎明”号和“开普勒”号的反应轮产品线已不再提供。
尽管反应轮在此特定情况下成为了这对航天器的“阿喀琉斯之踵”，但 Rayman 总体上对这项技术表示赞赏，并以“卡西尼”号为例，它在近 20 年的时间里“完美地”引导了航天器。“开普勒”号的 Sobeck 表示，总会有东西会坏掉，而这些精密的陀螺仪通常是第一个关键部件。大多数组件几乎不动，但反应轮需要每秒旋转数千次，持续数年——因此任何微小的缺陷都可能迅速产生灾难性的摩擦和热量。
部分得益于两个团队在飞行中的“麦克盖弗”式应变，耗资 5 亿美元的“黎明”号比其预期任务寿命延长了三年，而耗资 6 亿美元的“开普勒”号则超出了预期六年。Rayman 对任何一个的性能都不感到惊讶，他认为 NASA 航天器之所以如此频繁地超额完成任务，归结于经济学和良好的工程。“如果你投入数亿美元的纳税人资金，”他说，“假设是一个 8 年的任务，你不会设计成所有东西都在 8.01 年失效。”
Rayman 表示，他很希望这两个任务能继续下去，但他也以哲学的态度谈论了社区能拥有它们如此之久是多么幸运。他将这种情况比作每天收到 1000 美元，持续十年，然后本周突然停止。“你可能会想，‘好吧，我今天也想要一千美元。’”他说，“但另一种看待方式是，‘看看我有多富有。’“开普勒”号和“黎明”号都为我们带来了长久而丰厚的回报。”
