去年,,“DRO-A/B衛(wèi)星發(fā)射異?!钡南⒁l(fā)關(guān)注,。隨后,一支平均年齡不到34歲的科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一場緊急“太空救援”,,讓衛(wèi)星最終順利入軌,。
2024年3月13日20時51分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丙運(yùn)載火箭/遠(yuǎn)征一號S上面級發(fā)射DRO-A/B衛(wèi)星,,運(yùn)載火箭一二級飛行正常,,但上面級飛行異常,導(dǎo)致衛(wèi)星未準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道,。
日前,,“負(fù)傷”衛(wèi)星的畫面首次公布:衛(wèi)星的太陽翼呈近90度彎折,如折斷的翅膀,,在深空背景下倔強(qiáng)舒展,。
從2024年3月13日至7月15日的123天時間里,這支年輕的科研團(tuán)隊(duì)展開了一場緊急“太空救援”,。幾位學(xué)生也參與其中,,中國科學(xué)院大學(xué)95后博士研究生孫洋快速算出DRO備份軌道入軌參數(shù);兩位95后研究生李霜琳、蒲京輝開發(fā)星上自主導(dǎo)航與時間同步程序,,寫的兩萬行代碼已在太空運(yùn)行,;00后博士研究生尹永辰精確復(fù)核每次控制參數(shù)。
4月15日,,在“地月空間DRO探索研究學(xué)術(shù)研討會”上,,這場救援背后的故事對外公布。如今,,這些衛(wèi)星已發(fā)射在軌一年有余,,國際首個地月空間三星星座穩(wěn)定運(yùn)行超過200天。
時針撥回2024年3月13日,,北京航天飛行控制中心,,張皓與數(shù)十名科技人員注視著屏幕,期待中國人首次開啟地月空間遠(yuǎn)距離逆行軌道(Distant Retrograde Orbit,,簡稱DRO)的深度探索,。地月相距38萬公里,其間有著無數(shù)條軌道,,其中一條名為DRO的特殊軌道被航天科學(xué)家和工程師們視為“地月空間中的天然良港”,,其特性在于這條軌道穩(wěn)如磐石,航天器無需頻繁調(diào)整即可駐留數(shù)百年,。這條距離地球31萬至45萬公里的特殊軌道是連接地球,、月球、深空的“十字路口”,,是人類尚未開發(fā)利用的新疆域,,也是支持載人深空探索的新起點(diǎn)。
然而,,這次寄望星辰的遠(yuǎn)征卻以一場驚心動魄的“太空救援”拉開序幕,。2024年3月13日20時51分,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,,搭載DRO-A/B雙星組合體的長征二號丙運(yùn)載火箭/遠(yuǎn)征一號S上面級發(fā)射升空,。約21時,上面級與火箭成功分離,,第一次點(diǎn)火完成后,,進(jìn)行長達(dá)約90分鐘的滑行階段。大廳里鍵盤敲擊聲與電話鈴聲交織如常,,走廊的交流談笑如常,。直到時鐘即將指向23時,星箭分離時刻將至,,飛控大廳卻陷入異樣的寂靜,。大屏幕上,,代表軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)高度的參數(shù)曲線突然劇烈波動,遠(yuǎn)地點(diǎn)高度本該穩(wěn)定增長至29.2萬公里,,卻在15萬公里處如過山車般起伏,。不久后,雙星組合體飛出測控區(qū),,地面并未如期收到衛(wèi)星分離的遙測信號,。約40分鐘后,測控系統(tǒng)捕獲到閃爍的衛(wèi)星信號,,確切的消息傳來——DRO-A/B雙星組合體被“甩”入遠(yuǎn)地點(diǎn)僅13.4萬公里的“絕望軌道”,。
問題接踵而至。地面測控?cái)?shù)據(jù)顯示,,重達(dá)581公斤的雙星組合體以每秒超過200度的速度瘋狂翻滾,。眼前最重要且緊急的問題就是讓衛(wèi)星“穩(wěn)”下來。2024年3月14日0時前后,,來自地面的“救援”開始了,。應(yīng)急飛控小組成立,通過緊急上注指令,、修改參數(shù)閾值等操作,,交替使用雙星組合體的發(fā)動機(jī)噴氣消除旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在14日凌晨3時前后,,DRO-B衛(wèi)星姿控發(fā)動機(jī)成功點(diǎn)火,。20分鐘后,雙星組合體成功“消旋”,。
然而,,新的危機(jī)顯現(xiàn):DRO-A衛(wèi)星的太陽翼無法鎖定,DRO-B衛(wèi)星的太陽翼則完全“脫臼”,。飛控團(tuán)隊(duì)緊急開展了一系列操作,注入姿態(tài)控制指令,,通過反復(fù)調(diào)整對日姿態(tài),、平衡蓄電池充放電,最終讓“受傷”的太陽翼“追光充電”,。
第二關(guān)驚險(xiǎn)渡過,,但真正的考驗(yàn)才剛剛開始。軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)高度不足預(yù)期一半,,燃料余量又捉襟見肘,。如何將衛(wèi)星從“絕望軌道”拽回正軌?2024年3月14日凌晨,,張皓,、白濤和飛控團(tuán)隊(duì)在機(jī)房熱烈討論,,面對滿屏的預(yù)設(shè)程序,手寫公式,、敲擊代碼,,開始一場與引力的賽跑。40小時不眠不休,,軌道重構(gòu)方案誕生:衛(wèi)星需在120小時內(nèi)完成首次軌道機(jī)動,,否則將永遠(yuǎn)失去進(jìn)入DRO的機(jī)會?;陲w控團(tuán)隊(duì)的計(jì)算結(jié)果,,工程總體做出決策:雙星不分離,交替利用雙星燃料抬升軌道高度,,全力保障雙星組合體飛抵DRO,。3月18日12時42分,第一次應(yīng)急處置軌道控制啟動,??刂浦噶钌献⒑螅l(wèi)星發(fā)動機(jī)點(diǎn)火持續(xù)了驚心動魄的1200秒,。這是罕見的長時間太空點(diǎn)火,,也是決定衛(wèi)星救援成敗的“生死時刻”。當(dāng)屏幕顯示點(diǎn)火時間達(dá)1200秒,,溫旭峰宣布“軌道控制圓滿成功”,,大廳爆發(fā)出久違的掌聲。
幾天后,,他們進(jìn)行了第二次近地點(diǎn)軌道機(jī)動補(bǔ)救控制,,雙星組合體被抬高到38萬公里,越過“死亡線”,。這場持續(xù)120多天的“太空救援”,,在2024年7月15日迎來終章。當(dāng)“負(fù)傷”的雙星組合體滑入預(yù)定軌道,,傳統(tǒng)上需要火箭直推38萬公里的任務(wù),,被拆解為4次繞地、3次飛臨月球的“接力賽”,。飛控團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了5次關(guān)鍵軌道機(jī)動,,以及無數(shù)次“心跳過山車”。最終,,團(tuán)隊(duì)以傳統(tǒng)方案1/5的燃料消耗,,完成這場跨越約850萬公里的絕地反擊。這個距離相當(dāng)于在地月之間走了11個來回,。
8月28日,,DRO-A/B雙星組合體成功分離,,雙星互相拍照。王文彬屏息注視著傳回的珍貴圖像,,這是他第一次真切看到這對“負(fù)傷”衛(wèi)星的樣子:DRO-A衛(wèi)星的太陽翼呈近90度彎折,,DRO-B衛(wèi)星的太陽翼如折斷的翅膀,卻在深空背景下倔強(qiáng)舒展,?!半p星能源平衡,平臺及載荷工作正常,?!憋w控大廳內(nèi)響起一陣歡呼!
DRO是理論上的完美軌道,,但這需要實(shí)際飛行驗(yàn)證,。2024年,中國人嘗試在此長期駐留,,才首次驗(yàn)證了這一理論的“極致潛力”,。2024年8月30日,DRO-A,、DRO-B兩顆衛(wèi)星和此前已發(fā)射成功的DRO-L衛(wèi)星——三顆衛(wèi)星兩兩之間成功構(gòu)建K頻段微波星間測量通信鏈路,,首次驗(yàn)證了地月空間尺度三星互聯(lián)互通的組網(wǎng)通信。至此,,全球首個基于DRO的地月空間三星星座成功實(shí)現(xiàn)在軌部署,。“以前總說‘星辰大?!?,現(xiàn)在我們真的在搭建通往深空的港口?!蓖跷谋蛘f,,“三星組網(wǎng)構(gòu)成的‘地月燈塔’,未來可為月球基地導(dǎo)航授時,,甚至為火星探測鋪就信息高速公路,。”
這場地月大救援不僅挽回了價(jià)值數(shù)億元的衛(wèi)星,,還驗(yàn)證了多項(xiàng)“全球首次”:航天器DRO低能耗入軌、117萬公里超遠(yuǎn)距離星間通信,、天基測定軌新體制等,。
4月15日,,中國在地月空間探索研究領(lǐng)域取得了重要突破。中國科學(xué)院成功部署了地月空間大尺度三星星座,,并實(shí)現(xiàn)了三個“全球首次”的重要成果
2025-04-16 15:27:39超120天地月大救援畫面首次公布