去年,“DRO-A/B衛(wèi)星發(fā)射異?!钡南⒁l(fā)關(guān)注,。2024年3月13日20時(shí)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(shí)間里,,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”,最終讓衛(wèi)星順利入軌,。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(shí)間同步程序,,編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,,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200多天,。中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員張皓介紹說,。
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,。這條距離地球31萬至45萬公里的特殊軌道被視作“地月空間中的天然良港”,,無需頻繁調(diào)整即可駐留數(shù)百年。然而,,這次寄望星辰的遠(yuǎn)征以一場驚心動魄的“太空救援”拉開序幕,。
當(dāng)天20時(shí)51分,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(shí),,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,。然而,,意外隨后發(fā)生。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15萬公里處起伏不定,。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,確認(rèn)衛(wèi)星還活著,。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是讓衛(wèi)星“穩(wěn)”下來。2024年3月14日0時(shí)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),。凌晨3時(shí)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,最終讓“受傷”的太陽翼“追光充電”,。
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,手寫公式,、敲擊代碼,,開始一場與引力的賽跑。40小時(shí)不眠不休后,,軌道重構(gòu)方案誕生:衛(wèi)星需在120小時(shí)內(nèi)完成首次軌道機(jī)動,。3月18日12時(shí)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,。當(dāng)屏幕顯示點(diǎn)火時(shí)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。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,,最終以傳統(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。8月28日,,DRO-A/B雙星組合體成功分離,,雙星互相拍照。飛控大廳內(nèi)響起一陣歡呼,。
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,。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,。