去年,，“DRO-A/B衛(wèi)星發(fā)射異常”的消息引發(fā)關注：

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載火箭/遠征一號S上面級發(fā)射DRO-A/B衛(wèi)星，運載火箭一二級飛行正常,，上面級飛行異常,，衛(wèi)星未準確進入預定軌道。

日前,，“負傷”衛(wèi)星畫面首次公布：衛(wèi)星的太陽翼呈近90度彎折，如折斷的翅膀,，卻在深空背景下倔強舒展,。↓↓↓

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4月15日,，在“地月空間DRO探索研究學術研討會”上,，這場救援背后的故事對外公布,。

如今，“我們的衛(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)定運行200多天,。”中國科學院空間應用工程與技術中心研究員張皓介紹說,。

 

時針撥回2024年3月13日，北京航天飛行控制中心,，張皓與數十名科技人員注視著屏幕,，翹首以盼一個歷史性時刻——中國人將首次開啟地月空間遠距離逆行軌道（Distant Retrograde Orbit，簡稱DRO）的深度探索,。

地月相距38萬公里,，其間，有著無數條軌道,，其中一條名為DRO的特殊軌道,，被航天科學家和工程師們視為“地月空間中的天然良港”,，一大特性在于這條軌道穩(wěn)如磐石，航天器無需頻繁調整即可駐留數百年,。

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,。

沒人料到,，這次寄望星辰的遠征，竟以一場驚心動魄的“太空救援”拉開序幕,。

“絕望軌道”

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載火箭/遠征一號S上面級發(fā)射升空,。

數千里外的北京航天城,，來自中國科學院空間應用工程與技術中心、中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院,、北京航天飛行控制中心等單位的科技人員,，早早來到飛控大廳，準備“接棒”飛向深空的衛(wèi)星,。

約21時,，上面級與火箭成功分離，第一次點火完成后,，進行長達約90分鐘的滑行階段,。

“沒人想到之后會發(fā)生意外。”中國科學院空間應用工程與技術中心研究員王文彬回憶道,。

意外來臨前,，一切如常。

大廳里鍵盤敲擊聲與電話鈴聲交織如常,。

廳外走廊的交流談笑如常,。

有科技人員甚至討論起“遠征上面級”型號中的“S”的含義。

時鐘即將指向23時,，星箭分離時刻將至,。

外出人員陸續(xù)返回，飛控大廳卻陷入異樣的寂靜,。

大屏幕上,，代表軌道遠地點高度的參數曲線突然劇烈波動：遠地點高度本該穩(wěn)定增長至29.2萬公里，卻在15萬公里處如過山車般起伏。

張皓起初并未在意,，首次參與發(fā)射任務的他,，側頭詢問身旁經驗豐富的北京航天飛行控制中心人員：是不是測控鏈路受到了干擾？

對方面色凝重,。

屏幕上的軌道參數依舊瘋狂跳動,。

此起彼伏的電話鈴聲已織成一張焦慮的網。

幾乎所有人都意識到：上面級飛行異常了,。

不久后,，雙星組合體飛出測控區(qū)。

但此時的地面,，并未如期收到衛(wèi)星分離的遙測信號,。

“衛(wèi)星下落不明，生死未卜,。”張皓說,。

約40分鐘后，測控系統(tǒng)捕獲到閃爍的衛(wèi)星信號,。

“它還活著,！”中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研究員張軍說。

確切的消息傳來——

DRO-A/B雙星組合體被“甩”入遠地點僅13.4萬公里的“絕望軌道”——遠低于預先設計的29.2萬公里,。

“就像眼看著風箏斷線，手里卻還攥著最后的希望,。”張軍說,。

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“折翼蒼鷹”

問題接踵而至。

地面測控數據顯示,，重達581公斤的雙星組合體以每秒超過200度的速度瘋狂翻滾,。

“這相當于每1.8秒‘翻一次跟頭’，離心力足以將太陽翼像紙片般撕碎,。”中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研究員白濤解釋,，“常規(guī)大衛(wèi)星每秒轉幾十度就可能散架。”

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,。

77歲的工程顧問,、中國科學院院士顧逸東，工程總師林寶軍,、工程副總指揮王強,，在西昌緊急連線北京的工程總指揮高銘、工程副總師李緒志,，會同衛(wèi)星系統(tǒng),、載荷系統(tǒng)和測控系統(tǒng),，成立應急飛控小組。

他們的每一個決策,，都關乎衛(wèi)星的命運,。

很快，小組給出應急處置措施：通過緊急上注指令,、修改參數閾值等操作,，交替使用雙星組合體的發(fā)動機噴氣消除旋轉。

飛控團隊用“每條指令發(fā)三遍”的土辦法,，試圖讓衛(wèi)星“停轉”,。“當時的發(fā)令單像雪片一樣飛來。”飛控主管調度溫旭峰事后回憶道,。

轉機出現(xiàn)在14日凌晨3時前后,。“DRO-B衛(wèi)星姿控發(fā)動機成功點火。”中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研究員李笑月報告,。

20分鐘后,，雙星組合體成功“消旋”。

地月大救援的第一關,，過了,。

“太陽翼異常！”新危機顯現(xiàn),。

地面站遙測數據顯示：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”。

太陽翼是衛(wèi)星的動力源,，其異常會導致電力告急,，衛(wèi)星隨時可能因能源耗盡成為太空垃圾。

“慶幸的是,，太陽翼發(fā)電正常,。”張軍說。

飛控團隊緊急開展了一系列操作：注入姿態(tài)控制指令,，通過反復調整對日姿態(tài),、平衡蓄電池充放電……最終讓“受傷”的太陽翼“追光充電”。

“就像‌折翼的蒼鷹‌,，用喙與利爪鉤住巖縫向上攀登,。”中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院副研究員冷佳醒這樣形容衛(wèi)星的堅韌。

“引力賽跑”

第二關驚險渡過,，但真正的考驗才剛剛開始,。

軌道遠地點高度不足預期一半，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、白濤和飛控團隊在機房熱烈討論,，面對滿屏的預設程序,，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，軌道重構方案誕生：衛(wèi)星需在120小時內完成首次軌道機動,，否則將永遠失去進入DRO的機會,。

張皓形容那段時間“腎上腺素狂飆”，困意被高壓驅散,。

基于飛控團隊的計算結果,，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，第一次應急處置軌道控制啟動,。

張皓清晰地記得這個時間,。他們要將雙星組合體高度抬高到24萬公里。

控制指令上注后,，衛(wèi)星發(fā)動機點火持續(xù)了驚心動魄的1200秒,。

這是罕見的長時間太空點火，也是決定衛(wèi)星救援成敗的“生死時刻”,。

“若推力方向因質心偏移產生干擾力矩，衛(wèi)星將可能再次失控,。”張皓說,。

千鈞一發(fā)的時刻，往往比想象中更安靜,。

幾排弧形控制臺前,，技術人員眼中布滿血絲。有人無意識地啃著指甲,，有人反復擦拭眼鏡——所有人都在等待一個答案：“折翼蒼鷹”能否再次展翅高飛,？

張皓真切體會到心臟狂跳的窒息感。當DRO-A/B雙星組合體在大屏幕的演示動畫中向上“攀爬”時,，他的靜息心率從每分鐘60多次飆至每分鐘120多次,。

“我當時甚至聽不到大廳里的聲音。”張皓站在飛控大廳后排，死死盯著屏幕,。

當屏幕顯示點火時間達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,。

這是張皓在此次任務中第一次聽到掌聲。

他轉頭對同事許高杰擠出一句：“打100分,！”

兩人短暫擁抱,，眼角微濕。

幾天后,，他們進行了第二次近地點軌道機動補救控制,，雙星組合體被抬高到38萬公里，越過“死亡線”,。

“太空桌球”

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“負傷”的雙星組合體滑入預定軌道,，張皓瞥見有人抹眼角,。

傳統(tǒng)上需要火箭直推38萬公里的任務，被拆解為4次繞地,、3次飛臨月球的“接力賽”,。飛控團隊經歷了5次關鍵軌道機動，以及無數次“心跳過山車”,。

“我們就像在玩一場高難度的‘太空桌球’,。”中國科學院空間應用工程與技術中心副研究員毛新愿說，團隊必須精準計算每次機動的“擊球點”,，利用月球引力的“彈弓效應”將衛(wèi)星推向正確方向,。

這意味著，團隊必須在幾個小時之內完成數萬次軌道計算,，同時考慮太陽,、地球、月球引力的復雜影響,，甚至手動調整參數,，拼盡全力處理極端情況。

“稍有偏差便會前功盡棄,。”張皓說,。

最終，團隊以傳統(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舒展。

“雙星能源平衡,，平臺及載荷工作正常,。”

飛控大廳內響起一陣歡呼！

“地月燈塔”

DRO是理論上的完美軌道,，但這需要實際飛行驗證,。

2024年，中國人嘗試在此長期駐留,，才首次驗證了這一理論的“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)星兩兩之間成功構建K頻段微波星間測量通信鏈路,，首次驗證了地月空間尺度三星互聯(lián)互通的組網通信。

至此,，全球首個基于DRO的地月空間三星星座成功實現(xiàn)在軌部署,。

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“以前總說‘星辰大海’，現(xiàn)在我們真的在搭建通往深空的港口,。”王文彬說,，“三星組網構成的‘地月燈塔’，未來可為月球基地導航授時,，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值數億元的衛(wèi)星，還驗證了多項“全球首次”：航天器DRO低能耗入軌,、117萬公里超遠距離星間通信,、天基測定軌新體制……

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為科研人員點贊！

（原標題：中國衛(wèi)星脫軌123天,，畫面首次公布！有學生參與救援寫兩萬行代碼）

【責任編輯：趙康麗】

【內容審核：孫令衛(wèi)】