中國航天奇跡！發(fā)射失利兩衛(wèi)星不僅救回，還構(gòu)建全球首個DRO星座

這絕對是航天界的奇跡，去年我國發(fā)射失利，未進(jìn)入預(yù)定軌道的兩顆DRO-A/B雙星不僅被我國科學(xué)家成功拯救，通過多次復(fù)雜的技術(shù)調(diào)整重新拉回正軌，現(xiàn)如今這兩顆衛(wèi)星與地球上的另一個衛(wèi)星還構(gòu)建了全球首個地月空間DRO三星星座，真是太牛了！

這件事發(fā)生在去年，具體細(xì)節(jié)當(dāng)時并未公布，但在今年4月終于公布了。

2024年3月13日，長征二號丙運(yùn)載火箭搭載DRO-A/B雙星從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空。火箭一二級飛行正常，但上面級“遠(yuǎn)征一號S”突發(fā)故障，導(dǎo)致兩顆衛(wèi)星被拋入遠(yuǎn)地點僅13.4萬公里的“絕望軌道”，與預(yù)定的29.2萬公里高度相差甚遠(yuǎn)，拯救難度大。

但地面測控團(tuán)隊并沒有放棄，而是迅速啟動應(yīng)急響應(yīng)，在平均年齡不到34歲的科研團(tuán)隊主導(dǎo)下，一場持續(xù)123天、跨越850萬公里的太空救援行動展開。團(tuán)隊創(chuàng)新性采用“雙星不分離”策略，交替使用這兩顆衛(wèi)星的燃料進(jìn)行軌道抬升。通過交替使用推進(jìn)燃料，可以實現(xiàn)平衡，同時避免單顆衛(wèi)星燃料過度消耗。當(dāng)時這兩個衛(wèi)星不僅沒有成功進(jìn)入預(yù)定軌道，還出現(xiàn)失控翻轉(zhuǎn)問題，不過很快便迅速解決了。

3月18日，第一次軌道控制將遠(yuǎn)地點抬升至24萬公里；

3月23日，第二是軌道控制將遠(yuǎn)地點抬升至38萬公里；

4月2日，關(guān)鍵的奔月機(jī)動啟動，利用地球和月球的引力助推，將衛(wèi)星送入低能耗地月轉(zhuǎn)移軌道；

7月15日，衛(wèi)星成功進(jìn)入遠(yuǎn)距離逆行任務(wù)軌道，即DRO軌道；

8 月 28 日，雙星組合體成功分離并互相拍照。

最終，地面團(tuán)隊僅消耗傳統(tǒng)方案20%的燃料，完成了這場看起來“不可能”的航天器拯救任務(wù)，讓DRO-A/B雙星實現(xiàn)絕境重生，真是太了不起了。

不過，這兩顆衛(wèi)星的太陽翼嚴(yán)重受損：DRO-A的太陽翼可轉(zhuǎn)動但無法鎖定，DRO-B的太陽翼完全“脫臼”。目前它們雖然成功進(jìn)入DRO軌道，并構(gòu)建了三星星座，但因為帶傷上陣，后續(xù)壽命肯定會有折扣。可相較于完全失敗，這已經(jīng)非常不錯了！

DRO軌道是地月空間中一類獨(dú)特的有界周期軌道，距離地球約31-45萬公里、月球7-10萬公里，順行繞地、逆行繞月，處于相對地月的勢能高位，是地月空間的“天然良港和交通樞紐”。航天器僅需傳統(tǒng)入軌方式五分之一的燃料即可進(jìn)入DRO軌道；并且該軌道穩(wěn)定性極高，航天器可在此穩(wěn)定運(yùn)行近百年時間而不需要修正軌道，遠(yuǎn)超拉格朗日點的數(shù)十天修正周期；此外由于處于勢能高地，DRO軌道可支持航天器以低能耗方式快速抵達(dá)月球表面或地月空間其他區(qū)域。

2024年8月30日，處于DRO軌道的DRO-A/B雙星，與2024年2月用捷龍3號運(yùn)載火箭發(fā)射的位于太陽同步軌道上的DRO-L星成功組網(wǎng)，構(gòu)建了全球首個地月空間三星星座。該星座通過117萬公里K頻段微波星間鏈路實現(xiàn)互聯(lián)互通，不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸速率和抗干擾能力的雙重突破，還驗證了衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星的天基定軌技術(shù)。

傳統(tǒng)地月探測依賴地面站跟蹤，成本高且精度有限，而通過DRO星座僅需3小時星間測量數(shù)據(jù)，即可達(dá)到傳統(tǒng)2天地面跟蹤的定軌精度。這不僅節(jié)約了時間，還使地月空間航天器的定位精度提升10倍以上，可提供地月空間厘米級定位導(dǎo)航服務(wù)。并且以DRO星座為導(dǎo)航節(jié)點，還支持載人火星飛船、小行星探測器等深空探測器的高精度軌道修正。

我國科學(xué)家不僅成功將發(fā)射失利的衛(wèi)星從死門關(guān)拉回來，還通過這一項目還讓我國首次實現(xiàn)航天器DRO低能耗入軌。這一技術(shù)難點在于需要精確計算太陽、地球、月球的引力協(xié)同效應(yīng)，同時還需要先進(jìn)的測控技術(shù)，以便及時調(diào)整航天器軌道實現(xiàn)入軌。未來如果大型航天器也使用這一入軌技術(shù)，將使地月空間進(jìn)入成本降低80%，為大規(guī)模開發(fā)地月資源奠定基礎(chǔ)。例如，利用DRO軌道的低能耗特性，建立地月物資運(yùn)輸通道，實現(xiàn)月球氦-3資源的開采與返回。

事實上，我們現(xiàn)在所做的這一切都是在為將來的載人登月和月球基地建設(shè)做準(zhǔn)備。DRO星座可與位于環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道的鵲橋2號中繼星形成協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，為我國未來的嫦娥7號、嫦娥8號、載人登月等任務(wù)提供通信、定位、導(dǎo)航服務(wù)。并且，DRO三星所攜帶的科學(xué)儀器不僅可協(xié)同觀測地月空間等離子體分布、微流星體撞擊等現(xiàn)象，為將來的月球基地建設(shè)提供環(huán)境數(shù)據(jù)，還能用于天文觀測。

從發(fā)射失利到全球首個DRO星座建成，中國年輕航天人用123天書寫了一部“絕地反擊”的傳奇。我國航天不僅后繼有人，并且一代更比一代強(qiáng)，真的是非常的欣慰！