今年3月中旬因長征二號丙運載火箭上面級飛行故障,導致兩顆名叫“DRO-A/B”的衛(wèi)星未成功進入預定軌道的。然而,經(jīng)過多次精確變軌,耗費數(shù)月時間,這兩顆衛(wèi)星已成功抵達環(huán)月軌道。
這兩顆衛(wèi)星由中國科學院微小衛(wèi)星研究院研制,具體技術細節(jié)并未公布,只知道這兩顆是實驗衛(wèi)星,其抵達月球軌道后,將與今年2月發(fā)射的位于近地軌道的“DRO-L”衛(wèi)星組網(wǎng),共同構成地月空間DRO導航系統(tǒng)。這一系統(tǒng)可為我國后續(xù)的載人登月、建立月球南極基地等月球探索活動提供通信、導航等服務。
DRO是遠距離逆行環(huán)月軌道的簡稱,這是一種高度穩(wěn)定且具有特殊意義的軌道,此環(huán)月軌道高度大約數(shù)萬公里,距離月球較遠,且衛(wèi)星在此軌道的運行方向與月球自轉(zhuǎn)方向相反。相較于近月軌道,處于DRO軌道的衛(wèi)星能夠覆蓋更大的空間范圍,既方便全方位探索月球,又可提供通信中繼、導航定位等服務。
DRO-A/B衛(wèi)星有一個很重要的目的就是對DRO 軌道進行測試和驗證,以便未來發(fā)射運行在該軌道的月球探測器。嫦娥5號曾在2022年對DRO進行過技術驗證,是全球首個進行DRO軌道運行的人造天體。同年,美國阿爾忒彌斯1號任務執(zhí)行過程中,獵戶座飛船也曾飛入這個軌道。不過,DRO-A/B 衛(wèi)星應是人類首次真正在 DRO 軌道上運行的航天器。
另外,這兩顆衛(wèi)星與今年3月隨鵲橋2號同期進入環(huán)月軌道的天都一號和天都二號類似,可能均與我國建設月球版北斗導航系統(tǒng)的前期試驗探索有關,可為該系統(tǒng)的建設積累一定技術經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。據(jù)中國探月工程總設計師吳偉仁院士介紹,我國正在進行的探月四期工程,其中就包括構建一個大型環(huán)月球的通信導航衛(wèi)星星座,該系統(tǒng)可實現(xiàn)通信、導航、遙感等功能,將為未來月球探索和開發(fā)提供支撐。
美國于2019年成立了太空軍。眾所周知,美國太空軍一直在密切監(jiān)視各國的航天發(fā)射、導彈發(fā)射等活動,但凡有個風吹草動,他們都能馬上知道。
當時在我國衛(wèi)星發(fā)射后不久,美國太空軍便對這兩顆衛(wèi)星進行了追蹤,并一度認定這兩顆衛(wèi)星發(fā)射失敗、徹底失聯(lián),無法再次恢復控制并進入預定軌道。
然而后續(xù)的實際情況卻啪啪打臉!在衛(wèi)星未進入預定軌道后,我國科學家并沒有放棄,仍然嘗試調(diào)整衛(wèi)星軌道。經(jīng)過多番調(diào)整,這兩顆衛(wèi)星在今年4月初從橢圓軌道提升至高橢圓軌道,遠地點從最初的十多萬公里升到了二十多萬公里,并且依然在往更高的軌道緩慢爬升。
雖然這兩顆衛(wèi)星經(jīng)過幾個月的努力才成功抵達環(huán)月軌道,但相比于直接放棄報廢,能夠拯救回來已經(jīng)算是很了不起的成就了。好飯不怕晚,雖然爬升變軌多消耗了一些燃料,但這兩顆衛(wèi)星的后續(xù)試驗任務應該能夠正常開展。這無疑創(chuàng)造了一個航天奇跡,充分展示了中國在航天領域的卓越技術實力!
在衛(wèi)星未進入預定軌道后,我國科學家仍能控制衛(wèi)星成功抵達環(huán)月軌道,這說明我國的衛(wèi)星冗余設計比較全面,在設計之初就考慮到了意外情況。
另外,這種衛(wèi)星變軌操作不是從地球上簡單發(fā)幾條指令就能成功的,變軌控制其實也是一門技術活,歷史上不少月球探測器都是死在了變軌的路上,要么沒有成功進入環(huán)月軌道,要么直接一頭撞上了月球。
實施衛(wèi)星變軌的前提是需要擁有優(yōu)秀的衛(wèi)星測控能力,掌握精確的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù),保證測控中心與衛(wèi)星的通信穩(wěn)定。然后就是需要考慮太空中各類天體引力對衛(wèi)星變軌的干擾,作出精確計算,得出準確的變軌時機和參數(shù),如果算錯了就會導致變軌失誤。變軌過程中,衛(wèi)星的推進系統(tǒng)也必須能精確控制推力的大小和方向,推力過大或過小都會影響變軌效果,而方向的偏差則可能使衛(wèi)星進入錯誤的軌道。另外,還要考慮燃料消耗問題,在保證變軌效果的情況下,盡量節(jié)約能源。
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