這絕對(duì)是航天界的奇跡,去年我國(guó)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(guó)科學(xué)家成功拯救,通過(guò)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(gè)衛(wèi)星還構(gòu)建了全球首個(gè)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(shí)并未公布,但在今年4月終于公布了。
2024年3月13日,長(zhǎng)征二號(hào)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;鸺欢(jí)飛行正常,但上面級(jí)“遠(yuǎn)征一號(hào)S”突發(fā)故障,導(dǎo)致兩顆衛(wèi)星被拋入遠(yuǎn)地點(diǎn)僅13.4萬(wàn)公里的“絕望軌道”,與預(yù)定的29.2萬(wàn)公里高度相差甚遠(yuǎn),拯救難度大。
但地面測(cè)控團(tuán)隊(duì)并沒(méi)有放棄,而是迅速啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng),在平均年齡不到34歲的科研團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)下,一場(chǎng)持續(xù)123天、跨越850萬(wàn)公里的太空救援行動(dòng)展開(kāi)。團(tuán)隊(duì)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(guò)交替使用推進(jìn)燃料,可以實(shí)現(xiàn)平衡,同時(shí)避免單顆衛(wèi)星燃料過(guò)度消耗。當(dāng)時(shí)這兩個(gè)衛(wèi)星不僅沒(méi)有成功進(jìn)入預(yù)定軌道,還出現(xiàn)失控翻轉(zhuǎn)問(wèn)題,不過(guò)很快便迅速解決了。
3月18日,第一次軌道控制將遠(yuǎn)地點(diǎn)抬升至24萬(wàn)公里;
3月23日,第二是軌道控制將遠(yuǎn)地點(diǎn)抬升至38萬(wàn)公里;
4月2日,關(guān)鍵的奔月機(jī)動(dòng)啟動(dòng),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(duì)僅消耗傳統(tǒng)方案20%的燃料,完成了這場(chǎng)看起來(lái)“不可能”的航天器拯救任務(wù),讓DRO-A/B雙星實(shí)現(xiàn)絕境重生,真是太了不起了。
不過(guò),這兩顆衛(wèi)星的太陽(yáng)翼嚴(yán)重受損:DRO-A的太陽(yáng)翼可轉(zhuǎn)動(dòng)但無(wú)法鎖定,DRO-B的太陽(yáng)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?yàn)閹详,后續(xù)壽命肯定會(huì)有折扣?上噍^于完全失敗,這已經(jīng)非常不錯(cuò)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(wàn)公里、月球7-10萬(wàn)公里,順行繞地、逆行繞月,處于相對(duì)地月的勢(shì)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(shí)間而不需要修正軌道,遠(yuǎn)超拉格朗日點(diǎn)的數(shù)十天修正周期;此外由于處于勢(shì)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(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射的位于太陽(yáng)同步軌道上的DRO-L星成功組網(wǎng),構(gòu)建了全球首個(gè)地月空間三星星座。該星座通過(guò)117萬(wàn)公里K頻段微波星間鏈路實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸速率和抗干擾能力的雙重突破,還驗(yàn)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(cè)依賴地面站跟蹤,成本高且精度有限,而通過(guò)DRO星座僅需3小時(shí)星間測(cè)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(shí)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(jí)定位導(dǎo)航服務(wù)。并且以DRO星座為導(dǎo)航節(jié)點(diǎn),還支持載人火星飛船、小行星探測(cè)器等深空探測(cè)器的高精度軌道修正。
我國(guó)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(lái),還通過(guò)這一項(xiàng)目還讓我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)航天器DRO低能耗入軌。這一技術(shù)難點(diǎn)在于需要精確計(jì)算太陽(yáng)、地球、月球的引力協(xié)同效應(yīng),同時(shí)還需要先進(jìn)的測(cè)控技術(shù),以便及時(shí)調(diào)整航天器軌道實(shí)現(xiàn)入軌。未來(lái)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(kāi)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(shí)現(xiàn)月球氦-3資源的開(kāi)采與返回。
事實(shí)上,我們現(xiàn)在所做的這一切都是在為將來(lái)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(hào)中繼星形成協(xié)同網(wǎng)絡(luò),為我國(guó)未來(lái)的嫦娥7號(hào)、嫦娥8號(hào)、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(cè)地月空間等離子體分布、微流星體撞擊等現(xiàn)象,為將來(lái)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(cè)。
從發(fā)射失利到全球首個(gè)DRO星座建成,中國(guó)年輕航天人用123天書寫了一部“絕地反擊”的傳奇。我國(guó)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!
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