經(jīng)過(guò)搶救，DRO-A/B兩顆衛(wèi)星抵達(dá)并駐留地月空間DRO后，與先前發(fā)射的近地軌道衛(wèi)星DRO-L建立起星間測(cè)量通信鏈路。

　　當(dāng)衛(wèi)星在離地球200萬(wàn)千米外的太空遇上飛行異常，一群平均年齡只有34歲的中國(guó)年輕科學(xué)家，用123天成功完成了一場(chǎng)堪稱太空“ICU手術(shù)”的營(yíng)救行動(dòng)，這一將“科幻變現(xiàn)實(shí)”的硬核操作，近日被中國(guó)科學(xué)家們所證實(shí)。

　　衛(wèi)星發(fā)射失利在國(guó)際上常有，但能在太空上成功營(yíng)救進(jìn)入預(yù)定軌道比較少見(jiàn)。面對(duì)營(yíng)救危機(jī)，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)最大的挑戰(zhàn)是什么?作為近地軌道、近月軌道向外拓展的新空域，他們拯救DRO(遠(yuǎn)距離逆行軌道)兩顆衛(wèi)星決心有多大?

　　近日，南都記者采訪中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用中心多位科學(xué)家，聽(tīng)他們講述營(yíng)救行動(dòng)的幕后故事。

　　地月空間是從近地軌道、近月軌道向外拓展的新空域，距離地球最遠(yuǎn)可達(dá)200萬(wàn)千米；相對(duì)近地軌道空間，其三維空間范圍擴(kuò)大上千倍。

　　DRO位于地月空間的勢(shì)能高地，是連接地球、月球、深空的“十字路口”，具有低能進(jìn)入、穩(wěn)定停泊、低能全域可達(dá)等獨(dú)特屬性，是地月空間的天然良港，堪稱是太空上的“喜馬拉雅”高地。作為一類三體動(dòng)力學(xué)軌道，它順行繞地、逆行繞月，其中典型一支軌道距離地球約31-45萬(wàn)公里，距離月球約7-10萬(wàn)公里。

　　2024年3月13日，DRO-A/B雙星組合體在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。運(yùn)載火箭一二級(jí)飛行正常，但由于上面級(jí)飛行異常，衛(wèi)星未準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。

　　面對(duì)突如其來(lái)的變故，中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了一場(chǎng)太空“極限救援”，將兩顆命懸一線的衛(wèi)星，從“懸崖邊”拉回了安全區(qū)。

　　“這是一次長(zhǎng)達(dá)123天的太空搶救，這邊有‘醫(yī)生’，那邊沒(méi)‘醫(yī)生’只有‘病人’，還是兩個(gè)。如果病危不搶救就會(huì)有生死風(fēng)險(xiǎn)?！闭劦竭@次地月空間衛(wèi)星救援的難度，中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用中心副主任王強(qiáng)用“異地做手術(shù)”來(lái)打比方此次營(yíng)救，將衛(wèi)星比喻成“一對(duì)雙胞胎病人”。

　　3月18日和23日，工程團(tuán)隊(duì)成功實(shí)施兩次近地點(diǎn)軌道機(jī)動(dòng)補(bǔ)救控制，DRO-A/B衛(wèi)星高度被相繼抬高到24萬(wàn)千米、38萬(wàn)千米，越過(guò)“死亡線日，DRO-A/B衛(wèi)星成功實(shí)施關(guān)鍵奔月機(jī)動(dòng)，進(jìn)入預(yù)設(shè)低能地月轉(zhuǎn)移軌道；7月15日，DRO-A/B衛(wèi)星成功實(shí)施DRO入軌機(jī)動(dòng)，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定任務(wù)軌道。

　　在發(fā)射出現(xiàn)異常情況下，DRO-A/B衛(wèi)星歷經(jīng)123天飛行，航程超過(guò)800萬(wàn)千米，終于進(jìn)入預(yù)定軌道，為后續(xù)的衛(wèi)星載荷在軌測(cè)試，提供了基本保障和有效支撐。

　　“奔月軌道設(shè)計(jì)類似于從38萬(wàn)公里打靶，因運(yùn)載調(diào)整能力有限，我們瞄準(zhǔn)月球存在‘脫靶’風(fēng)險(xiǎn)?！敝袊?guó)科學(xué)院空間應(yīng)用中心研究員張皓告訴記者，他們?cè)谛l(wèi)星發(fā)射前團(tuán)隊(duì)提前做了預(yù)案，并對(duì)其底線非常清楚。當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星發(fā)射出現(xiàn)了問(wèn)題，根據(jù)捕捉到的實(shí)時(shí)情況可以判斷出來(lái)，這次異常是有拯救可能的，大家目標(biāo)一致、方法得當(dāng)，最終把DRO衛(wèi)星拯救回來(lái)。

　　“新手如何快速上手九游娛樂(lè)？”

　　“當(dāng)成功營(yíng)救后，科研團(tuán)隊(duì)的小伙伴都激動(dòng)哭了，互相擁抱了彼此，以前我們是不會(huì)這樣的?！睆堭┱f(shuō)。

　　4月15日，南都記者在北京舉辦的“地月空間DRO探索研究學(xué)術(shù)研討會(huì)”上獲悉，DRO-A/B兩顆衛(wèi)星不僅重回正軌，在抵達(dá)并駐留地月空間“遠(yuǎn)距離逆行軌道(簡(jiǎn)稱DRO)”后，已與先前發(fā)射的近地軌道衛(wèi)星DRO-L建立起星間測(cè)量通信鏈路，標(biāo)志著中國(guó)已成功構(gòu)建國(guó)際首個(gè)基于DRO的地月空間三星星座。

　　“新手如何快速上手九游娛樂(lè)？”

　　目前DRO-B衛(wèi)星已于今年3月底開(kāi)始實(shí)施地月巡航機(jī)動(dòng)任務(wù)，正在向共振軌道可控轉(zhuǎn)移。

　　在中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院高級(jí)工程師張軍看來(lái)，DRO小衛(wèi)星最終成功進(jìn)入預(yù)定軌道，展示了中國(guó)在深空故障恢復(fù)和自主導(dǎo)航技術(shù)上的突破，凸顯了小型衛(wèi)星在復(fù)雜任務(wù)中的靈活性和適應(yīng)性，為低成本深空探測(cè)開(kāi)辟了新路徑，標(biāo)志著我國(guó)地月空間探索新時(shí)代的來(lái)臨。

　　王強(qiáng)也認(rèn)為，在地月空間DRO探索研究專項(xiàng)中，科研團(tuán)隊(duì)在工程強(qiáng)約束和發(fā)射異常的情況下，獲得了低能地月軌道設(shè)計(jì)、軌道重構(gòu)、衛(wèi)星能源風(fēng)險(xiǎn)管控等方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)發(fā)射部署更多的地月空間航天器，積累寶貴理論方法和工程經(jīng)驗(yàn)。

　　經(jīng)過(guò)此次行動(dòng)，科研團(tuán)隊(duì)已推動(dòng)地月空間DRO探索研究取得一系列實(shí)質(zhì)性突破。王強(qiáng)介紹，中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用中心科研團(tuán)隊(duì)在多年地月空間航天動(dòng)力學(xué)與空間探索研究基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性提出以飛行時(shí)間換取更大載荷重量和應(yīng)急處置裕度的設(shè)計(jì)理念，并在該先導(dǎo)專項(xiàng)中得到驗(yàn)證，最終消耗傳統(tǒng)手段五分之一的極少燃料，即完成了地月轉(zhuǎn)移及DRO低能耗入軌，這是我國(guó)航天器首次實(shí)現(xiàn)低能耗地月轉(zhuǎn)移。這一突破顯著降低了地月空間進(jìn)入成本，為大規(guī)模地月空間開(kāi)發(fā)利用開(kāi)辟了新路徑。

　　同時(shí)，國(guó)際上首次驗(yàn)證117萬(wàn)公里K頻段星間微波測(cè)量通信鏈路，突破了地月空間大尺度星座構(gòu)建關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸。值得關(guān)注的突破還有，這是國(guó)際首次驗(yàn)證地月空間衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星定軌導(dǎo)航新質(zhì)能力。

　　“隨著三星互聯(lián)組網(wǎng)成功，我國(guó)成功驗(yàn)證了衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星的天基測(cè)定軌新體制，在軌衛(wèi)星3小時(shí)星間測(cè)量數(shù)據(jù)，即實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)方式2天跟蹤測(cè)量數(shù)據(jù)的定軌精度?！蓖鯊?qiáng)說(shuō)，這一突破顯著降低了地月空間航天器運(yùn)行成本，為航天器高效運(yùn)行開(kāi)辟了新路徑。

　　南都記者了解到，此前月球拯救衛(wèi)星的例子有兩個(gè)比較典型:1990年日本發(fā)射的月球探測(cè)器，當(dāng)時(shí)火箭出了問(wèn)題，用復(fù)雜的軌道設(shè)計(jì)把衛(wèi)星成功救回。同樣的拯救行動(dòng)發(fā)生在1998年，休斯公司成功挽救了亞洲衛(wèi)星3號(hào)，當(dāng)時(shí)也是火箭發(fā)射失利，最終目標(biāo)軌道沒(méi)有完全進(jìn)去。

　　此前的國(guó)際救援先例衛(wèi)星本身沒(méi)有問(wèn)題，而DRO衛(wèi)星帆板受損嚴(yán)重，能源十分受限，“跟他們相比，我們的救援難度更大。”張皓分析。

　　哈佛大學(xué)史密森尼天體物理中心喬納森·麥克道爾就此營(yíng)救行動(dòng)評(píng)價(jià)，“這無(wú)疑表明，中國(guó)在處理復(fù)雜天體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的能力方面，目前已與美國(guó)不相上下?！?

　　“未來(lái)，科研團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步研究地月空間復(fù)雜多樣的三體軌道問(wèn)題，認(rèn)識(shí)和掌握地月空間環(huán)境演化規(guī)律?！蓖鯊?qiáng)說(shuō)。

　　地月空間是指地球同步軌道以外、主要受地球和月球引力影響的三維宇宙空間，涵蓋地月拉格朗日點(diǎn)區(qū)域、基于這些點(diǎn)形成的軌道以及月球表面等區(qū)域，距離地球最遠(yuǎn)可達(dá)200萬(wàn)千米。它是人類探索深空的戰(zhàn)略跳板，蘊(yùn)藏豐富的資源和發(fā)展?jié)摿Α?

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