2025-07-15
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超120天地月大救援畫(huà)面首次公布。4月15日,中國(guó)在地月空間探索研究領(lǐng)域取得了重要突破。中國(guó)科學(xué)院成功部署了地月空間大尺度三星星座,并實(shí)現(xiàn)了三個(gè)“全球首次”的重要成果。這一消息將人們的目光帶回到2024年3月13日的北京航天飛行控制中心,當(dāng)時(shí)中國(guó)正準(zhǔn)備開(kāi)啟地月空間遠(yuǎn)距離逆行軌道(Distant Retrograde Orbit,簡(jiǎn)稱(chēng)DRO)的深度探索。然而,這次充滿(mǎn)希望的太空之旅卻以一場(chǎng)驚心動(dòng)魄的“太空救援”拉開(kāi)序幕。
在這場(chǎng)歷時(shí)120多天的挑戰(zhàn)中,一支平均年齡不到34歲的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了飛行異常、跨越“死亡線(xiàn)”以及“加速”奔月等重重困難。他們最終克服了種種難關(guān),完成了這場(chǎng)史詩(shī)級(jí)的救星任務(wù)。這支年輕的團(tuán)隊(duì)用實(shí)際行動(dòng)展示了青春的力量和決心,在深空探測(cè)征途中書(shū)寫(xiě)了中國(guó)的輝煌篇章。
2024年3月13日20時(shí)51分,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭/遠(yuǎn)征一號(hào)S上面級(jí)發(fā)射DRO-A/B衛(wèi)星,運(yùn)載火箭一二級(jí)飛行正常,上面級(jí)飛行異常,衛(wèi)星未準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。
今天,“負(fù)傷”衛(wèi)星畫(huà)面首次公布:衛(wèi)星的太陽(yáng)翼呈近90度彎折,如折斷的翅膀,卻在深空背景下倔強(qiáng)舒展。↓↓↓
“飛行異常”后,一支平均年齡不到34歲的科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行一場(chǎng)持續(xù)120多天的“太空救援”!
甚至幾位學(xué)生也參與到“太空救援”中:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)95后博士研究生孫洋快速算出DRO備份軌道入軌參數(shù);兩位95后研究生李霜琳、蒲京輝開(kāi)發(fā)星上自主導(dǎo)航與時(shí)間同步程序,寫(xiě)的兩萬(wàn)行代碼已在太空運(yùn)行;00后博士研究生尹永辰精確復(fù)核每次控制參數(shù)……
在4月15日的“地月空間DRO探索研究學(xué)術(shù)研討會(huì)”上,這場(chǎng)救援背后的故事對(duì)外公布。
如今,“我們的衛(wèi)星已發(fā)射在軌一年有余,國(guó)際首個(gè)地月空間三星星座穩(wěn)定運(yùn)行200多天?!敝袊?guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員張皓昨天介紹說(shuō)。
時(shí)針撥回2024年3月13日,北京航天飛行控制中心,張皓與數(shù)十名科技人員注視著屏幕,翹首以盼一個(gè)歷史性時(shí)刻——中國(guó)人將首次開(kāi)啟地月空間遠(yuǎn)距離逆行軌道(Distant Retrograde Orbit,簡(jiǎn)稱(chēng)DRO)的深度探索。
這條距離地球31萬(wàn)至45萬(wàn)公里的特殊軌道,是連接地球、月球、深空的“十字路口”,是人類(lèi)尚未開(kāi)發(fā)利用的新疆域,也是支持載人深空探索的新起點(diǎn)。
2024年3月13日20時(shí)51分,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,搭載DRO-A/B雙星組合體的長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭/遠(yuǎn)征一號(hào)S上面級(jí)發(fā)射升空。
數(shù)千里外的北京航天城,來(lái)自中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心、中國(guó)科學(xué)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(lái)到飛控大廳,準(zhǔn)備“接棒”飛向深空的衛(wèi)星。
約21時(shí),上面級(jí)與火箭成功分離,第一次點(diǎn)火完成后,進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)約90分鐘的滑行階段。
“沒(méi)人想到之后會(huì)發(fā)生意外?!敝袊?guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員王文彬回憶道。
大屏幕上,代表軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)高度的參數(shù)曲線(xiàn)突然劇烈波動(dòng):遠(yuǎn)地點(diǎn)高度本該穩(wěn)定增長(zhǎng)至29.2萬(wàn)公里,卻在15萬(wàn)公里處如過(guò)山車(chē)般起伏。
張皓起初并未在意,首次參與發(fā)射任務(wù)的他,側(cè)頭詢(xún)問(wèn)身旁經(jīng)驗(yàn)豐富的北京航天飛行控制中心人員:是不是測(cè)控鏈路受到了干擾?
DRO-A/B雙星組合體被“甩”入遠(yuǎn)地點(diǎn)僅13.4萬(wàn)公里的“絕望軌道”——遠(yuǎn)低于預(yù)先設(shè)計(jì)的29.2萬(wàn)公里。
地面測(cè)控?cái)?shù)據(jù)顯示,重達(dá)581公斤的雙星組合體以每秒超過(guò)200度的速度瘋狂翻滾。
“這相當(dāng)于每1.8秒‘翻一次跟頭’,離心力足以將太陽(yáng)翼像紙片般撕碎?!敝袊?guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研究員白濤解釋?zhuān)俺R?guī)大衛(wèi)星每秒轉(zhuǎn)幾十度就可能散架?!?
四象限法則提到,重要且緊急的需最先去解決。年輕的中國(guó)科技工作者熟稔這條法則。眼前最重要且緊急的問(wèn)題,就是讓衛(wèi)星“穩(wěn)”下來(lái)。
77歲的工程顧問(wèn)、中國(guó)科學(xué)院院士顧逸東,工程總師林寶軍、工程副總指揮王強(qiáng),在西昌緊急連線(xiàn)北京的工程總指揮高銘、工程副總師李緒志,會(huì)同衛(wèi)星系統(tǒng)、載荷系統(tǒng)和測(cè)控系統(tǒng),成立應(yīng)急飛控小組。
很快,小組給出應(yīng)急處置措施:通過(guò)緊急上注指令、修改參數(shù)閾值等操作,交替使用雙星組合體的發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣消除旋轉(zhuǎn)。
飛控團(tuán)隊(duì)用“每條指令發(fā)三遍”的土辦法,試圖讓衛(wèi)星“停轉(zhuǎn)”?!爱?dāng)時(shí)的發(fā)令單像雪片一樣飛來(lái)。”飛控主管調(diào)度溫旭峰事后回憶道。
轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在14日凌晨3時(shí)前后?!癉RO-B衛(wèi)星姿控發(fā)動(dòng)機(jī)成功點(diǎn)火?!敝袊?guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研究員李笑月報(bào)告。
地面站遙測(cè)數(shù)據(jù)顯示:DRO-A衛(wèi)星的太陽(yáng)翼無(wú)法鎖定,DRO-B衛(wèi)星的太陽(yáng)翼則完全“脫臼”。
太陽(yáng)翼是衛(wèi)星的動(dòng)力源,其異常會(huì)導(dǎo)致電力告急,衛(wèi)星隨時(shí)可能因能源耗盡淪為太空垃圾。
飛控團(tuán)隊(duì)緊急開(kāi)展了一系列操作:注入姿態(tài)控制指令,通過(guò)反復(fù)調(diào)整對(duì)日姿態(tài)、平衡蓄電池充放電……最終讓“受傷”的太陽(yáng)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?!敝袊?guó)科學(xué)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(jiān)韌。
軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)高度不足預(yù)期一半,燃料余量又捉襟見(jiàn)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(tuán)隊(duì)在機(jī)房熱烈討論,面對(duì)滿(mǎn)屏的預(yù)設(shè)程序,手寫(xiě)公式、敲擊代碼,開(kāi)始一場(chǎng)與引力的賽跑。
40小時(shí)不眠不休,軌道重構(gòu)方案誕生:衛(wèi)星需在120小時(shí)內(nèi)完成首次軌道機(jī)動(dòng),否則將永遠(yuǎn)失去進(jìn)入DRO的機(jī)會(huì)。
基于飛控團(tuán)隊(duì)的計(jì)算結(jié)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。
幾排弧形控制臺(tái)前,技術(shù)人員眼中布滿(mǎn)血絲。有人無(wú)意識(shí)地啃著指甲,有人反復(fù)擦拭眼鏡——所有人都在等待一個(gè)答案:“折翼蒼鷹”能否再次展翅高飛?
張皓真切體會(huì)到心臟狂跳的窒息感。當(dāng)DRO-A/B雙星組合體在大屏幕的演示動(dòng)畫(huà)中向上“攀爬”時(shí),他的靜息心率從每分鐘60多次飆至每分鐘120多次。
當(dāng)屏幕顯示點(diǎn)火時(shí)間達(dá)1200秒,溫旭峰宣布“軌道控制圓滿(mǎn)成功”,大廳爆發(fā)出久違的掌聲。
幾天后,他們進(jìn)行了第二次近地點(diǎn)軌道機(jī)動(dòng)補(bǔ)救控制,雙星組合體被抬高到38萬(wàn)公里,越過(guò)“死亡線(xiàn)”。
傳統(tǒng)上需要火箭直推38萬(wàn)公里的任務(wù),被拆解為4次繞地、3次飛臨月球的“接力賽”。飛控團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了5次關(guān)鍵軌道機(jī)動(dòng),以及無(wú)數(shù)次“心跳過(guò)山車(chē)”。
“我們就像在玩一場(chǎng)高難度的‘太空桌球’?!敝袊?guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心副研究員毛新愿說(shuō),團(tuán)隊(duì)必須精準(zhǔn)計(jì)算每次機(jī)動(dòng)的“擊球點(diǎn)”,利用月球引力的“彈弓效應(yīng)”將衛(wèi)星推向正確方向。
這意味著,團(tuán)隊(duì)必須在幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)完成數(shù)萬(wàn)次軌道計(jì)算,同時(shí)考慮太陽(yáng)、地球、月球引力的復(fù)雜影響,甚至手動(dòng)調(diào)整參數(shù),拼盡全力處理極端情況。
最終,團(tuán)隊(duì)以傳統(tǒng)方案1/5的燃料消耗,完成這場(chǎng)跨越約850萬(wàn)公里的絕地反擊。這個(gè)距離相當(dāng)于在地月之間走了11個(gè)來(lái)回。
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(duì)“負(fù)傷”衛(wèi)星的樣子:DRO-A衛(wèi)星的太陽(yáng)翼呈近90度彎折,DRO-B衛(wèi)星的太陽(yáng)翼如折斷的翅膀,卻在深空背景下倔強(qiáng)舒展。
地月相距38萬(wàn)公里,其間,有著無(wú)數(shù)條軌道,其中一條名為DRO的特殊軌道,被航天科學(xué)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(wú)需頻繁調(diào)整即可駐留數(shù)百年。
2024年,中國(guó)人嘗試在此長(zhǎng)期駐留,才首次驗(yàn)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(gòu)建K頻段微波星間測(cè)量通信鏈路,首次驗(yàn)證了地月空間尺度三星互聯(lián)互通的組網(wǎng)通信。
“以前總說(shuō)‘星辰大?!?,現(xiàn)在我們真的在搭建通往深空的港口。”王文彬說(shuō),“三星組網(wǎng)構(gòu)成的‘地月燈塔’,未來(lái)可為月球基地導(dǎo)航授時(shí),甚至為火星探測(cè)鋪就信息高速公路?!?
這場(chǎng)地月大救援不僅挽回了價(jià)值數(shù)億元的衛(wèi)星,還驗(yàn)證了多項(xiàng)“全球首次”:航天器DRO低能耗入軌、117萬(wàn)公里超遠(yuǎn)距離星間通信、天基測(cè)定軌新體制……
去年,“DRO-A/B衛(wèi)星發(fā)射異?!钡南⒁l(fā)廣泛關(guān)注。2024年3月13日20時(shí)51分,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭/遠(yuǎn)征一號(hào)S上面級(jí)發(fā)射DRO-A/B衛(wèi)星
深空探測(cè)是科技競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域。地月空間作為人類(lèi)活動(dòng)的新疆域,具有巨大的資源潛力,對(duì)于支持月球資源開(kāi)發(fā)利用、人類(lèi)地外長(zhǎng)期駐留與跨行星活動(dòng)、可持續(xù)發(fā)展的太陽(yáng)系探索等具有重大戰(zhàn)略意義
呼吸困難患者“無(wú)聲”求救,120調(diào)度員極限救援當(dāng)城市沉浸在清晨的靜謐中時(shí),南京市急救中心指揮大廳內(nèi)突然響起一陣非同尋常的電話(huà)鈴聲。這是一通求救電話(huà),也是一場(chǎng)生死時(shí)速的決戰(zhàn)