2024年3月13日20時51分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丙運載火箭/遠征一號S上面級發(fā)射DRO-A/B衛(wèi)星，運載火箭一二級飛行正常，上面級飛行異常，衛(wèi)星未準確進入預定軌道。
日前，“負傷”衛(wèi)星畫面首次公布：衛(wèi)星的太陽翼呈近90度彎折，如折斷的翅膀，卻在深空背景下倔強舒展。↓↓↓
“飛行異?！焙螅?024年3月13日至7月15日的123天時間里，一支平均年齡不到34歲的科研團隊進行了一場緊急“太空救援”，讓衛(wèi)星最終“絲滑”入軌。
甚至幾位學生也參與到“太空救援”中：中國科學院大學95后博士研究生孫洋快速算出DRO備份軌道入軌參數；兩位95后研究生李霜琳、蒲京輝開發(fā)星上自主導航與時間同步程序，寫的兩萬行代碼已在太空運行；00后博士研究生尹永辰精確復核每次控制參數……
4月15日，在“地月空間DRO探索研究學術研討會”上，這場救援背后的故事對外公布。
如今，“我們的衛(wèi)星已發(fā)射在軌一年有余，國際首個地月空間三星星座穩(wěn)定運行200多天?！敝袊茖W院空間應用工程與技術中心研究員張皓介紹說。
時針撥回2024年3月13日，北京航天飛行控制中心，張皓與數十名科技人員注視著屏幕，翹首以盼一個歷史性時刻——中國人將首次開啟地月空間遠距離逆行軌道（Distant Retrograde Orbit，簡稱DRO）的深度探索。
地月相距38萬公里，其間，有著無數條軌道，其中一條名為DRO的特殊軌道，被航天科學家和工程師們視為“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，航天器無需頻繁調整即可駐留數百年。
這條距離地球31萬至45萬公里的特殊軌道，是連接地球、月球、深空的“十字路口”，是人類尚未開發(fā)利用的新疆域，也是支持載人深空探索的新起點。
2024年3月13日20時51分，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，搭載DRO-A/B雙星組合體的長征二號丙運載火箭/遠征一號S上面級發(fā)射升空。
數千里外的北京航天城，來自中國科學院空間應用工程與技術中心、中國科學院微小衛(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，早早來到飛控大廳，準備“接棒”飛向深空的衛(wèi)星。
約21時，上面級與火箭成功分離，第一次點火完成后，進行長達約90分鐘的滑行階段。
“沒人想到之后會發(fā)生意外?！敝袊茖W院空間應用工程與技術中心研究員王文彬回憶道。
大屏幕上，代表軌道遠地點高度的參數曲線突然劇烈波動：遠地點高度本該穩(wěn)定增長至29.2萬公里，卻在15萬公里處如過山車般起伏。
張皓起初并未在意，首次參與發(fā)射任務的他，側頭詢問身旁經驗豐富的北京航天飛行控制中心人員：是不是測控鏈路受到了干擾？
DRO-A/B雙星組合體被“甩”入遠地點僅13.4萬公里的“絕望軌道”——遠低于預先設計的29.2萬公里。
地面測控數據顯示，重達581公斤的雙星組合體以每秒超過200度的速度瘋狂翻滾。
“這相當于每1.8秒‘翻一次跟頭’，離心力足以將太陽翼像紙片般撕碎?！敝袊茖W院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研究員白濤解釋，“常規(guī)大衛(wèi)星每秒轉幾十度就可能散架?！?
77歲的工程顧問、中國科學院院士顧逸東，工程總師林寶軍、工程副總指揮王強，在西昌緊急連線北京的工程總指揮高銘、工程副總師李緒志，會同衛(wèi)星系統(tǒng)、載荷系統(tǒng)和測控系統(tǒng)，成立應急飛控小組。
很快，小組給出應急處置措施：通過緊急上注指令、修改參數閾值等操作，交替使用雙星組合體的發(fā)動機噴氣消除旋轉。
飛控團隊用“每條指令發(fā)三遍”的土辦法，試圖讓衛(wèi)星“停轉”?！爱敃r的發(fā)令單像雪片一樣飛來?！憋w控主管調度溫旭峰事后回憶道。
轉機出現在14日凌晨3時前后?！癉RO-B衛(wèi)星姿控發(fā)動機成功點火?！敝袊茖W院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研究員李笑月報告。
地面站遙測數據顯示：DRO-A衛(wèi)星的太陽翼無法鎖定，DRO-B衛(wèi)星的太陽翼則完全“脫臼”。
太陽翼是衛(wèi)星的動力源，其異常會導致電力告急，衛(wèi)星隨時可能因能源耗盡淪為太空垃圾。
飛控團隊緊急開展了一系列操作：注入姿態(tài)控制指令，通過反復調整對日姿態(tài)、平衡蓄電池充放電……最終讓“受傷”的太陽翼“追光充電”。
“就像折翼的蒼鷹，用喙與利爪鉤住巖縫向上攀登?！敝袊茖W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)星的堅韌。
軌道遠地點高度不足預期一半，燃料余量又捉襟見肘。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、白濤和飛控團隊在機房熱烈討論，面對滿屏的預設程序，手寫公式、敲擊代碼，開始一場與引力的賽跑。
40小時不眠不休，軌道重構方案誕生：衛(wèi)星需在120小時內完成首次軌道機動，否則將永遠失去進入DRO的機會。
基于飛控團隊的計算結果，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。
幾排弧形控制臺前，技術人員眼中布滿血絲。有人無意識地啃著指甲，有人反復擦拭眼鏡——所有人都在等待一個答案：“折翼蒼鷹”能否再次展翅高飛？
張皓真切體會到心臟狂跳的窒息感。當DRO-A/B雙星組合體在大屏幕的演示動畫中向上“攀爬”時，他的靜息心率從每分鐘60多次飆至每分鐘120多次。
當屏幕顯示點火時間達1200秒，溫旭峰宣布“軌道控制圓滿成功”，大廳爆發(fā)出久違的掌聲。
幾天后，他們進行了第二次近地點軌道機動補救控制，雙星組合體被抬高到38萬公里，越過“死亡線”。
傳統(tǒng)上需要火箭直推38萬公里的任務，被拆解為4次繞地、3次飛臨月球的“接力賽”。飛控團隊經歷了5次關鍵軌道機動，以及無數次“心跳過山車”。
“我們就像在玩一場高難度的‘太空桌球’。”中國科學院空間應用工程與技術中心副研究員毛新愿說，團隊必須精準計算每次機動的“擊球點”，利用月球引力的“彈弓效應”將衛(wèi)星推向正確方向。
這意味著，團隊必須在幾個小時之內完成數萬次軌道計算，同時考慮太陽、地球、月球引力的復雜影響，甚至手動調整參數，拼盡全力處理極端情況。
最終，團隊以傳統(tǒng)方案1/5的燃料消耗，完成這場跨越約850萬公里的絕地反擊。這個距離相當于在地月之間走了11個來回。
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“負傷”衛(wèi)星的樣子：DRO-A衛(wèi)星的太陽翼呈近90度彎折，DRO-B衛(wèi)星的太陽翼如折斷的翅膀，卻在深空背景下倔強舒展。
2024年，中國人嘗試在此長期駐留，才首次驗證了這一理論的“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)星兩兩之間成功構建K頻段微波星間測量通信鏈路，首次驗證了地月空間尺度三星互聯(lián)互通的組網通信。
“以前總說‘星辰大?！?，現在我們真的在搭建通往深空的港口?！蓖跷谋蛘f，“三星組網構成的‘地月燈塔’，未來可為月球基地導航授時，甚至為火星探測鋪就信息高速公路?！?
這場地月大救援不僅挽回了價值數億元的衛(wèi)星，還驗證了多項“全球首次”：航天器DRO低能耗入軌、117萬公里超遠距離星間通信、天基測定軌新體制……
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