2024年3月13日,一次原本不该“出圈”的航天发射,在西昌卫星发射中心悄然完成。
长征二号丙遥运载火箭搭配远征一号S上面级,将两颗地月远逆行轨道试验卫星——DRO-A与DRO-B精准送入预定转移轨道。
这是一次极具前瞻性的任务,计划验证我国在未来月球通信导航网中的技术布局,也是迈向深空探测自主化的重要一步。
然而,就在这对“孪生星”准备进行最终一跃、驶入38万公里外的地月远逆行轨道(Distant Retrograde Orbit,简称DRO)时,意外发生了。
卫星轨道参数剧烈抖动,远地点高度由预期的29.2万公里急剧跌落至15万公里以下。
随后而来的,是更让人不寒而栗的沉默——卫星短暂失联,遥测数据中断,甚至无法确认它们是否仍然稳定运行。
而当地面最终重新接收到断断续续的信号时,反馈信息更加糟糕:卫星以每秒数百度的速度剧烈翻滚,姿态紊乱,太阳翼展开失败,部分组件疑似受损,电源告急,甚至开始进入非预期轨道区,逐渐远离既定路径。
从航天角度看,这几乎是判了“死刑”!任务进入了业内所谓的“不可逆状态”——没有冗余轨道机动窗口,姿态不可控,能源极限濒临耗尽,系统全面告警。
简单来说,这是一种“等死”的飞行态势。
而就在国内飞控中心还在奋力查找问题、尝试救援之时,一则源自美国太空司令部的监测报告把这场突发事件推向国际视野。
美军通过其全球空间监测网络公开宣称:中国刚刚发射的地月轨道实验卫星可能“失控或已死亡”,并在数据通告中列出“异常轨道漂移”、“姿态异常旋转”等具体观测指标。
部分海外航天网站甚至直接下了断言——这次发射任务“宣告失败”。
在西方航天体系中,类似情况多被视作“任务中止”甚至“任务报废”的信号,后续将直接列入太空碎片目录。
对于一颗正打算绕地月系统运行的工程试验卫星而言,这意味着将彻底失去数据、通信与控制能力——成为失联空间垃圾。
然而,令人意想不到的是,这次事件的剧情走向最终完全逆转。
面对卫星几近“临终”的状态,我国航天系统并没有选择放弃,而是组织多个单位连夜成立飞行故障应急处理团队,展开了一场地月空间最艰难的“太空急救”。
第一个要解决的,是姿态控制问题。如果不能让卫星“稳住身体”,后续太阳能板展开、通信链路恢复、轨道控制都无从谈起。
工程师们通过不断注入冗余姿控指令,用最传统但最安全的方法,在卫星旋转的缝隙中“插入”强制制动动作。
一遍不行,两遍;两遍不行,十遍。直到第十三组姿控命令被成功执行,卫星终于逐渐稳定了下来,翻滚角速度开始减小。
但仅仅是“活着”远远不够。此时,卫星太阳翼展开受损严重,功耗预警持续告急,仅靠少量姿态调整对准太阳充电,仍远远不足以支撑后续飞控调姿与轨道变轨操作。
飞控团队再次“另辟蹊径”——他们决定手动调节姿态,让卫星像擦边而过的蜻蜓一样,以最极限角度“擦光充电”。
这种以几乎苛刻的效率最大化太阳照射利用率,哪怕只争取几十分钟的工作窗口,也要尽可能延长任务生机。
而最关键的,是轨道重构。这是整个任务真正的分水岭:卫星此时已经严重偏离原始转移轨道,传统的轨道设计参数完全失效,原定进入DRO轨道的燃料也已所剩无几。
想要拯救,就意味着必须要在燃料仅剩25%的背景下完成重算、重构、重设全部轨道策略。
我国科学家再次“超神”,以几乎不眠不休的姿态,连续编写调试超过2万行代码,建立了全新的低燃料深空导航模型。
更令人惊叹的是,这套代码并非传统“模拟输入”模式,而是真正意义上的自主导航与时间同步算法!
这意味着,卫星可以在有限通信窗口内,自主判断方位、重构路径并修正姿态,最大限度降低地面干预延迟。
在整个重构方案中,轨道设计师、姿控算法专家等人用一组几乎违反常规的“低轨点火-高轨弹射”方式,设定了五次关键轨道机动步骤,通过月球引力辅助效应,将两颗卫星最终引导回预定远逆行轨道区。
2024年8月28日,DRO-A与DRO-B在经历超过120天、超过850万公里的太空救援之旅后,成功进入DRO轨道,实现自主分离,并成功建立星间通信链路。
整个过程不仅保住了本应报废的工程卫星,更一举构建起我国首个地月中继通信测试网络,具备长期运行能力。
这场堪比好莱坞灾难片的“深空死里逃生”,所耗燃料仅为计划预算的五分之一。
而这背后的技术支撑,竟然是用两万多行实打实的代码、一夜夜不眠不休的演算,和无数“或许有用”的尝试换来的。
而与之形成鲜明对比的,是某些航天强国在类似情况下一贯的“弃子策略”:一旦通信中断或轨道偏离,便草草宣判失败、转入空间垃圾目录。
相比之下,这次中国航天展现出的“宁可九死一生也要抢救到底”的态度,造就了中国航天史上一次罕见的卫星技术救援!
这次DRO-A/B的起死回生,不仅保住了一次卫星试验,更直接推进了我国“地月通导网”体系的工程验证进度。
为后续月面中继、登月通信导航甚至载人探月站的构建打下了坚实基础。
太空从不相信奇迹,但奇迹往往由极限中的人类自己创造。