我國(guó)研制、發(fā)射的DRO-A/B兩顆衛(wèi)星在抵達(dá)并駐留地月空間遠(yuǎn)距離逆行軌道后,和先前發(fā)射的DRO-L近地軌道衛(wèi)星成功構(gòu)建國(guó)際首個(gè)基于地月空間DRO(遠(yuǎn)距離逆行軌道)的地月空間三星星座,為我國(guó)開(kāi)發(fā)利用地月空間、引領(lǐng)空間科學(xué)前沿探索奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
地球和月球之間的平均距離大約為38萬(wàn)公里,在這38萬(wàn)公里的空間內(nèi)存在無(wú)數(shù)條軌道,其中有一條被稱為遠(yuǎn)距離逆行軌道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”。因?yàn)檫@一條軌道實(shí)在是太特殊了,具有低能入軌、穩(wěn)定停泊、全域可達(dá)的特點(diǎn)。
當(dāng)航天器進(jìn)入到這一個(gè)軌道后,就能利用太陽(yáng)、地球和月球的引力,這可以大大降低航天器入軌的能源消耗,這樣一來(lái)航天器就能夠攜帶更多的科學(xué)載荷和有效物資。而且,在這一個(gè)位置的航天器不需要消耗太多的燃料就能在這里穩(wěn)定停泊幾十年甚至幾百年時(shí)間。
再加上典型軌道距離地球約31萬(wàn)至45萬(wàn)公里,距離月球約7萬(wàn)至10萬(wàn)公里,軌道很高,所以相當(dāng)于地月空間的喜馬拉雅山,航天器這里出發(fā),不管是去月球還是去地球,或者是去深空,都是以俯沖的姿勢(shì),就算飛行速度不是特別快也可以很輕松就能抵達(dá)目的地。可以說(shuō),這一個(gè)軌道就是連接地球、月球和深空交通樞紐的天然良港。
在2022年2月,我國(guó)啟動(dòng)了實(shí)施“地月空間DRO探索研究”先導(dǎo)專項(xiàng),提出自主創(chuàng)新地月空間大尺度三星星座規(guī)劃,隨后在2024年2月3日發(fā)射了第一顆試驗(yàn)衛(wèi)星DRO-L,在2024年3月13日發(fā)射了DRO-A/B雙星組合體,不過(guò)這次發(fā)射任務(wù)中,上面級(jí)飛行出現(xiàn)異常,DRO-A/B雙星組合體一開(kāi)始沒(méi)有精準(zhǔn)進(jìn)入預(yù)定軌道。
發(fā)射升空后不久,衛(wèi)星組合體就飛出了測(cè)控區(qū),地面也沒(méi)有如期收到衛(wèi)星分離的遙測(cè)信號(hào),隨后測(cè)控系統(tǒng)成功接收到閃爍的衛(wèi)星信號(hào),科學(xué)家們確認(rèn)這顆衛(wèi)星還活著,不過(guò)這時(shí)候衛(wèi)星組合體進(jìn)入到遠(yuǎn)地點(diǎn)只有13.4萬(wàn)公里的“絕望軌道”,而原先預(yù)定的軌道是29.2萬(wàn)公里,遠(yuǎn)比預(yù)先設(shè)定的軌道低很多。
衛(wèi)星組合體還出現(xiàn)了其他的問(wèn)題,這個(gè)重達(dá)581公斤的衛(wèi)星組合體還在太空中以每秒超過(guò)200度的速度瘋狂翻滾,差不多就是每1.8秒,衛(wèi)星就翻一次跟頭。由于翻滾速度很快,產(chǎn)生的離心力足以將太陽(yáng)翼像紙片般撕碎。因?yàn)樵谝话闱闆r下,衛(wèi)星在每秒翻滾幾十度的情況下就可能會(huì)出現(xiàn)散架了,所以當(dāng)時(shí)最緊急的事情就是要先讓衛(wèi)星停止翻滾穩(wěn)定下來(lái),畢竟如果翻滾導(dǎo)致衛(wèi)星散架了,那就真的沒(méi)得救了。
隨后我們的科學(xué)家就開(kāi)始了一場(chǎng)太空救援,接連向衛(wèi)星發(fā)送一系列指令,在2024年3月14日凌晨3點(diǎn)左右,衛(wèi)星DRO-B的姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)成功點(diǎn)火,成功讓衛(wèi)星組合體停止了翻滾。然而,解決了這一個(gè)問(wèn)題后,科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)翼出現(xiàn)了異常,后來(lái)通過(guò)反復(fù)調(diào)整對(duì)日姿態(tài)、平衡蓄電池充放電,成功讓衛(wèi)星太陽(yáng)翼發(fā)電。
在2024年3月13日至7月15日期間,我國(guó)科學(xué)家在穿搭123天時(shí)間里上演了一場(chǎng)真正的“太空救援”,成功拯救了這兩顆衛(wèi)星。在這次“太空救援”中,有幾位學(xué)生也參與其中,有學(xué)生快速計(jì)算出了DRO備份軌道入軌參數(shù),有學(xué)生開(kāi)發(fā)出星上自主導(dǎo)航與時(shí)間同步程序,寫的2萬(wàn)行代碼已在太空運(yùn)行,有學(xué)生精確復(fù)核每次控制參數(shù)……
在經(jīng)過(guò)一系列的操作后,脫軌123天的DRO-A/B雙星組合體最后成功精準(zhǔn)進(jìn)入預(yù)定軌道,在2024年8月28日,DRO-A/B衛(wèi)星組合體成功分離,和先前發(fā)射的DRO-L近地軌道衛(wèi)星成功構(gòu)建國(guó)際首個(gè)基于DRO的地月空間三星星座。
在4月,官方公布了衛(wèi)星的畫面,其中衛(wèi)星的太陽(yáng)翼呈近90度彎折,就像折斷的翅膀那樣。雖然衛(wèi)星受損了,但太陽(yáng)能帆板在90度彎折狀態(tài)下,依舊可以持續(xù)發(fā)電。至今,這些衛(wèi)星已經(jīng)入軌運(yùn)行了1年多時(shí)間,世界上第一個(gè)地月空間三星星座也已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行200多天。
延伸閱讀:大量星鏈衛(wèi)星墜落
我國(guó)花了120多天時(shí)間成功拯救了DRO-A/B雙星,堪稱一個(gè)奇跡。然而美國(guó)的星鏈衛(wèi)星在過(guò)去這幾年時(shí)間內(nèi)卻大量墜落地球,墜落地球的星鏈衛(wèi)星越來(lái)越多,美國(guó)似乎也沒(méi)有什么好的辦法應(yīng)對(duì)這一個(gè)問(wèn)題。這是怎么回事?
NASA的研究顯示,在2020年到2024年期間,全球一共有1190顆近地軌道衛(wèi)星墜落地球,其中有583顆衛(wèi)星都是星鏈衛(wèi)星。在2024年,墜落地球的星鏈衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到316顆,相比之下2020年只有2顆星鏈衛(wèi)星墜落地球,從2021年開(kāi)始?jí)嬄涞厍虻男擎溞l(wèi)星越來(lái)越多,2021年有78顆星鏈衛(wèi)星墜落地球,2022年、2023年分別有99、88顆星鏈衛(wèi)星墜落地球。在2025年1月也有超過(guò)120顆星鏈衛(wèi)星墜落地球。從這些數(shù)據(jù)可以看得出,星鏈衛(wèi)星墜落地球的速度在逐漸加快。
可能有一些網(wǎng)友表示,是不是美國(guó)在搞什么技術(shù)驗(yàn)證?或者是不是星鏈衛(wèi)星出現(xiàn)了什么技術(shù)問(wèn)題,又或者是星鏈衛(wèi)星被什么人控制了?實(shí)際上,這些在比較低軌道運(yùn)行的航天器最后都會(huì)墜落地球,因?yàn)樵诮剀壍酪琅f存在稀薄的空氣,所以這些航天器會(huì)受到空氣阻力。
在空氣阻力的作用下,這些近地軌道運(yùn)行的航天器飛行速度會(huì)越來(lái)越慢,軌道高度也會(huì)越來(lái)越低,在這樣的情況下,這些航天器最后都不可避免掉下來(lái),進(jìn)入地球大氣層燒毀。當(dāng)然,這些航天器墜落地球的時(shí)間不同,有一些軌道比較低的航天器墜落得比較快,軌道高的航天器墜落地球就比較慢一些。
美國(guó)NASA研究人員在,分析了這些星鏈衛(wèi)星墜落的情況后,發(fā)現(xiàn)它們墜落和太陽(yáng)活動(dòng)的活躍情況有很直接的關(guān)聯(lián)。2019年第25太陽(yáng)活動(dòng)周期開(kāi)始,太陽(yáng)活動(dòng)就越來(lái)越活躍了,在2024年進(jìn)入高峰期,在這兩年,我們經(jīng)常看到太陽(yáng)耀斑、地磁暴的消息。
當(dāng)太陽(yáng)爆發(fā)太陽(yáng)耀斑、地球出現(xiàn)地磁暴現(xiàn)象時(shí),地球的大氣層會(huì)吸收更多的熱量,空氣會(huì)向外太空膨脹,導(dǎo)致近地軌道的空氣密度變大,這也導(dǎo)致在近地軌道運(yùn)行的航天器受到更大的空氣阻力。在這樣的情況下,在近地軌道運(yùn)行的航天器速度衰減越快,墜落地球的速度越快,于是就有大量星鏈衛(wèi)星掉下來(lái)了。
2019年太陽(yáng)第25周期才開(kāi)始,所以那時(shí)候太陽(yáng)活動(dòng)處于低谷期,在2024年達(dá)到了高發(fā)期,太陽(yáng)活動(dòng)比較頻繁。所以在2020年星鏈衛(wèi)星墜落地球的數(shù)量比較少,在2024年有超過(guò)300顆星鏈衛(wèi)星墜落地球,在今年1月也有超過(guò)120顆星鏈衛(wèi)星墜落地球。當(dāng)然,在2020年墜落地球的星鏈衛(wèi)星數(shù)量比較少,除了太陽(yáng)活動(dòng)處于低谷期外,那時(shí)候的星鏈衛(wèi)星數(shù)量也不是很多,畢竟星鏈衛(wèi)星在2019年才開(kāi)始發(fā)射的。
在近地軌道運(yùn)行的航天器不可避免受到空氣阻力的影響而出現(xiàn)速度衰減墜落地球,包括空間站這些航天器都是這樣。空間站之所以不會(huì)墜落,是因?yàn)槊扛粢欢螘r(shí)間就會(huì)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行加速提升軌道,需要消耗一些推進(jìn)劑,而推進(jìn)劑可以通過(guò)貨運(yùn)飛船進(jìn)行補(bǔ)給,所以空間站能夠運(yùn)行十幾年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。同樣的,前文提到的我國(guó)構(gòu)建的地月空間DRO地月空間三星星座也可以避免這樣的問(wèn)題,因?yàn)檐壍篮芨撸瑤缀醪淮嬖谑裁纯諝庾枇Α?/p>
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