中国完成史诗级救星任务
- 天文八卦学家刘博洋
- 2025-04-20 18:05:22
中国完成史诗级救星任务
低调了一年多，DRO双星的太空紧急救援终于官宣了，作为间接辅助了救援任务的我们，给大家划划重点。
1、DRO三星星座核心任务是什么？
实际上是验证一种新的高精度测定轨技术，利用卫星跟踪卫星的方式，而不是传统的地面跟踪卫星方式。不仅能实现地月空间航天器的100米定位精度，而且把实现这一精度的时间从传统手段的几天缩短到现在的几个小时，未来还有望向深空进一步扩展。（图1）
2、所以为什么是三星星座？
一个在地球低轨（DRO-L），一个在DRO轨道绕月运行（DRO-A），一个从DRO轨道出发，到共振轨道乃至各个地月拉格朗日点转悠（DRO-B）。（图2）
其中DRO-L利用GPS、北斗等地球周边的卫星定位系统实现自身的厘米级定位，然后再利用已知的自身位置为基准，去精确测量目标卫星的轨道。这次任务中的DRO-A/B就充当了“目标卫星”的角色。
具体来说，基准星和目标星之间要建立微波通信（k波段，几十GHz），利用通信延迟时间精确求出二者的距离；再利用基准星每1.5小时绕地球公转的运动，在短时间内获得覆盖地球直径的不同观测角度，从而短时间内即可积累足以精确测定目标轨道的数据。传统上使用地基测控天线完成这一过程，需要等待地球缓慢自转才能获得足够长的测量弧段，新方法天基测量，效率明显提升。
3、DRO轨道是啥？
地球和月球的等势面“山脊”是一片较为广袤的区域，区域内势能变化平坦，卫星进入该区域后，以特定周期运行，轨道可以长期保持稳定，不需要消耗燃料维持轨道。（图3）
“特定周期”指月球每绕地球公转m周，航天器在地月旋转系中绕月球走过p圈，二者比例p:m为简单整数比；例如这次DRO-A采用的就是2:1的比例。（图4示地心惯性系中不同比值的轨道，Turner 2016；图5示地月旋转系中不同比值的轨道）
因为DRO轨道容易维持，也容易以此为基地返回地球或者前往深空，因此这里非常适合关注地月空间的航天器驻留，随时可以根据需要执行新的任务。（图6）
4、为啥需要紧急救援？咋救的？
长二丙发射的时候出现了故障，没有打到所需的高度。因此需要紧急重新规划轨道，靠卫星自身机动能力和日、月的引力，巧妙进入原计划轨道。在很短时间内规划如此复杂的救援轨道，在世界航天史上，是独一份。（图7）
实际上还有更凶险的情况，火箭把卫星打坏了，卫星开始不受控高速旋转。而在高速旋转过程中，卫星的太阳翼“翅根”部分给掰断了，藕断丝连。虽然还能发电，但是无法控制太阳翼指向，导致发电功率降低，整个任务都是在原计划几分之一的发电功率下艰难完成的，实属不易。（图8）
5、我们是如何支持的？
2024年初，我们初步建成了内部代号「天罗地网」的民间空间态势感知观测网络，利用分布全球的多架望远镜，监测低中高轨、地月空间的态势。DRO A/B任务出现紧急状态后，我团队很快接到要求投入支援，在发射后仅5小时第一时间获取了DRO A/B与火箭上面级已完成分离的影像（图9），协助中科院任务方以更高时效判定卫星状态，为后续救援的开展打下良好基础。
实际上我们在过去一年多来，不止支持了DRO A/B任务，还参与了数百颗近地小行星的定轨观测，通过监测同步轨道带第一时间发现重要异动，以及对2024年全部月球任务进行了跟监。我们相信通过敏锐的情报收集能力、天文观测技术的合理运用和先进的数据处理算法，高性价比的小望远镜也可以为航天任务提供重要的支持信息。
总结：
这是一次足以写入航天教科书的经典太空救援案例。最后不仅真的完成了救援，还圆满实现各项原定任务，真的是非常钦佩。
微博知识+ 这是真的吗
低调了一年多，DRO双星的太空紧急救援终于官宣了，作为间接辅助了救援任务的我们，给大家划划重点。
1、DRO三星星座核心任务是什么？
实际上是验证一种新的高精度测定轨技术，利用卫星跟踪卫星的方式，而不是传统的地面跟踪卫星方式。不仅能实现地月空间航天器的100米定位精度，而且把实现这一精度的时间从传统手段的几天缩短到现在的几个小时，未来还有望向深空进一步扩展。（图1）
2、所以为什么是三星星座？
一个在地球低轨（DRO-L），一个在DRO轨道绕月运行（DRO-A），一个从DRO轨道出发，到共振轨道乃至各个地月拉格朗日点转悠（DRO-B）。（图2）
其中DRO-L利用GPS、北斗等地球周边的卫星定位系统实现自身的厘米级定位，然后再利用已知的自身位置为基准，去精确测量目标卫星的轨道。这次任务中的DRO-A/B就充当了“目标卫星”的角色。
具体来说，基准星和目标星之间要建立微波通信（k波段，几十GHz），利用通信延迟时间精确求出二者的距离；再利用基准星每1.5小时绕地球公转的运动，在短时间内获得覆盖地球直径的不同观测角度，从而短时间内即可积累足以精确测定目标轨道的数据。传统上使用地基测控天线完成这一过程，需要等待地球缓慢自转才能获得足够长的测量弧段，新方法天基测量，效率明显提升。
3、DRO轨道是啥？
地球和月球的等势面“山脊”是一片较为广袤的区域，区域内势能变化平坦，卫星进入该区域后，以特定周期运行，轨道可以长期保持稳定，不需要消耗燃料维持轨道。（图3）
“特定周期”指月球每绕地球公转m周，航天器在地月旋转系中绕月球走过p圈，二者比例p:m为简单整数比；例如这次DRO-A采用的就是2:1的比例。（图4示地心惯性系中不同比值的轨道，Turner 2016；图5示地月旋转系中不同比值的轨道）
因为DRO轨道容易维持，也容易以此为基地返回地球或者前往深空，因此这里非常适合关注地月空间的航天器驻留，随时可以根据需要执行新的任务。（图6）
4、为啥需要紧急救援？咋救的？
长二丙发射的时候出现了故障，没有打到所需的高度。因此需要紧急重新规划轨道，靠卫星自身机动能力和日、月的引力，巧妙进入原计划轨道。在很短时间内规划如此复杂的救援轨道，在世界航天史上，是独一份。（图7）
实际上还有更凶险的情况，火箭把卫星打坏了，卫星开始不受控高速旋转。而在高速旋转过程中，卫星的太阳翼“翅根”部分给掰断了，藕断丝连。虽然还能发电，但是无法控制太阳翼指向，导致发电功率降低，整个任务都是在原计划几分之一的发电功率下艰难完成的，实属不易。（图8）
5、我们是如何支持的？
2024年初，我们初步建成了内部代号「天罗地网」的民间空间态势感知观测网络，利用分布全球的多架望远镜，监测低中高轨、地月空间的态势。DRO A/B任务出现紧急状态后，我团队很快接到要求投入支援，在发射后仅5小时第一时间获取了DRO A/B与火箭上面级已完成分离的影像（图9），协助中科院任务方以更高时效判定卫星状态，为后续救援的开展打下良好基础。
实际上我们在过去一年多来，不止支持了DRO A/B任务，还参与了数百颗近地小行星的定轨观测，通过监测同步轨道带第一时间发现重要异动，以及对2024年全部月球任务进行了跟监。我们相信通过敏锐的情报收集能力、天文观测技术的合理运用和先进的数据处理算法，高性价比的小望远镜也可以为航天任务提供重要的支持信息。
总结：
这是一次足以写入航天教科书的经典太空救援案例。最后不仅真的完成了救援，还圆满实现各项原定任务，真的是非常钦佩。
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