成功構(gòu)建三星星座，建立星間測(cè)量通信鏈路——我國(guó)開(kāi)啟地月空間探索新紀(jì)元

　　近日，在地月空間DRO（遠(yuǎn)距離逆行軌道）探索研究學(xué)術(shù)研討會(huì)上，我國(guó)宣布成功構(gòu)建國(guó)際首個(gè)基于DRO的地月空間三星星座。由我國(guó)部署研制的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，與先前發(fā)射的DRO-L近地軌道衛(wèi)星建立起星間測(cè)量通信鏈路。這標(biāo)志我國(guó)正式開(kāi)啟地月空間探索新紀(jì)元。

　　地月空間是從地球低軌延伸至月球的新空間，最遠(yuǎn)距離地球可達(dá)200萬(wàn)公里，其三維空間范圍比近地軌道空間擴(kuò)大上千倍。DRO是地月空間中一類獨(dú)特的三體動(dòng)力學(xué)軌道，順行繞地、逆行繞月，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。

　　為什么要探索地月空間DRO？中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員王文彬介紹，DRO軌道具有三大獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：一是低能入軌，航天器進(jìn)入DRO軌道，可以利用太陽(yáng)、地球和月球的引力，大大降低入軌能源，這樣航天器可攜帶更多的科學(xué)載荷和有效物資；二是穩(wěn)定停泊，由于DRO位于地球和月球引力的平衡點(diǎn)，在這里航天器只用很少的燃料，就能穩(wěn)定停泊幾十年甚至上百年；三是全域可達(dá)，DRO就像地月空間的喜馬拉雅山，由于其處于勢(shì)能高地，航天器從這里出發(fā)去地球、深空和月球，都是俯沖的姿勢(shì)，即便沒(méi)有太快的飛行速度，也能輕松抵達(dá)。

　　“作為連接地球、月球和深空的交通樞紐，DRO是地月空間的天然良港。”王文彬說(shuō)，就如通過(guò)航海發(fā)現(xiàn)新大陸、利用空氣動(dòng)力實(shí)現(xiàn)洲際飛行、利用火箭進(jìn)入太空一樣，地月空間DRO有望成為未來(lái)空間科學(xué)探索的新空域、部署空間應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施的新高地、服務(wù)支援空間飛行器的新基地、支持載人深空探索的新起點(diǎn)。

　　2022年2月，中國(guó)科學(xué)院?jiǎn)?dòng)實(shí)施A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)“地月空間DRO探索研究”。2024年2月3日，首顆試驗(yàn)衛(wèi)星DRO-L成功進(jìn)入太陽(yáng)同步軌道，并正常開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。2024年3月13日，DRO-A/B雙星組合體在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，運(yùn)載火箭一二級(jí)飛行正常，但由于上面級(jí)飛行異常，衛(wèi)星未準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。面對(duì)突如其來(lái)的意外，我國(guó)科學(xué)家處變不驚，立即開(kāi)始了一場(chǎng)驚心動(dòng)魄的太空“衛(wèi)星極限生死救援”，最終DRO-A/B雙星組合體在歷經(jīng)近850萬(wàn)公里航程后，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。2024年8月30日，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，驗(yàn)證了三星互聯(lián)互通的組網(wǎng)模式。至此，全球首個(gè)基于DRO的地月空間三星星座成功實(shí)現(xiàn)在軌部署。

　　“對(duì)兩顆衛(wèi)星的太空救援，充分展示了我國(guó)在復(fù)雜航天任務(wù)設(shè)計(jì)及深空衛(wèi)星應(yīng)急處置的突破。”中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院正高級(jí)工程師張軍說(shuō)。

　　探索的腳步?jīng)]有就此停下。中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用中心副主任、地月空間DRO探索研究先導(dǎo)專項(xiàng)工程副總指揮王強(qiáng)介紹，三星互聯(lián)組網(wǎng)成功后，研究團(tuán)隊(duì)持續(xù)開(kāi)展了多項(xiàng)前沿科學(xué)實(shí)驗(yàn)及新技術(shù)試驗(yàn)，推動(dòng)地月空間DRO探索研究取得了一系列實(shí)質(zhì)性突破：在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)航天器DRO低能耗入軌；在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)公里級(jí)星與星、星與地微波建鏈，掌握了地月空間大尺度星座構(gòu)建核心關(guān)鍵技術(shù)；在國(guó)際上首次驗(yàn)證了地月空間衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星定軌導(dǎo)航新質(zhì)能力。

　　王強(qiáng)表示，未來(lái)，科研團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步研究地月空間復(fù)雜多樣的三體軌道問(wèn)題，認(rèn)識(shí)和掌握地月空間環(huán)境演化規(guī)律；利用DRO長(zhǎng)期穩(wěn)定性，部署更高精度的原子光鐘，支持量子力學(xué)、原子物理等領(lǐng)域基本科學(xué)問(wèn)題研究，開(kāi)展廣義相對(duì)論更高精度的驗(yàn)證等。