近日，在地月空間DRO（遠距離逆行軌道）探索研究學(xué)術(shù)研討會上，我國宣布成功構(gòu)建國際首個基于DRO的地月空間三星星座。由我國部署研制的DRO-A/B兩顆衛(wèi)星在抵達并駐留地月空間遠距離逆行軌道后，與先前發(fā)射的DRO-L近地軌道衛(wèi)星建立起星間測量通信鏈路。這標志我國正式開啟地月空間探索新紀元。
地月空間是從地球低軌延伸至月球的新空間，最遠距離地球可達200萬公里，其三維空間范圍比近地軌道空間擴大上千倍。DRO是地月空間中一類獨特的三體動力學(xué)軌道，順行繞地、逆行繞月，典型軌道距離地球約31萬至45萬公里，距離月球約7萬至10萬公里。
為什么要探索地月空間DRO？中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員王文彬介紹，DRO軌道具有三大獨特優(yōu)勢：一是低能入軌，航天器進入DRO軌道，可以利用太陽、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，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，DRO就像地月空間的喜馬拉雅山，由于其處于勢能高地，航天器從這里出發(fā)去地球、深空和月球，都是俯沖的姿勢，即便沒有太快的飛行速度，也能輕松抵達。
“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，就如通過航海發(fā)現(xiàn)新大陸、利用空氣動力實現(xiàn)洲際飛行、利用火箭進入太空一樣，地月空間DRO有望成為未來空間科學(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。
2022年2月，中國科學(xué)院啟動實施A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項“地月空間DRO探索研究”。2024年2月3日，首顆試驗衛(wèi)星DRO-L成功進入太陽同步軌道，并正常開展相關(guān)實驗。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，運載火箭一二級飛行正常，但由于上面級飛行異常，衛(wèi)星未準確進入預(yù)定軌道。面對突如其來的意外，我國科學(xué)家處變不驚，立即開始了一場驚心動魄的太空“衛(wèi)星極限生死救援”，最終DRO-A/B雙星組合體在歷經(jīng)近850萬公里航程后，準確進入預(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頻段微波星間測量通信鏈路，驗證了三星互聯(lián)互通的組網(wǎng)模式。至此，全球首個基于DRO的地月空間三星星座成功實現(xiàn)在軌部署。
“對兩顆衛(wèi)星的太空救援，充分展示了我國在復(fù)雜航天任務(wù)設(shè)計及深空衛(wèi)星應(yīng)急處置的突破?！敝袊茖W(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院正高級工程師張軍說。
探索的腳步?jīng)]有就此停下。中國科學(xué)院空間應(yīng)用中心副主任、地月空間DRO探索研究先導(dǎo)專項工程副總指揮王強介紹，三星互聯(lián)組網(wǎng)成功后，研究團隊持續(xù)開展了多項前沿科學(xué)實驗及新技術(shù)試驗，推動地月空間DRO探索研究取得了一系列實質(zhì)性突破：在國際上首次實現(xiàn)航天器DRO低能耗入軌；在國際上首次實現(xiàn)百萬公里級星與星、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)；在國際上首次驗證了地月空間衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星定軌導(dǎo)航新質(zhì)能力。
王強表示，未來，科研團隊將進一步研究地月空間復(fù)雜多樣的三體軌道問題，認識和掌握地月空間環(huán)境演化規(guī)律；利用DRO長期穩(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)問題研究，開展廣義相對論更高精度的驗證等。（沈 慧）
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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