成功构建三星星座,建立星间测量通信链路——我国开启地月空间探索新纪元
发稿时间:2025-05-08 10:17:00 来源: 经济日报
近日,在地月空间DRO(远距离逆行轨道)探索研究学术研讨会上,我国宣布成功构建国际首个基于DRO的地月空间三星星座。由我国部署研制的DRO-A/B两颗卫星在抵达并驻留地月空间远距离逆行轨道后,与先前发射的DRO-L近地轨道卫星建立起星间测量通信链路。这标志我国正式开启地月空间探索新纪元。
地月空间是从地球低轨延伸至月球的新空间,最远距离地球可达200万公里,其三维空间范围比近地轨道空间扩大上千倍。DRO是地月空间中一类独特的三体动力学轨道,顺行绕地、逆行绕月,典型轨道距离地球约31万至45万公里,距离月球约7万至10万公里。
为什么要探索地月空间DRO?中国科学院空间应用工程与技术中心研究员王文彬介绍,DRO轨道具有三大独特优势:一是低能入轨,航天器进入DRO轨道,可以利用太阳、地球和月球的引力,大大降低入轨能源,这样航天器可携带更多的科学载荷和有效物资;二是稳定停泊,由于DRO位于地球和月球引力的平衡点,在这里航天器只用很少的燃料,就能稳定停泊几十年甚至上百年;三是全域可达,DRO就像地月空间的喜马拉雅山,由于其处于势能高地,航天器从这里出发去地球、深空和月球,都是俯冲的姿势,即便没有太快的飞行速度,也能轻松抵达。
“作为连接地球、月球和深空的交通枢纽,DRO是地月空间的天然良港。”王文彬说,就如通过航海发现新大陆、利用空气动力实现洲际飞行、利用火箭进入太空一样,地月空间DRO有望成为未来空间科学探索的新空域、部署空间应用基础设施的新高地、服务支援空间飞行器的新基地、支持载人深空探索的新起点。
2022年2月,中国科学院启动实施A类战略性先导专项“地月空间DRO探索研究”。2024年2月3日,首颗试验卫星DRO-L成功进入太阳同步轨道,并正常开展相关实验。2024年3月13日,DRO-A/B双星组合体在西昌卫星发射中心发射升空,运载火箭一二级飞行正常,但由于上面级飞行异常,卫星未准确进入预定轨道。面对突如其来的意外,我国科学家处变不惊,立即开始了一场惊心动魄的太空“卫星极限生死救援”,最终DRO-A/B双星组合体在历经近850万公里航程后,准确进入预定轨道。2024年8月30日,三颗卫星两两之间成功构建K频段微波星间测量通信链路,验证了三星互联互通的组网模式。至此,全球首个基于DRO的地月空间三星星座成功实现在轨部署。
“对两颗卫星的太空救援,充分展示了我国在复杂航天任务设计及深空卫星应急处置的突破。”中国科学院微小卫星创新研究院正高级工程师张军说。
探索的脚步没有就此停下。中国科学院空间应用中心副主任、地月空间DRO探索研究先导专项工程副总指挥王强介绍,三星互联组网成功后,研究团队持续开展了多项前沿科学实验及新技术试验,推动地月空间DRO探索研究取得了一系列实质性突破:在国际上首次实现航天器DRO低能耗入轨;在国际上首次实现百万公里级星与星、星与地微波建链,掌握了地月空间大尺度星座构建核心关键技术;在国际上首次验证了地月空间卫星跟踪卫星定轨导航新质能力。
王强表示,未来,科研团队将进一步研究地月空间复杂多样的三体轨道问题,认识和掌握地月空间环境演化规律;利用DRO长期稳定性,部署更高精度的原子光钟,支持量子力学、原子物理等领域基本科学问题研究,开展广义相对论更高精度的验证等。(记者 沈慧)
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