国际首个地月空间三星星座，有何特别？

我国近日成功构建国际首个基于DRO（远距离逆行轨道）的(de)地月空间三星星座，开启了地月空间探索新纪元。大家对于探月可能比较熟悉(shúxī)，那么探索开发地月空间对我国航天事业的发展有何助益？新构建的三星星座进入常态化运行(yùnxíng)后，将承担哪些科研任务？我们请中国科学院空间应用(yìngyòng)工程与技术中心副研究员毛新愿(máoxīnyuàn)来说一说。 地月空间是行星际生存的(de)唯一跳板 地月空间指地球(dìqiú)同步轨道以外、主要受地球和月球引力影响的三维宇宙空间(yǔzhòukōngjiān)，是从距离地球3.6万千米一直延伸到(dào)200万千米的巨大(jùdà)区域。这里不仅包括了(le)地球到月球的广袤区域，以及整个月球正面和从地球上不可见的月球背面，还包括地球与月球引力平衡的拉格朗日点区域、各式各样的轨道族（指拥有相似轨道元素的卫星种群(zhǒngqún)）等，比地球轨道空间扩大了上千倍。 地月空间是开启星际征程的必经之路，拥有丰富(fēngfù)的物质、能源(néngyuán)、轨道、环境等战略资源。往近看，地月空间在(zài)推动科学与技术发展、商业化月球资源开发、太空旅游等方面均蕴含着重大应用(yìngyòng)前景；往远看，地月空间是人类拓展生存(shēngcún)空间的新疆域，是抵达火星乃至更远深空实现行星际生存的唯一跳板。 构建(gòujiàn)三星星座的DRO有什么特别 地月空间(kōngjiān)三星星座示意图此次引起关注的地月空间三星星座，是基于DRO（Distant Retrograde Orbit，远距离逆行轨道）构建的，在国际上尚属首次。那这种轨道有(yǒu)什么特别之处(tèbiézhīchù)，为何非它不可(bùkě)呢？ 宇宙中任何(rènhé)一个物体都(dōu)受到万有引力的作用，这也意味着它将受到这些力的驱使(qūshǐ)，运动在特定轨道上。广袤的地月空间内，地球和月球是最主要的引力源，在它们引力的共同驱使下，形成(xíngchéng)了(le)不同的卫星飞行力学环境，进而(jìnér)造就了地球低轨道、地球同步轨道、共振轨道、晕轮轨道、冻结轨道、拉格朗日/平动点等。其中，有一类轨道名为DRO，它正是我国构建三星星座背后的主要舞台。 DRO因具有特殊的(de)运动特性，被科学家称为远距离逆行轨道：“远距离”体现在距离地球31万-45万千米、距离月(yuè)球(yuèqiú)7万-10万千米；“逆行”体现在从月球上看DRO的卫星(wèixīng)是逆着走(zǒu)的，而在地球上看DRO的卫星和月球是顺着走的，即所谓的“顺行绕地、逆行绕月”。 DRO由于具有以下3个主要特点，成为地月空间的(de)稀缺资源。 特点(tèdiǎn)一：势能高地，全域可达。地球和月(yuè)球这(zhè)两个沉重的(de)天体仿佛在宇宙的平静表面砸下两个大坑，两个大坑的边缘形成了巨大且广袤(guǎngmào)的势能高地，这就是DRO轨道族。在这里居高临下，俯瞰地月，是扼守地月与深空的十字路口，可利用势能优势轻易前往地月空间的任何角落。 特点二：受力平衡，长期稳定。卫星到达DRO这个地月空间内高地后，收获了(le)一种极致的(de)动力学平衡和稳定。从目前的理论研究和实际飞行实验(shíyàn)来看，DRO任务实现百年稳定并不是梦。 特点三：蓄势待发，低能转移(zhuǎnyí)。DRO积蓄了足够大的(de)引力势能，像一个蓄满能量的弹簧。卫星可以凭借(píngjiè)较小的推进力进入弱稳定边界轨道，开展“以时间换能量”的低能转移变轨。 成功验证“卫星跟踪卫星”定轨(dìngguǐ)新技术 在没有任何成功经验可(kě)借鉴的前提下，构建(gòujiàn)地月空间(kōngjiān)三星星座非常不容易。据中国科学院空间应用工程与技术(jìshù)中心副主任王强研究员介绍，2017年，科研团队率先启动地月空间DRO的独特属性和战略价值预先研究及关键技术攻关；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”，提出自主创新(chuàngxīn)的地月空间大尺度三星星座方案；2024年2月3日，首颗卫星DRO-L发射(fāshè)，成功进入(jìnrù)距离地球约500千米高的太阳同步轨道，并正常开展(kāizhǎn)相关实验；2024年7月15日，DRO-A/B双星组合体(zǔhétǐ)最终准确进入预定DRO轨道。 2025年3月(yuè)底，DRO-B卫星(wèixīng)离开DRO奔向地月空间内大尺度的共振轨道，三颗卫星正式形成了从地球到月球的“地月灯塔”网络。实测数据表明，在轨卫星3小时星间测量数据，实现了传统方式2天跟踪测量数据的定轨精度，标志着我国首次成功(chénggōng)验证了卫星跟踪卫星的天基(tiānjī)测定(cèdìng)轨新体制。 目前，DRO已被证实可用于卫星跟踪卫星天基自主定轨技术应用，以及三星组网的(de)星间星地通信实验(shíyàn)等。同时，它的低能量转移特性能够实现节省燃料进入、长期驻留、容易离开，非常适合担任月球和深空任务(rènwù)(rènwù)的中转站(zhōngzhuǎnzhàn)。例如，将DRO作为探测近地小行星或火星卫星的临时驻留轨道，可降低任务复杂度，这无论对于无人还是载人任务，都有无可取代的重要意义。或许，当人类实现“行星际”生存时，DRO就是我们出发(chūfā)的下一站(yīzhàn)。 （供图：中国科学院(zhōngguókēxuéyuàn)空间应用工程与技术中心、视觉中国） 来源(láiyuán)：北京日报客户端