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中国建国际首个地月空间三星星座

2025-04-17 05:02:45大公报
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  图:中国科学院成功构建国际首个基于DRO的地月空间三星星座。图为地月空间三星组网。 受访者供图

  在距离地球最远可达200万千米的地月空间,有一类十分独特的远距离逆行轨道(DRO),顺行绕地、逆行绕月,位于地月空间的势能高地,是连接地球、月球、深空的“十字路口”,被认为是人类走向深空的“天然良港”。

  日前,由中国科学院A类战略性先导专项“地月空间DRO探索研究”部署研制的DRO-A/B两颗卫星,在抵达并驻留地月空间DRO后,已与先前发射的DRO-L近地轨道卫星建立起星间测量通信链路,这标志着中国已成功构建国际首个基于DRO的地月空间三星星座,并取得多项原创性重要成果,为我国开发利用地月空间,引领空间科学前沿探索奠定了坚实的科技基础。\大公报记者 刘凝哲北京报道

  DRO顺行绕地、逆行绕月

  地月空间是从近地轨道、近月轨道向外拓展的新空域,距离地球最远可达200万千米;相对近地轨道空间,其三维空间范围扩大上千倍。中国科学院空间应用工程与技术中心研究员王文彬介绍说,DRO是地月空间中一类十分独特的有界周期轨道族,顺行绕地、逆行绕月。其中位于相对地月的势能高地轨道族,是连接地球、月球和深空的交通枢纽,具有低能进入、稳定停泊、低能全域可达等独特属性,是地月空间的天然港湾。

  “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有望成为空间科学探索的新空域、部署空间应用基础设施的新高地、支持载人深空探索的新起点”,王文彬说,开拓与利用地月空间新疆域,对于支持月球资源开发利用,人类深空驻留和跨行星探测活动都具有非常重要的意义。因此,地月空间探索也受到世界各个航天大国的高度关注。

  实现多个首次 耗燃料仅为原1/5

  中国科学院空间应用中心副主任王强研究员介绍,地月空间DRO探索研究先导专项取得了一系列实质性突破,实现多个国际首次。

  国际上首次实现航天器DRO低能耗入轨。中国科学院空间应用中心科研团队在多年地月空间航天动力学与空间探索研究基础上,创新性提出以飞行时间换取更大载荷重量和应急处置裕度的设计理念,并在该先导专项中得到验证,最终消耗传统手段五分之一的极少燃料,即完成了地月转移及DRO低能耗入轨,这是我国航天器首次实现低能耗地月转移。

  未来将研究地月空间环境演化

  国际上首次验证117万公里K频段星间/星地微波测量通信链路,突破了地月空间大尺度星座构建核心关键技术瓶颈。国际首次验证地月空间卫星跟踪卫星定轨导航新质能力。随着三星互联组网成功,我国成功验证了卫星跟踪卫星的天基测定轨新体制,在轨卫星3小时星间测量数据,即实现了传统方式2天跟踪测量数据的定轨精度。这一突破显著降低了地月空间航天器运行成本、大幅提升了运行效率,为航天器高效运行开辟了新路径。

  王强表示,DRO-B卫星已于2025年3月底开始实施地月巡航机动任务,正在向共振轨道可控转移。未来,科研团队将秉持和平利用太空的理念,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E-18量级的原子光鐘,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。

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