国际首个地月空间三星星座，有何特别？

我国(wǒguó)近日成功构建国际首个基于DRO（远距离逆行轨道）的地(dì)月(yuè)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，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后，将承担哪些科研任务？我们(wǒmen)请中国科学院空间应用工程与技术(jìshù)中心副研究员毛新愿来说一说。 地月空间是行星际生存(shēngcún)的唯一跳板 地月空间指(zhǐ)地球同步(tóngbù)轨道(guǐdào)以外、主要受地球和月球(yuèqiú)引力影响的三维宇宙空间，是从距离地球3.6万千米一直延伸(yánshēn)到200万千米的巨大(jùdà)区域。这里不仅包括了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）等，比地球轨道空间扩大了上千倍。 地月(yuè)空间是开启星际征程的必经之路(bìjīngzhīlù)，拥有丰富的物质、能源、轨道、环境等战略资源。往近看，地月空间在推动科学与技术发展、商业化(shāngyèhuà)月球资源开发、太空旅游等方面均蕴含着重大应用前景；往远(yuǎn)看，地月空间是人类拓展生存空间的新(xīn)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。 构建三星星座的DRO有(yǒu)什么特别 地(dì)月空间三星(sānxīng)星座示意图此次引起关注的(de)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。那这种轨道有什么特别之处，为何非它不可(bùkě)呢？ 宇宙中任何一个物体都受到(shòudào)万有引力的作用，这也意味着它将受到这些力的驱使，运动在特定轨道(guǐdào)上。广袤的地(dì)月空间内，地球和月球是最主要的引力源，在它们(tāmen)引力的共同驱使下，形成了不同的卫星飞行力学(lìxué)环境，进而造就了地球低轨道、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(bèihòu)的主要舞台。 DRO因具有特殊的(de)(de)运动特性，被科学家称为远距离逆行轨道：“远距离”体现在(zài)距离地球31万-45万千米、距离月球7万-10万千米；“逆行”体现在从月球上看DRO的卫星是逆着走的，而在地球上看DRO的卫星和月球是顺着走的，即(jí)所谓的“顺行绕地(ràodì)、逆行绕月”。 DRO由于具有以下(yǐxià)3个主要特点，成为地月空间的稀缺资源。 特点一：势能高地，全域可达。地球和月球这两个沉重的天体仿佛在宇宙的平静表面砸下两个大坑(dàkēng)，两个大坑的边缘形成(xíngchéng)了巨大且广袤的势能高地，这就是DRO轨道族。在这里(zhèlǐ)居高临下，俯瞰(fǔkàn)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(jiǎoluò)。 特点二：受力平衡，长期稳定(wěndìng)。卫星到达DRO这个地月空间内高地后，收获了一种极致(jízhì)的动力学平衡和稳定。从目前的理论研究和实际飞行(fēixíng)实验来看，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(kāizhǎn)“以时间换能量”的低能转移变轨。 成功验证“卫星(wèixīng)跟踪卫星”定轨新技术 在没有任何成功经验可借鉴的前提下，构建地(dì)月(yuè)(yuè)(yuè)空间三星星座(xīngzuò)非常不容易。据中国科学院空间应用工程与技术中心副主任王强研究员介绍，2017年，科研团队率先(shuàixiān)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，成功进入距离地球约(yuē)500千米高的太阳同步轨道，并正常(zhèngcháng)开展相关实验；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(shícè)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(dìngguǐ)精度，标志着我国首次成功验证了卫星跟踪卫星的天基测定轨新体制(tǐzhì)。 目前，DRO已被证实(zhèngshí)可用于卫星跟踪卫星天基自主定轨(dìngguǐ)技术应用，以及三星组网的星间星地通信实验等。同时，它的低能量转移特性(tèxìng)能够实现节省燃料进入、长期驻留(zhùliú)、容易离开，非常适合担任月球和深空任务的中转站。例如，将(jiāng)DRO作为(zuòwéi)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(háishì)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就是我们出发的下一站。 （供图：中国科学院空间(kōngjiān)应用工程与技术中心、视觉中国） 来源：北京日报(běijīngrìbào)客户端