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(jīyú)DRO（远距离逆行轨道）的地月空间(kōngjiān)三星星座，开启了地月空间探索新纪元。大家对于探月(tànyuè)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(hòu)，将承担哪些科研任务？我们请中国科学院空间应用工程与技术中心副研究员毛新愿来说(láishuō)一说。 地月(yuè)空间是行星际生存的唯一跳板 地月(yuè)空间指地球同步轨道以外、主要受地球和月球(yuèqiú)引力(yǐnlì)影响的(de)三维宇宙空间(yǔzhòukōngjiān)，是从距离地球3.6万千米一直延伸到200万千米的巨大区域。这里不仅(bùjǐn)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(de)必经之路，拥有丰富的物质、能源、轨道、环境(huánjìng)等战略资源。往近看，地月空间在推动科学与技术发展、商业化月球资源开发、太空旅游等方面均(jūn)蕴含着重大(zhòngdà)应用前景；往远看，地月空间是人类拓展生存空间的新疆域，是抵达火星乃至更远深空实现行星际生存的唯一跳板。 构建三星星座的DRO有(yǒu)什么特别 地月空间三星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(shénme)特别之处(tèbiézhīchù)，为何(wèihé)非它不可呢？ 宇宙中任何(rènhé)一个物体都受到万有引力的(de)作用，这也意味着(yìwèizhe)它(tā)将受到这些力的驱使，运动在特定轨道(guǐdào)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(tāmen)引力的共同驱使下，形成了不同的卫星飞行力学环境，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的主要舞台。 DRO因具有特殊的(de)运动特性，被科学家(kēxuéjiā)称为远距离逆行轨道：“远距离”体现在距离地球31万(wàn)-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(zǒu)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、逆行绕月”。 DRO由于具有以下3个主要特点，成为地(dì)月空间的稀缺资源。 特点一：势能(shìnéng)高地(dì)，全域可达。地球(dìqiú)和月球这两个(liǎnggè)沉重的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(jiǎoluò)。 特点二：受力(shòulì)平衡(pínghéng)，长期稳定(wěndìng)。卫星到达DRO这个地月空间内高地后，收获了一种极致的动力学平衡和稳定。从目前的理论研究和实际飞行实验来看，DRO任务实现百年稳定并不是梦。 特点三：蓄势待发，低能转移。DRO积蓄了足够大(dà)的引力势能，像一个(yígè)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(chénggōng)验证“卫星跟踪卫星”定轨新技术 在没有任何(rènhé)成功经验(chénggōngjīngyàn)可借鉴的(de)前提下，构建地月空间三星星座非常不容易。据中国科学院空间应用工程(gōngchéng)与技术中心副主任王强研究(yánjiū)员介绍，2017年，科研团队(tuánduì)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”，提出自主创新的地月空间大尺度三星星座方案；2024年2月3日，首颗(shǒukē)卫星DRO-L发射，成功进入距离地球约500千米高(gāo)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双星组合体最终准确进入预定DRO轨道。 2025年3月底，DRO-B卫星离开DRO奔向地(dì)月空间内大尺度的(de)共振轨道，三颗(sānkē)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(gēnzōng)测量数据的定轨精度，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。 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(sānxīng)组网的星间星地通信实验等。同时，它(tā)的低能量转移特性能够实现节省燃料进入、长期驻留、容易(róngyì)离开，非常适合担任月球和深空任务(rènwù)的中转站。例如，将DRO作为探测近地(jìndì)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(wúrén)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(wǒmen)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：北京日报客户端(kèhùduān)