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）的地月(yuè)空间(kōngjiān)三星(sānxīng)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(fāzhǎn)有何(yǒuhé)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一说。 地(dì)月空间是行星际生存的唯一跳板 地月空间指地球(dìqiú)同步(tóngbù)轨道以外、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(wànqiānmǐ)一直延伸到200万千米的巨大区域。这里不仅包括(bāokuò)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(kuòdà)了上千倍。 地(dì)月空间是开启星际(xīngjì)征程的(de)必经之路，拥有丰富的物质(wùzhì)、能源、轨道、环境等战略资源。往近看(kàn)，地月空间在推动科学与技术发展、商业化月球资源开发、太空旅游等方面均蕴含着重大应用前景；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有什么(shénme)特别 地月空间三星(sānxīng)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(guǐdào)(guǐdào)）构建的，在国际上尚属首次。那这种(zhèzhǒng)轨道有什么特别之处，为何非它不可呢？ 宇宙中任何一个物体都受到(shòudào)万有引力的作用，这(zhè)也意味着它将受到这些力的驱使，运动在特定轨道上。广袤(guǎngmào)的地(dì)月空间内，地球和月球是(shì)最主要的引力源，在它们引力的共同驱使下，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(nìxíng)轨道：“远距离”体现在距离地球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(shì)逆着走的，而在地球上看DRO的卫星和月球是顺着(shùnzhe)走的，即所谓(suǒwèi)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(yuè)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(xià)两个大坑(dàkēng)，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(fǔkàn)地月，是扼守地月与深空的十字路口，可利用(lìyòng)势能优势轻易前往地月空间(kōngjiān)的任何角落。 特点二：受力平衡，长期稳定。卫星到达DRO这个地(dì)月空间内高地后，收获了(le)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(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。DRO积蓄了足够大的引力势能，像一个蓄满能量的弹簧。卫星可以凭借较小的推进力进入(jìnrù)弱稳定边界轨道(guǐdào)，开展“以时间换(huàn)能量”的低能转移变轨。 成功验证“卫星跟踪卫星”定轨新技术(jìshù) 在没有任何成功经验可(kě)借鉴的前提下，构建地月空间(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(zìzhǔ)创新(chuàngxīn)的地月空间大尺度(chǐdù)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(jìnrù)距离地球约500千米高的太阳(tàiyáng)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)月空间内大尺度的共振轨道，三颗卫星正式形成(xíngchéng)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(biāozhì)着我国首次成功(chénggōng)验证了卫星跟踪卫星的天基测定(cèdìng)轨新体制。 目前，DRO已被证实(zhèngshí)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、容易离开，非常适合担任月球和深空任务的中转站。例如，将DRO作为探测近地(jìndì)小行星(xiǎoxíngxīng)或火星(huǒxīng)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(rénlèi)实现“行星际”生存时，DRO就是我们出发的下一站。 （供图：中国科学院空间应用工程与技术中心、视觉(shìjué)中国） 来源：北京日报客户端(kèhùduān)