記者15日從中國(guó)科學(xué)院獲悉，由中國(guó)科學(xué)院A類(lèi)戰(zhàn)略性先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)“地月空間DRO探索研究”部署研制的三顆衛(wèi)星目前已經(jīng)在地月空間穩(wěn)定建立百萬(wàn)公里級(jí)星間測(cè)量通信鏈路，標(biāo)志著我國(guó)已成功構(gòu)建國(guó)際首個(gè)地月空間三星星座，并取得多項(xiàng)原創(chuàng)性科技成果，為我國(guó)開(kāi)發(fā)利用地月空間、引領(lǐng)空間科學(xué)前沿探索奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
地月空間是從地球軌道向外拓展的新空域，距離地球最遠(yuǎn)可達(dá)200萬(wàn)公里，相對(duì)地球軌道空間，其三維空間范圍擴(kuò)大了上千倍。開(kāi)拓與利用地月空間對(duì)于月球資源開(kāi)發(fā)利用、人類(lèi)地外長(zhǎng)期駐留與跨行星活動(dòng)、可持續(xù)發(fā)展的太陽(yáng)系探索等均具有重大戰(zhàn)略意義。中國(guó)科學(xué)院在2017年啟動(dòng)了相關(guān)預(yù)先研究及關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。2022年2月，先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)啟動(dòng)，計(jì)劃研制并發(fā)射三顆衛(wèi)星，構(gòu)建一個(gè)地月空間大尺度衛(wèi)星星座，探索DRO(遠(yuǎn)距離逆行軌道的英文縮寫(xiě))獨(dú)特性質(zhì)及應(yīng)用價(jià)值。
專(zhuān)項(xiàng)選取的DRO是一類(lèi)距離地球約31到45萬(wàn)公里、距離月球約7到10萬(wàn)公里的軌道，可以看作連接地球、月球和深空的交通樞紐，具有衛(wèi)星可以低能耗進(jìn)入、穩(wěn)定停泊、低能耗全域可達(dá)等優(yōu)點(diǎn)。
構(gòu)成地月空間三星星座的DRO-L星于2024年2月發(fā)射，并成功進(jìn)入太陽(yáng)同步軌道。
DRO-A星和B星于2024年3月發(fā)射，7月15日成功進(jìn)入DRO任務(wù)軌道。當(dāng)年8月首次實(shí)現(xiàn)三星組網(wǎng)。
按計(jì)劃，A星將長(zhǎng)期停泊在DRO軌道，也就是靠近月球的遠(yuǎn)距逆行軌道，B星已于近期離開(kāi)DRO軌道，飛向共振軌道。
從2024年地月空間三星星座構(gòu)建以來(lái)，我國(guó)科學(xué)家已經(jīng)利用它在諸多方面實(shí)現(xiàn)地月空間研究的重要突破。
科研團(tuán)隊(duì)在多年地月空間航天動(dòng)力學(xué)與空間探索研究基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性提出以飛行時(shí)間換取更大載荷重量和應(yīng)急處置裕度的設(shè)計(jì)理念，最終僅消耗傳統(tǒng)手段五分之一的燃料就完成了衛(wèi)星地月轉(zhuǎn)移及DRO低能耗入軌，這是國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)航天器DRO低能耗入軌。這一突破顯著降低了地月空間進(jìn)入成本，為大規(guī)模地月空間開(kāi)發(fā)利用開(kāi)辟了新路徑。
科研團(tuán)隊(duì)還在國(guó)際上首次驗(yàn)證了117萬(wàn)公里K頻段星間微波測(cè)量通信鏈路，突破了地月空間大尺度星座構(gòu)建核心關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。在空間科學(xué)方面，科研人員開(kāi)展了探測(cè)伽馬射線暴等天文物理研究，并在地月空間嘗試了運(yùn)行原子鐘等一系列新技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目。
除此以外，科研人員還成功驗(yàn)證了衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星的天基測(cè)定軌新體制，利用3小時(shí)星間測(cè)量數(shù)據(jù)就實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)方式2天以上跟蹤測(cè)量數(shù)據(jù)的定軌精度。這一突破顯著降低了地月空間航天器測(cè)定軌成本，為航天器高效運(yùn)行開(kāi)辟了新路徑。
據(jù)中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員王文彬介紹，這項(xiàng)成果在國(guó)際上首次驗(yàn)證了利用衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星，而不是地面去跟蹤衛(wèi)星，相當(dāng)于是把傳統(tǒng)的地面站變成了一顆衛(wèi)星，放到了一個(gè)低軌的軌道上，為我國(guó)未來(lái)的地月空間探索，包括深空探索開(kāi)辟了一個(gè)新的技術(shù)途徑，更多地去服務(wù)于地月空間的各種各樣軌道的定軌、導(dǎo)航、授時(shí)，為我國(guó)將來(lái)開(kāi)展大規(guī)模地月空間商業(yè)活動(dòng)提供了一個(gè)高效的解決方案。
(總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉 李峻)