第A9版:新知

我国成功构建地月空间三星星座

地月空间三星星座示意图

地月空间三星星座探测宇宙伽马射线暴示意图 中国科学院空间应用工程与技术中心供图

探索地月空间“天然良港”的更多奥秘,为地月空间开发利用、空间科学前沿探索提供有力支撑!

中国科学院空间应用工程与技术中心最新消息显示,我国已成功构建由三颗卫星组成的地月空间三星星座,将聚焦地月空间远距离逆行轨道(DRO)开展深入科学研究。

为什么要探索地月空间DRO?

据介绍,地月空间是人类拓展活动空间的新空域。地月空间从地球低轨道延伸至距地球约200万公里,开发利用如此广袤的空间,人类需要在太空中找到一些“天然良港”作支撑。

地月空间DRO就是这样的“天然良港”。地月空间DRO是与月球公转方向相逆的绕月轨道,其中典型的一族DRO距离月球约7万至10万公里,距离地球约31万至45万公里,特殊的引力环境使其具备一系列独特属性。

“航天器可以在地月空间DRO稳定‘停泊’几十年甚至上百年;从这个‘天然良港’出发,航天器可以低能耗到达地月空间任何区域。”中国科学院空间应用工程与技术中心研究员王文彬介绍。

“基于这些独特属性,地月空间DRO有望成为部署空间应用基础设施的新高地,在助力空间科学探索、服务支援空间飞行器、支持载人深空探测等方面可发挥重要作用。”中国科学院空间应用工程与技术中心副主任王强说。

构建地月空间三星星座,旨在深入探索地月空间DRO规律特性、试验验证相关技术,为开发利用地月空间“天然良港”提供科技支撑。

三星星座构建过程并非一帆风顺

DRO-L卫星于2024年2月3日成功进入预定轨道,此后发射的另外两颗卫星却遭遇了发射异常。

2024年3月13日,DRO-A/B双星组合体发射升空后,运载火箭一二级飞行正常,上面级飞行异常,卫星未能进入预定轨道。面对发射异常,工程团队并未放弃,而是立即展开一场太空救援。

团队实施了多次近地点轨道机动补救控制,历经123天飞行,航程近850万公里,两颗“星坚强”最终准确进入预定轨道,并顺利开展了后续的在轨测试。

2024年8月30日,三颗卫星两两之间成功构建K频段微波星间测量通信链路,地月空间三星星座成功实现在轨部署。

“对两颗卫星的太空救援,充分展示了我国在深空故障恢复和自主导航技术上的突破。”中国科学院微小卫星创新研究院正高级工程师张军说。

据介绍,三星互联组网后,已开展了多项前沿科学实验及新技术试验,推动地月空间DRO探索研究取得一系列重要进展。

“未来,我们将持续探索地月空间环境演化规律,推动地月空间和平开发利用,同时利用地月空间DRO的长期稳定性,部署更多天基科研平台,支持量子力学、原子物理等领域前沿科学问题研究。”王强说。据新华社

地月征程

发射异常

2024年3月13日20时51分,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭/远征一号S上面级发射DRO-A/B双星组合体,运载火箭一二级飞行正常,上面级飞行异常,卫星未准确进入预定轨道。

太空救援

2024年3月13日23时前后,重达581公斤的双星组合体以每秒超过200度的速度疯狂翻滚,离心力足以将太阳帆板像纸片般撕碎。工程总体会同卫星系统、载荷系统和测控系统迅速制定应急处置措施。

跨越“死亡线”

2024年3月18日、23日,科研团队成功实施两次近地点轨道机动补救控制,DRO-A/B双星组合体的高度被相继抬高到24万公里、38万公里,越过“死亡线”。4月2日,实施关键奔月机动,“加速”成功,卫星进入预设低能地月转移轨道,先后经过月球引力和太阳引力助力,飞向目标DRO。

太空掠影

2024年4月9日,DRO-A卫星的星载相机从太空捕获了日全食的壮观景象,以其独特的视角记录了日全食移动与地球自转的完美协同,弥补了国内无法直接观测这一奇观的遗憾。

抵达目的地

2024年7月15日,成功实施DRO入轨机动,“负伤”的DRO-A/B双星组合体,在科研团队的补救下成功入轨。组合体历经123天飞行,4次经过地球附近,3次经过月球附近,航程约850万公里,终于进入预定轨道。

三星互联

2024年8月28日,DRO-A/B双星组合体在DRO成功分离。8月30日,DRO-A、DRO-B两颗卫星和此前发射成功的DRO-L卫星,两两之间成功构建K频段微波星间测量通信链路,首次验证地月空间尺度三星互联互通的组网通信。全球首个基于DRO的地月空间三星星座成功实现在轨部署。

点亮“地月灯塔”

2025年3月底,DRO-B卫星离开DRO,三颗卫星进一步建成更大空间尺度的“地月灯塔”。截至4月15日,地月空间三星星座已在轨稳定运行200多天,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基础。

据中国青年报