地月空間是指從地球低軌延伸至月球（約38萬公里）以及遠至200萬公里的空間。在這片空間探索的新“藍海”中，有一類非常重要的軌道——遠距離逆行軌道（DRO）。它是三體動力學軌道，距離地球約31萬至45萬公里，距離月球約7萬至10萬公里，衛(wèi)星在這里順行繞地、逆行繞月。中國科學院空間應用工程與技術中心（以下簡稱“中國科學院空間應用中心”）研究員王文彬說：“這一軌道位于地月空間的勢能高地，是連接地球、月球、深空的‘十字路口’。”
4月15日，我國科學家在地月空間DRO探索研究學術研討會上披露：我國在上述重要戰(zhàn)略軌道上率先構建了由3顆衛(wèi)星組成的地月空間三星星座，并取得多項原創(chuàng)性重要成果，為和平開發(fā)利用地月空間、引領空間科學前沿探索奠定了堅實基礎。
“天然良港”成為科學應用新空域
王文彬把DRO稱為地月空間“天然良港”，認為該軌道有三大獨特優(yōu)勢：低能入軌，用較少能源就能將衛(wèi)星送入軌道；穩(wěn)定停泊，“地月空間很多地方是不太穩(wěn)定的，但這一軌道比較穩(wěn)定，衛(wèi)星用很少能源就能在軌道穩(wěn)定運行”；全域可達，是連接地球、月球和深空的交通樞紐，“不僅可以幫助我們探索月球，還能成為深空探索的中轉站”。
中國科學院空間應用中心副主任、“地月空間DRO探索研究”先導專項工程副總指揮王強說：“地月空間DRO有望成為空間科學探索的新疆域、部署空間應用基礎設施的新高地、支持載人深空探索的新起點，因此受到各航天大國的高度關注。”
中國科學家從2017年就開始關注這一空域。王強介紹，2017年，中國科學院空間應用中心科研團隊通過多年應用基礎理論研究，率先闡明地月空間DRO的獨特屬性和戰(zhàn)略價值，啟動預先研究和關鍵技術攻關；2022年2月，中國科學院啟動實施A類戰(zhàn)略性先導專項“地月空間DRO探索研究”，創(chuàng)新性提出地月空間大尺度三星星座規(guī)劃；2024年2月3日，該先導專項首顆試驗衛(wèi)星DRO-L成功進入太陽同步軌道并正常開展相關實驗；2024年3月13日，DRO-A/B雙星組合體在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，雖然最初未能準確進入預定軌道，但在科研團隊的努力下終于入軌。
“一次史詩級的救‘星’任務”
中國科學院空間應用中心研究員張皓把DRO-A/B稱為“星堅強”。面對衛(wèi)星未能入軌的突發(fā)情況，科研團隊開始了一場驚心動魄的太空“衛(wèi)星極限生死救援”。“那時非常緊張，我們工程團隊馬上進入狀態(tài)，迅速制定應急處置措施，緊急上注姿態(tài)控制命令、有效實現(xiàn)速率阻尼、建立太陽翼對日姿態(tài)、成功實現(xiàn)星上蓄電池充放電平衡……”
從2024年3月13日到8月28日，共計167個晝夜。雙星暫不分離、繞月橢圓全局重構、地月轉移局部重構……這個平均年齡只有30歲的科研團隊，終于將DRO-A/B衛(wèi)星送入預定任務軌道。“這一年，我們成功實施了一次史詩級的救‘星’任務。”中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院正高級工程師張軍說。
終于，在2024年8月28日，工程團隊通過遠程操控讓DRO-A/B衛(wèi)星組合體成功分離，且處于同軌編隊伴飛狀態(tài)。分離30分鐘內，雙星互相拍照。張軍回憶：“這不僅讓我們對衛(wèi)星太陽翼受損情況有了清晰了解，更為重要的是，技術指標顯示，分離后雙星能源平衡，平臺及載荷工作正常。當時，測控大廳內響起一片歡呼！”
未來將涌現(xiàn)更多“國際首次”
“本次地月空間DRO探索研究取得一系列實質性突破，包括多項‘國際首次’。”王強說。
——國際上首次實現(xiàn)航天器DRO低能耗入軌。中國科學院空間應用中心科研團隊在多年地月空間航天動力學與空間探索研究基礎上，創(chuàng)新性提出以飛行時間換取更大載荷重量和應急處置裕度的設計理念，并在該先導專項中得到驗證，最終消耗傳統(tǒng)手段1/5的極少燃料，完成地月轉移及DRO低能耗入軌。這是我國航天器首次實現(xiàn)低能耗地月轉移，相關突破顯著降低地月空間進入成本，為大規(guī)模地月空間開發(fā)利用開辟了新路徑。
——國際上首次驗證117萬公里K頻段星間/星地微波測量通信鏈路，突破地月空間大尺度星座構建核心關鍵技術瓶頸。
——國際上首次驗證地月空間衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星定軌導航新質能力。隨著三星互聯(lián)組網成功，我國成功驗證衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星的天基測定軌新體制，通過在軌衛(wèi)星3小時星間測量數(shù)據(jù)，即實現(xiàn)傳統(tǒng)方式2天跟蹤測量數(shù)據(jù)的定軌精度。這一突破顯著降低了地月空間航天器運行成本、大幅提升了運行效率，為航天器高效運行開辟了新路徑。
據(jù)悉，DRO-B衛(wèi)星已于2025年3月底開始實施地月巡航機動任務，正在向共振軌道可控轉移。王強介紹，未來，我國科研團隊將秉持和平利用太空的理念，進一步研究地月空間復雜多樣的三體軌道問題，認識和掌握地月空間環(huán)境演化規(guī)律；利用DRO長期穩(wěn)定性，部署E-18量級的原子光鐘，支持量子力學、原子物理等領域基本科學問題研究，并開展廣義相對論更高精度的驗證等。
地月空間是指從地球低軌延伸至月球（約38萬公里）以及遠至200萬公里的空間。在這片空間探索的新“藍海”中，有一類非常重要的軌道——遠距離逆行軌道（DRO）。它是三體動力學軌道，距離地球約31萬至45萬公里，距離月球約7萬至10萬公里，衛(wèi)星在這里順行繞地、逆行繞月。中國科學院空間應用工程與技術中心（以下簡稱“中國科學院空間應用中心”）研究員王文彬說：“這一軌道位于地月空間的勢能高地，是連接地球、月球、深空的‘十字路口’。”
4月15日，我國科學家在地月空間DRO探索研究學術研討會上披露：我國在上述重要戰(zhàn)略軌道上率先構建了由3顆衛(wèi)星組成的地月空間三星星座，并取得多項原創(chuàng)性重要成果，為和平開發(fā)利用地月空間、引領空間科學前沿探索奠定了堅實基礎。
“天然良港”成為科學應用新空域
王文彬把DRO稱為地月空間“天然良港”，認為該軌道有三大獨特優(yōu)勢：低能入軌，用較少能源就能將衛(wèi)星送入軌道；穩(wěn)定停泊，“地月空間很多地方是不太穩(wěn)定的，但這一軌道比較穩(wěn)定，衛(wèi)星用很少能源就能在軌道穩(wěn)定運行”；全域可達，是連接地球、月球和深空的交通樞紐，“不僅可以幫助我們探索月球，還能成為深空探索的中轉站”。
中國科學院空間應用中心副主任、“地月空間DRO探索研究”先導專項工程副總指揮王強說：“地月空間DRO有望成為空間科學探索的新疆域、部署空間應用基礎設施的新高地、支持載人深空探索的新起點，因此受到各航天大國的高度關注。”
中國科學家從2017年就開始關注這一空域。王強介紹，2017年，中國科學院空間應用中心科研團隊通過多年應用基礎理論研究，率先闡明地月空間DRO的獨特屬性和戰(zhàn)略價值，啟動預先研究和關鍵技術攻關；2022年2月，中國科學院啟動實施A類戰(zhàn)略性先導專項“地月空間DRO探索研究”，創(chuàng)新性提出地月空間大尺度三星星座規(guī)劃；2024年2月3日，該先導專項首顆試驗衛(wèi)星DRO-L成功進入太陽同步軌道并正常開展相關實驗；2024年3月13日，DRO-A/B雙星組合體在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，雖然最初未能準確進入預定軌道，但在科研團隊的努力下終于入軌。
“一次史詩級的救‘星’任務”
中國科學院空間應用中心研究員張皓把DRO-A/B稱為“星堅強”。面對衛(wèi)星未能入軌的突發(fā)情況，科研團隊開始了一場驚心動魄的太空“衛(wèi)星極限生死救援”。“那時非常緊張，我們工程團隊馬上進入狀態(tài)，迅速制定應急處置措施，緊急上注姿態(tài)控制命令、有效實現(xiàn)速率阻尼、建立太陽翼對日姿態(tài)、成功實現(xiàn)星上蓄電池充放電平衡……”
從2024年3月13日到8月28日，共計167個晝夜。雙星暫不分離、繞月橢圓全局重構、地月轉移局部重構……這個平均年齡只有30歲的科研團隊，終于將DRO-A/B衛(wèi)星送入預定任務軌道。“這一年，我們成功實施了一次史詩級的救‘星’任務。”中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院正高級工程師張軍說。
終于，在2024年8月28日，工程團隊通過遠程操控讓DRO-A/B衛(wèi)星組合體成功分離，且處于同軌編隊伴飛狀態(tài)。分離30分鐘內，雙星互相拍照。張軍回憶：“這不僅讓我們對衛(wèi)星太陽翼受損情況有了清晰了解，更為重要的是，技術指標顯示，分離后雙星能源平衡，平臺及載荷工作正常。當時，測控大廳內響起一片歡呼！”
未來將涌現(xiàn)更多“國際首次”
“本次地月空間DRO探索研究取得一系列實質性突破，包括多項‘國際首次’。”王強說。
——國際上首次實現(xiàn)航天器DRO低能耗入軌。中國科學院空間應用中心科研團隊在多年地月空間航天動力學與空間探索研究基礎上，創(chuàng)新性提出以飛行時間換取更大載荷重量和應急處置裕度的設計理念，并在該先導專項中得到驗證，最終消耗傳統(tǒng)手段1/5的極少燃料，完成地月轉移及DRO低能耗入軌。這是我國航天器首次實現(xiàn)低能耗地月轉移，相關突破顯著降低地月空間進入成本，為大規(guī)模地月空間開發(fā)利用開辟了新路徑。
——國際上首次驗證117萬公里K頻段星間/星地微波測量通信鏈路，突破地月空間大尺度星座構建核心關鍵技術瓶頸。
——國際上首次驗證地月空間衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星定軌導航新質能力。隨著三星互聯(lián)組網成功，我國成功驗證衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星的天基測定軌新體制，通過在軌衛(wèi)星3小時星間測量數(shù)據(jù)，即實現(xiàn)傳統(tǒng)方式2天跟蹤測量數(shù)據(jù)的定軌精度。這一突破顯著降低了地月空間航天器運行成本、大幅提升了運行效率，為航天器高效運行開辟了新路徑。
據(jù)悉，DRO-B衛(wèi)星已于2025年3月底開始實施地月巡航機動任務，正在向共振軌道可控轉移。王強介紹，未來，我國科研團隊將秉持和平利用太空的理念，進一步研究地月空間復雜多樣的三體軌道問題，認識和掌握地月空間環(huán)境演化規(guī)律；利用DRO長期穩(wěn)定性，部署E-18量級的原子光鐘，支持量子力學、原子物理等領域基本科學問題研究，并開展廣義相對論更高精度的驗證等。
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