850萬公里太空“極限救援”

“一場驚心動魄的太空救援，一次深空探索新的突破！” 4月15日，記者從在北京舉辦的“地月空間DRO探索研究學術研討會”上獲悉，我國已成功構建國際首個基于DRO的地月空間三星星座，并取得多項原創性重要成果，為我國開發利用地月空間，引領空間科學前沿探索奠定了堅實的科技基礎。

地月空間DRO

地月空間的遠距離逆行軌道（DRO）被譽為連接地球、月球和深空的交通樞紐，在空間科學、空間應用領域長期以來備受關注。

就如通過航海發現新大陸、利用空氣動力實現洲際飛行、利用火箭進入太空一樣，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。

地月空間是從近地軌道、近月軌道向外拓展的新空域，距離地球最遠可達200萬千米；相對近地軌道空間，其三維空間范圍擴大上千倍。

遠距離逆行軌道（DRO）是地月空間中一類十分獨特的有界周期軌道族，順行繞地、逆行繞月。其中位于相對地月的勢能高位軌道族，是連接地球、月球和深空的交通樞紐，具有低能進入、穩定停泊、低能全域可達等獨特屬性，是地月空間的天然太空港。

對此，中國科學家同樣在密切關注、積極探索并迎難而上。

中國科學院空間應用工程與技術中心（空間應用中心）4月15日下午在北京舉行的“地月空間DRO探索研究學術研討會”上透露，中國科學院A類戰略性先導專項“地月空間DRO探索研究”已取得包括創造三個國際首次在內的重要建設進展：

成功構建國際首個基于DRO的地月空間三星星座，并實現航天器DRO低能耗入軌、驗證117萬公里K頻段星間微波測量通信鏈路、驗證地月空間衛星跟蹤衛星定軌導航新質能力等三個國際首次。

戰略啟動

學術研討會上，中國科學院空間應用中心研究員王文彬、張皓和中國科學院微小衛星創新研究院正高級工程師張軍等分別介紹“地月空間DRO探索研究”專項相關進展。

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，率先闡明了地月空間DRO的獨特屬性和戰略價值，取得了一系列重要理論突破，刻畫了DRO的動力學相空間結構，定量揭示了其低能入軌特性，并啟動了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類戰略性先導專項“地月空間DRO探索研究”，提出自主創新、新穎獨特、簡潔可行的地月空間大尺度三星星座規劃。

中國科學院空間應用中心作為該先導專項工程總體單位，負責DRO低能入軌飛行任務總體設計、抓總載荷研制系統及地面應用系統研制建設，中國科學院微小衛星創新研究院負責抓總衛星研制，北京航天飛行控制中心負責衛星測控。

2024年2月3日，經奮力攻關，該先導專項首顆試驗衛星DRO-L，成功進入太陽同步軌道，并正常開展相關實驗。

太空歷險

2024年3月13日，DRO-A/B雙星組合體在西昌衛星發射中心發射升空。運載火箭一、二級飛行正常，但由于上面級飛行異常，衛星未能準確進入預定軌道。

面對突如其來的變故，中國科學家團隊處變不驚，立即開始了一場驚心動魄的太空“衛星極限生死救援”。

“衛星的測控閃斷了很久，信號恢復時我們震驚地發現，衛星正在以每秒大約200度的速度高速旋轉。”中國科學院空間應用工程與技術中心研究員張皓回憶，當時，測控大廳中彌漫著緊張氣氛。但每個人都快速冷靜下來，開始應急處置，先讓衛星穩住身形。

一張張手寫的發令單如雪片般飛來，一條條指令上注，衛星終于慢慢停止了旋轉，但狀態不容樂觀——它們實際進入的軌道大小，還不到計劃軌道的二分之一；衛星的太陽能帆板也發生“折翼”，這可能導致能量危機。不幸中的萬幸是，衛星的所有載荷功能均正常。

在原本的任務計劃中，衛星就將通過多次機動控制和修正，進入順行繞地、逆行繞月的DRO軌道。這條軌道仿佛是地月空間中的“喜馬拉雅山”，處于勢能高地，是連接地球、月球、深空的路口。而工程團隊現在要做的，是重新調整控制方案，利用有限的燃料完成救援。

張皓和同事整整兩天不眠不休，拿出了一套全新方案，計劃利用5次變軌機會，幫助衛星重回正軌。“第一次控制指令發出，一切都按我們預想的方案推進。”張皓的臉上浮現笑容，“當時我就堅信，‘星堅強’一定能抵達目的地！”

在深空中，衛星仍在努力飛行，地面團隊則不時通過測控信號的“風箏線”調控衛星姿態。經過123個日夜，2024年7月15日，衛星最后一次入軌機動完成，準確進入預定任務軌道。

在發射出現異常情況下，我國科研團隊成功緊急實施了多次近地點軌道機動補救控制，DRO-A/B雙星組合體在歷經近850萬公里航程后，最終準確進入預定軌道，為后續的衛星載荷在軌測試提供了基本保障和有效支撐。

太空部署

2024年8月28日，DRO-A/B衛星組合體成功分離。8月30日，DRO-A/B衛星分別與DRO-L衛星成功構建K頻段微波星間測量通信鏈路，驗證了三星互聯互通的組網模式，這標志著全球首個基于DRO的地月空間三星星座成功實現在軌部署。

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研究員介紹，三星互聯組網成功后，已持續開展了多項前沿科學實驗及新技術試驗，推動地月空間DRO探索研究取得了一系列實質性突破。

2024年8月28日，DRO-A/B衛星組合體成功分離。8月30日，DRO-A/B衛星分別與DRO-L衛星成功構建K頻段微波星間測量通信鏈路，驗證了三星互聯互通的組網模式，這標志著全球首個基于DRO的地月空間三星星座成功實現在軌部署。

國際上首次實現航天器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，并在先導專項中得到驗證，最終消耗了傳統手段五分之一的極少燃料，即完成了地月轉移及DRO低能耗入軌，這是我國航天器首次實現低能耗地月轉移。這一突破顯著降低了地月空間進入成本，為大規模地月空間開發利用開辟了新路徑。

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，取得了地月空間大尺度星座構建核心關鍵技術。

國際首次驗證地月空間衛星跟蹤衛星定軌導航新質能力。面對月球及深空探測任務中地基測控手段定軌精度不足、實施代價高、效率低等突出問題，中國科學院先導專項成功驗證了衛星跟蹤衛星的天基測定軌新體制，利用3小時星間測量數據就實現了傳統方式2天以上跟蹤測量數據的定軌精度。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。

中國科學院空間應用工程與技術中心研究員王文彬介紹，實驗成果在國際上首次驗證了利用衛星跟蹤衛星，而不是地面去跟蹤衛星，相當于是把傳統的地面站變成了一顆衛星，放到了一個低軌的軌道上，為我國未來的地月空間探索，包括深空探索開辟了一條新的技術途徑，更多地去服務于地月空間的各種各樣軌道的定軌、導航、授時，為我國將來開展大規模地月空間商業活動提供了一個高效的解決方案。

與會專家還披露，三星星座中的DRO-B衛星，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。

王強指出，在“地月空間DRO探索研究”專項中，科研團隊在工程強約束和發射異常的情況下，已獲得低能地月軌道設計、軌道重構、衛星能源風險管控等方面的實踐經驗，為中國后續發射部署更多的地月空間航天器，積累了寶貴的理論方法和工程經驗。

他強調，未來，中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境演化規律。同時，利用地月空間DRO長期穩定性，部署70億年誤差1秒的原子光鐘，支持量子力學、原子物理等領域基本科學問題研究，開展廣義相對論更高精度的驗證等。