我国成功构建国际首个基于DRO的地月空间三星星座

4月15日，澎湃新闻从在北京举办的“地月空间DRO探索研究学术研讨会”上获悉，由中国科学院A类战略性先导专项“地月空间DRO探索研究”部署研制的DRO-A/B两颗卫星，在抵达并驻留地月空间“远距离逆行轨道（Distant Retrograde Orbit，简称DRO）”后，已与先前发射的DRO-L近地轨道卫星建立起星间测量通信链路，这标志着我国已成功构建国际首个基于DRO的地月空间三星星座，并取得多项原创性重要成果，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基础。

不仅如此，DRO-A/B两颗卫星发射一周年以来，还实现了国际首次DRO低能入轨飞行任务取得圆满成功，以及国际首次实现LEO卫星（低轨道地球卫星）跟踪测量天基测定轨新质能力在轨验证。

上述研讨会由专项工程总体单位中国科学院空间应用工程与技术中心（以下简称“中国科学院空间应用中心”）主办。

研讨会现场，中国科学院空间应用中心研究员王文彬介绍地月空间DRO探索研究相关情况。本文图片均为 澎湃新闻记者 程婷 摄

探索新疆域：地月空间远距离逆行轨道

地月空间是从近地轨道、近月轨道向外拓展的新空域，距离地球最远可达200万千米；相对近地轨道空间，其三维空间范围扩大上千倍。开拓与利用地月空间新领域对于取得新质能力，支持月球资源开发利用、人类深空驻留与跨行星活动，以及可持续发展太阳系探索等，均具有重大意义。

远距离逆行轨道（DRO）是地月空间中一类十分独特的有界周期轨道族，顺行绕地、逆行绕月。其中位于相对地月的势能高位轨道族，是连接地球、月球和深空的交通枢纽，具有低能进入、稳定停泊、低能全域可达等独特属性，是地月空间的天然良港。

就如通过航海发现新大陆、利用空气动力实现洲际飞行、利用火箭进入太空一样，地月空间DRO有望成为空间科学探索的新空域、部署空间应用基础设施的新高地、支持载人深空探索的新起点，因此已经受到各航天大国的高度关注。对此，中国科学家同样在密切关注、积极探索并迎难而上。

2017年，中国科学院空间应用中心科研团队通过多年应用基础理论研究，率先阐明了地月空间DRO的独特属性和战略价值，取得了一系列重要理论突破，刻画了DRO的动力学相空间结构，定量揭示了其低能入轨特性，并启动了预先研究和关键技术攻关。

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”，提出自主创新、新颖独特、简洁可行的地月空间大尺度三星星座规划。任务目标是研制并发射三颗试验卫星DRO-A、DRO-B、DRO-L。

2024年2月3日，经奋力攻关，该先导专项首颗试验卫星DRO-L，成功进入太阳同步轨道，并正常开展相关实验。

2024年3月13日，DRO-A/B双星组合体在西昌卫星发射中心发射升空。运载火箭一二级飞行正常，但由于上面级飞行异常，卫星未能准确进入预定轨道。

跨越“死亡线”，完成太空“卫星极限生死救援”

面对突如其来的变故，中国科学家团队立即开始了一场惊心动魄的太空“卫星极限生死救援”。

科学家团队根据地面测控站捕获到时断时续的卫星遥测数据分析判断，DRO-A/B卫星组合体正在以200°/S的速度快速翻滚。工程团队迅速制定应急处置措施：紧急上注姿态控制命令、有效实现速率阻尼、建立太阳翼对日姿态、成功实现星上蓄电池充放电平衡。

7个小时后，经卫星遥测数据分析判断：DRO-A卫星太阳翼可转动但无法锁定，DRO-B卫星太阳翼既无法转动，也无法锁定；只能通过定期调整卫星组合体姿态，维持卫星能源安全。

卫星能源安全问题解决后，科研团队又开始直面卫星入轨高度严重不足的难题。经遥测分析，DRO-A/B实际进入的初始轨道远地点高度仅为13.4万千米，远低于预先设计的30万千米。

3月15日，工程总师、中国科学院微小卫星创新研究院研究员林宝军果断做出决策：双星不分离，并迅速制定轨道重构策略，通过双星交替利用燃料抬升轨道高度，全力保障卫星组合体飞抵DRO。

3月18日和23日，工程团队成功实施两次近地点轨道机动补救控制，DRO-A/B卫星高度被相继抬高到24万千米、38万千米，越过“死亡线”。

4月2日，DRO-A/B卫星成功实施关键奔月机动，进入预设低能地月转移轨道。

7月15日，DRO-A/B卫星成功实施DRO入轨机动，准确进入预定任务轨道。在发射出现异常情况下，DRO-A/B卫星历经123天飞行，航程超过800万千米，终于进入预定轨道，为后续的卫星载荷在轨测试，提供了基本保障和有效支撑。

中国科学院微小卫星创新研究院正高级工程师张军表示，DRO小卫星最终成功进入预定轨道，展示了中国在深空故障恢复和自主导航技术上的突破，凸显了小型卫星在复杂任务中的灵活性和适应性。

研讨会现场，张军介绍DRO卫星平台创新点等。

成功构建地月空间三星星座，开启新纪元

此后的2024年8月28日，工程团队开展了大胆细致的远程操控，使DRO-A/B卫星组合体成功分离，且处于同轨编队伴飞状态。分离30分钟内，双星互相拍照，科研人员对卫星太阳翼受损情况有了清晰了解。

更为重要的是，技术指标显示，分离后，双星能源平衡，平台及载荷工作正常。

8月30日，工程团队一鼓作气，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，验证了三星互联互通的组网模式。至此，全球首个基于DRO的地月空间三星星座成功实现在轨部署，并持续在DRO轨道探索、新质能力、地月尺度星间链路及载荷技术等方面，开展在轨演示验证和预定科学研究。

据中国科学院空间应用中心副主任、研究员王强介绍，该先导专项已经推动地月空间DRO探索研究取得了一系列实质性突破：

国际上首次实现航天器DRO低能耗入轨。中国科学院空间应用中心科研团队在多年地月空间航天动力学与空间探索研究基础上，创新性提出以飞行时间换取更大载荷重量和应急处置裕度的设计理念，并在该先导专项中得到验证，最终消耗传统手段五分之一的极少燃料，即完成了地月转移及DRO低能耗入轨，这是我国航天器首次实现低能耗地月转移。这一突破显著降低了地月空间进入成本，为大规模地月空间开发利用开辟了新路径，标志着我国地月空间探索新时代的来临。

国际上首次验证117万公里 K频段星间微波测量通信链路，突破了地月空间大尺度星座构建核心关键技术瓶颈。

国际首次验证地月空间卫星跟踪卫星定轨导航新质能力。随着三星互联组网成功，我国成功验证了卫星跟踪卫星的天基测定轨新体制，在轨卫星3小时星间测量数据，即实现了传统方式2天跟踪测量数据的定轨精度。这一突破显著降低了地月空间航天器运行成本，为航天器高效运行开辟了新路径。

据与会科研人员披露，DRO-B卫星已于2025年3月底开始实施地月巡航机动任务，正在向共振轨道可控转移。

王强表示，在地月空间DRO探索研究专项中，科研团队在工程强约束和发射异常的情况下，获得了低能地月轨道设计、轨道重构、卫星能源风险管控等方面的实践经验，为我国发射部署更多的地月空间航天器，积累了宝贵的理论方法和工程经验。

未来，我国科研团队将进一步研究地月空间复杂多样的三体轨道问题，认识和掌握地月空间环境演化规律；利用DRO长期稳定性，部署70亿年误差1秒的原子光钟，支持量子力学、原子物理等领域基本科学问题研究，开展广义相对论更高精度的验证等。

澎湃新闻从研讨会上了解到，中国科学院空间应用中心作为本先导专项工程总体单位，负责DRO低能入轨飞行任务总体设计、载荷系统及地面应用系统研制建设，中国科学院微小卫星创新研究院负责卫星研制，北京航天飞行控制中心负责卫星测控。