“太空港口”雏形亮相，这座深空枢纽究竟有多重要？

前不久，我国发布了“太空基建”重磅成果：由3颗试验卫星构建的地月空间“太空港口”雏形已实现稳定运行。那么，这座“太空港口”究竟建在哪里？3颗卫星怎样携手打造出这座深空任务枢纽？未来，“太空港口”又有可能为人类深空探索带来哪些变革呢？

地月空间“风水宝地”

据公开资料显示，这座“太空港口”飞行在地月空间远距离逆行轨道（简称DRO轨道）上。

所谓“逆行”，指的是航天器在这条轨道上绕月球飞行的方向与月球绕地球公转的方向恰好相反。而这条轨道与传统近地轨道或近月轨道都不一样，距离地球约31万～45万公里，距离月球约7万～10万公里，位置可以说是“刚刚好”。

在科研人员眼中，这条轨道堪称“风水宝地”，有望帮助月球探测器乃至深空探测器享受更多好处，主要包括3个方面：低能进入、稳定停泊、全域可达。

从能量消耗角度来看，当航天器进入DRO轨道时，通过巧妙地借助太阳、地球、月球的引力效应，显著降低入轨能耗、节省大量推进剂。这意味着，航天器可以携带更多更重的有效载荷。

从稳定性角度来看，DRO轨道“得分”极高。航天器运行时不必频繁消耗推进剂来修正轨道，可实现长期稳定驻留，为打造“太空港口”提供了最核心的基础条件。

从任务拓展潜力来看，航天器从DRO轨道出发，前往地球、月球乃至更遥远的外星球，可谓“顺风之旅”，有机会实现低能耗全域机动。换句话说，未来航天器执行月球、火星等深空探测任务，有望大幅降低推进剂消耗与飞行成本。

事实上，“太空港口”的选址绝非随心所欲。地月空间作为地球轨道向外拓展的区域，其三维空间范围要比近地轨道扩大上千倍，也是航天器飞向深空的必经之路。而DRO轨道凭借独特优势，自然会成为地月空间内最适合部署太空基础设施之处。

▲ 我国3颗试验卫星搭建起“太空港口”雏形

自带导航buff不“迷路”

在很多人的畅想中，“太空港口”似乎应该是超大型空间站，供无数艘飞船穿梭对接。

不过，正所谓“不积跬步，无以至千里”。我国“太空港口”雏形暂时是由3颗试验卫星协同构建的在轨系统。它们借助稳定驻留、星间链路组网、自主导航验证这三大核心本领，一步步搭建起了“太空港口”的运行框架，最终将在DRO轨道上建成自主运行的深空任务枢纽。

稳定驻留轨道是“太空港口”建成的前提。我国一颗试验卫星率先完成了国际首次DRO轨道低能耗入轨，并稳定驻留两年，直接验证了航天器在该轨道上长期低能耗运行的可行性。打个比方，这颗试验卫星就像是“太空港口”的“定海神针”，在深空牢牢地锚定位置，为另外两颗试验卫星协同运行以及未来航天器靠泊、补给等提供了稳定的空间基准。

星间链路组网则是“太空港口”内部协同运作的关键。3颗试验卫星通过K频段星间链路，搭建起最大跨度达117万公里的深空通信网络，相当于地月平均距离的3倍多。这也是目前国际上跨度最大的地月空间通信网络之一。

在这套星间链路帮助下，3颗试验卫星不必依赖地面测控站，就能实现直接通信、互相测距和数据共享。它们可以互相交换运行状态信息，校准轨道参数，还能为深空探测器提供通信中继，在星间链路支持下，进行高效、稳定的信息传输，为未来“太空港口”自主运行打好通信基础。

自主导航验证有望促使“太空港口”不断提升智能化“认路”的能力。依托星间链路，完成互相测距与数据融合后，3颗试验卫星实现了米级精度的自主导航，摆脱了对地面测控系统的过度依赖。

在深空中，地面测控信号传输延迟时间长、覆盖范围有限，尤其是月球背面、火星等区域，地面信号无法直达，因此深空探测器长期面临导航定位难题。

未来，航天器前往月球、火星乃至更遥远的旅途中，有望借力“太空港口”的导航基准，实现优化航线、自主避障，不必时刻等待地面指令，有利于大幅提升深空探测任务的自主性与安全性，获取更丰硕的成果。

▲ 3颗试验卫星搭建起的深空通信链路

▲ 太空计算星座与地面设施协作示意图

“星际码头”前景可期

目前，我国“太空港口”仍处于雏形阶段，属于轨道验证平台。未来，它将升级为“星际航行码头”，集深空中转补给、通信导航中继、太空组装维护、科学研究等功能于一体，重塑深空探索与太空活动的“面貌”。

“太空港口”最核心的功能大概率是为深空探测任务提供“加油”、物资转运等服务。

在传统深空探测任务中，航天器必须从地球携带全程所需的推进剂，既限制了载荷量，又增大了成本与风险。“太空港口”发展成熟后，航天器有潜力采用“分段飞行”模式：从地球发射后，先抵达“太空港口”进行“加油”、设备检修，甚至还会进行人员休整，准备就绪后，再前往外星球目的地。

据测算，航天器从“太空港口”出发，前往火星，可大幅节省推进剂、有效缩短飞行时间，为航天器往返与开展多次任务创造了可能。同理，“太空港口”扩建后，有望充当大规模载人登月任务的中转站，为航天员提供在轨换乘、补给物资的平台，大幅提升任务安全性与经济性。

“太空港口”的第二个“用武之地”将是提供导航与通信中继支持，解决深空探测信号盲区难题。

长期以来，地面测控信号无法直接覆盖月球背面，而火星、小行星等深空天体距离地球遥远，信号传输延迟严重，导航与通信精度也难以保证。“太空港口”凭借星间链路组网与自主导航能力，有潜力充当深空探测任务的中继站，为月球背面、火星等探测器提供稳定的信号转发与精准导航服务，尽量缩小信号覆盖盲区，为航天器高效运行、应急抢救等工作提供基础信息保障。

随着人类太空活动规模拓展，大型空间站、月球科研站、巨型空间望远镜等太空设施建设计划逐渐提上日程。它们普遍不能依赖从地面一次性发射入轨，那么在轨组装将成为大势所趋，“太空港口”也将迎来重要的功能拓展机遇。

未来，“太空港口”有可能会升级为太空组装平台，依托稳定的轨道环境与自主运行能力，助力大型航天器完成核心部件运输、在轨对接拼装、设备状态调试、日常维修升级等作业。随后，大型航天器将以最佳状态奔赴目标轨道。

另外，航天器一旦遭遇故障，未来也可以自行前往或在救援航天器接应下抵达“太空港口”，利用更完备的设施，开展维修工作，延长使用寿命。

“太空港口”是中国航天技术自主创新的硬核成果，有望开启航天事业从近地探索迈向深空开发的新纪元。目前，“太空港口”仍在持续验证技术与拓展功能。随着更多先进技术逐步实用化，“太空港口”将成为太空基础设施规模化、可持续建设的重要成果，搭建起坚实的深空“桥梁”，保障人类探索的脚步迈向更遥远的星辰大海。

来源/中国航天报、《飞天科普周刊》

文/崔智亮

编辑/杨斯爽

审核/宿愿

监制/姜军