第一个国际!中国成功建立了三星星座的地月空间,有一批新的突破。
4月15日,记者从中国科学院获悉,由中国科学院A类战略主导的“地月空间DRO探索研究”开发的三颗卫星,在地月空间平稳建立了数百万公里的星间测量通信链路,标志着中国成功建立了世界上第一个地月空间三星星座,并取得了多项原创科研成果,为中国对地月空间的综合利用和空间科学前沿的探索奠定了坚实的基础。
地月空间是一个从地球轨道向外扩展的新空域,距离地球最远可达200万公里。与地球轨道空间相比,其三维空间范围扩大了数千倍。开发和利用月球空间对月球资源的开发和利用、人类地外的长期停留和跨行星活动、可持续发展的太阳系探索具有重要的战略意义。2017年,中国科学院启动了相关事先研究和关键技术攻关。2022年2月,主导重点启动,计划开发发射三颗卫星,构建地月空间大尺度卫星星座,探索DRO独特的性质和实用价值(长距离逆行轨道的英文缩写)。
重点DRO是一种距离地球约31-45万公里、距月球约7-10万公里的轨道,可视为连接地球、月球和深空的交通枢纽,具有卫星可节能进入、停靠稳定、节能全球可达等优点。
DRO-L星构成了地月空间三星星座,于2024年2月发射,并成功进入太阳同步轨道。
DRO-2024年3月,A星和B星发射,7月15日成功进入DRO任务轨道。三星组网最初在8月份首次实现。
根据计划,A星将在DRO轨道上停留很长时间,即靠近月球的远程逆行轨道。B星最近已经离开DRO轨道,飞向共振轨道。
自2024年建立地月空间三星星座以来,我国科学家已利用它在许多方面实现地月空间研究的重大突破。
在多年地月空间航天动力学与空间探索研究的基础上,研究团队创新性地提出了以飞行时间换取更大负荷和应急管理裕度的设计理念。最后,卫星地月转移和DRO节能入轨只消耗了传统方式的五分之一燃料,这是世界上第一次实现航天器DRO节能入轨。这个突破显著降低了地月空间的进入成本,为大规模地月空间的综合利用开辟了新的途径。
研究小组还首次验证了117万公里k频段星间微波测量通信链接,突破了地月空间大规模星座构建核心关键技术瓶颈。在空间科学方面,研究人员对伽马射线暴等天文物理进行了测试,并尝试了一系列新技术测试项目,如运行原子钟。
此外,研究人员还成功验证了卫星跟踪卫星天基测量轨道的新系统,利用3小时星间测量数据,实现了传统方法2天左右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测量轨道的成本,为航天器的高效运行开辟了新的道路。
据中国科学院空间应用工程与技术中心研究员王文彬介绍,这一成果首次在国际上验证了使用卫星跟踪卫星,而不是在路面上跟踪卫星,相当于将传统的飞行控制变成了一颗卫星,放在一条低轨上,为中国未来的地月空间探索开辟了包括深空探索在内的新技术渠道,为地月空间的各种轨道的定轨、导航和授时提供了更多的服务。为我国未来大规模的地月空间商业活动提供了有效的解决方案。
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