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㨗足先登的「地月空間DRO探索研究 – 中國太空港口初步成形 (資料來自網絡)

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本帖最後由 VR2ZWP 於 25-6-2026 17:02 編輯

本文原載於中無通訊第11520267

                                                         㨗足先登的「地月空間DRO探索研究 – 中國太空港口初步成形
                                                                              ( 資料來自網絡 )



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封面_地月空間DRO探索研究

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圖1 : 典型的一支DRO軌道距離地球的31-45萬Km距離月球約7-10萬Km

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圖2 : 地月空間三星星座

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圖3 : DRO處於地月空間引力勢能高地俯瞰地月

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圖4 圖5 : 3顆衛星搭建起了橫跨117萬公里的K頻段星間鏈路和激光測距通訊
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圖6 : DRO雙星低能量入軌。


       入軌異常照樣絕地翻身,中科院3衛星完成地月組網,117萬公里鏈路撐起中國「太空港口」雛形。(見本期封面)

      在很多人還在關注中國空間站的進展時,另一件更具深遠意義的事情,已經在地月之間悄然發生。由中國科學院(中科院)部署的 3 顆試驗衛星,在地月空間開展試驗已近兩年,其中關鍵衛星在遠距離逆行軌道實現穩定駐留。一個被稱為「中國太空港口」的深空基礎設施雛形,正在浮出水面。

      所謂「太空港口」,代表的是深空交通思路的根本性轉變。過去人類前往月球,更像是一次性衝刺任務,去了就回。現在中國開始思考,能否先在地月之間佔據一個長期節點,再將其逐步建設成中轉、補給、通信和導航的綜合樞紐。這種思路的變化,標誌著深空探索從「任務驅動」向「基建驅動」的轉型。

      現時最多人留意的「中國空間站」距離地面是400多公里,這座「太空港口」位於地球與月球之間的深空區域,距離地球約31 萬到45 萬公里,距離月球約7 萬到10 萬公里 (見圖1)。其專業名稱為地月空間遠距離逆行軌道 (Distant Retrograde Orbit),簡稱 DRO。這個位置看似空空蕩蕩,實則是地月空間中極具戰略價值的「軌道高地」。

      DRO 軌道最突出的特點在於穩定、省油、易駐留 (見圖2)。這是一種高度穩定的軌道,航天器在此長期駐留所需燃料很少,就像太空中的天然停車場,飛船到達後無需持續消耗燃料維持位置。更為重要的是,DRO 處在地月引力勢能的高位區域 (見圖3),從這裏出發,無論是下探月球表面、轉向其他地月節點,還是奔向更遠的深空目標,理論上都能「順勢而行」。可以將其理解為深空交通網絡中的高架立交橋,而非普通軌道。

     根據中科院公開信息,3 顆試驗衛星完成了國際首次 DRO 低能入軌驗證,證實了航天器在 DRO 軌道的穩定駐留能力、低能耗機動轉移能力,以及天基測量定軌導航的新原理。這意味著中國航天器已掌握在該區域高效行動的技術能力。更關鍵的一步,是這 3 顆衛星搭建起了橫跨 117 萬公里的 K 頻段星間鏈路 (見圖4、5)。這個距離超過地月平均距離的三倍。通俗來說,它們在深空建立起了一個能夠互相測量、互相通信、互相校準的專屬網絡,實現高效的天基。未來的深空飛行器只要接入類似網絡,就不必事事依賴地面指揮,自主性將大幅提升。

     還有一個容易被外界忽略的細節,這批試驗衛星成為國際上首個一次性完成地月空間全部拉格朗日點巡訪的航天器。更早之前,DRO-A和DRO-B曾因上面級飛行異常未能準確進入預定軌道,科研團隊通過近850萬公里航程、歷時123天的極限軌道補救,最終將它們成功救回並完成組網,這一過程堪稱世界航天史上的重要案例。

     分析人士指出,對於這項成果應保持清醒認知,當前出現的「太空港口」仍處於雛形階段,屬於試驗衛星和先導驗證,而非已經能夠停靠大型飛船、加注推進劑、長期駐人的成熟月球軌道空間站。後續還有大規模補給能力、軌道服務技術、在軌維護手段、輻射防護措施、深空救援體系等一系列技術難題需要攻克。

     如果把中國的 3 顆 DRO 衛星比作在搭建軌道骨架,那麼天都 1 號、天都 2 號、鵲橋 2 號等任務則是在補充神經系統。2024 年以來,天都系列已完成地月數據傳輸與路由等關鍵試驗。2025 年,中國首次實現白天地月空間衛星激光測距,這意味著未來深空探測器在複雜光照條件下,也能獲得更精確的測量及定位能力。這套體系的價值在月球背面、月球南極乃至更遠方向會尤其明顯。這些區域對地通信本就困難,地面覆蓋也有限。誰先把中繼、測控、導航、定軌這些無形的基礎設施鋪設完成,誰未來在地月空間就會更加從容。可以說,真正決定深空競爭上限的,未必只是火箭推力大小,而是誰先把基礎設施體系建立起來。
      
      回顧歷史,早在上世紀,錢學森就曾提出過『星際航行碼頭』的設想。當時這個詞聽起來近乎幻想。今天,從中國空間站建成運行,到地月 DRO 試驗衛星組網成功,能夠清晰看到那些寫在紙上的遠景,正在一步步變成軌道上的現實。

      深空基礎設施的建設是一個長期過程,需要持續投入和技術積累。中國在這一領域的進展,反映的是航天工業體系的整體能力提升,而非單一技術突破。這種系統性能力的形成,比某項孤立的技術領先更具長遠意義。從更廣闊的視角看,地月空間正在成為各國航天競爭的新焦點。美國阿爾忒彌斯(Artemis)計劃、中國探月工程、印度月船計劃等,都在加速推進。在這一背景下,誰能夠率先建成可用的深空基礎設施網絡,誰就能夠在未來的月球資源開發、深空探測任務中佔據更有利的位置。太空港口的建設,本質上是在為人類成為「多星球物種」鋪路。它不是終點,而是起點。今天看到的每一顆試驗衛星、每一條星間鏈路、每一次軌道驗證,都是通向更深太空的基石。這條路還很長,但方向已經清晰。

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圖7: DRO-A衛星 -- 重量308Kg,運行於DRO軌道。

配置與試驗任務:
*衛星組合體低能地月轉移進入DRO
*構建地月空間K頻段 星間测量通訊鏈路
*DRO衛星精密定軌
*DRO-LEO的LIAISON自主定軌
*DRO星地激光時差測量, 反射測距和激光通訊
*DRO運行小型氫/銣原子鐘組及星地時頻比對
*窄視場相機   
*荷載、時頻管理單元


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圖8 : DRO-B衛星-- 重量277Kg,運行於DRO軌道和共振軌道。

配置與試驗任務:
*衛星组合體低能地月轉移進入DRO
*構建地月空間K頻段星間測量通訊鏈路
*GNSS弱訊號接收試驗
*地月空間巡航飛行試驗
*小型銣原子鐘  
*寬/窄視場相機   
*星上自主定軌計算單元
*載荷和時频管理單元


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圖9 : DRO-L衛星-- 重量152Kg,運行於太陽同歩軌道。

配置與試驗任務:
*GNSS多種姿態模式精密定軌和授時
*對地/對月K頻段導航增強訊號
*地月際短報文中繼通訊
*構建地月空間K頻段星間測量通訊鏈路
*荷載管理和星上自主定軌計算單


      2024年2月3日,首顆試驗衛星DRO-L,成功進入太陽同步軌道,並正常開展相關實驗;2024年3月13日,DRO-A/B雙星組合體在西昌衛星發射中心發射升空。運載火箭一二級飛行正常,但由於上面級飛行異常,衛星未準確進入預定軌道。

      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850萬公里航程後,最終準確進入預定軌道,為後續的衛星載荷在軌測試提供了基本保障和有效支撐。


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圖10 : 說明如圖中文字,底下CSU是中國科學院空間應用工程與技術中心的標誌。

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圖11 : 2024年7月15日,DRO-A/B衛星組合體成功進入DRO。

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圖12 : 2024年8月28日,DRO-A/B衞星分離。

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圖13 : DRO-B衛星已於2025年3月底離開DRO軌道,向地月共振軌道轉移。

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圖14 : 2024年8月,三星已組成內部通訊網。

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圖15 : 利用DRO軌道和天基測定軌,構建地月空間衛星網絡探測宇宙伽瑪射線暴。

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