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。相對于近地軌道空間，其三維空間范圍擴大上千倍。近日，一項新突破在地月空間實現——由中國科學院A類戰略性先導專項“地月空間DRO探索研究”部署研制的三顆衛星在地月空間穩定建立百萬公里級星間測量通信鏈路，點亮“地月燈塔”，標志著我國已成功構建國際首個地月空間三星星座。
其中，中國電科29所承擔了雙星星間測量通信載荷研制任務，攻克相關關鍵技術，助力地月空間三星星座構建，對月球資源開發利用、人類地外長期駐留與跨行星活動、太陽系探索等均具有重要意義。
地月空間三星星座
瞄向DRO軌道，探索地月空間的天然太空港
多年來，地球軌道已被科學家研究得比較透徹。相比之下，由于受到地球、月亮以及太陽“三體”的引力影響，月球軌道不太穩定，對其研究較少。
比如，要把人、設備等送到月球上去，就需要24小時不間斷地掌握他們精確的位置信息。當前主要通過地面站觀測來推測航天器的位置，但無法支持航天器更加頻繁往返。因此，科學家將目光瞄向了遠距離逆行軌道（DRO）。
DRO是地月空間中一類十分獨特的有界周期軌道族，距離地球約31萬到45萬公里、距離月球約7萬到10萬公里的軌道，順行繞地、逆行繞月，可以看作連接地球、月球和深空的交通樞紐，具有衛星可以低能耗進入、穩定停泊、低能耗全域可達等優點，是地月空間的天然太空港。
DRO雙星低能入軌
在研究地月空間布置設施方面，國際上主要有美國、歐洲、日本等國積極參與，目前取得的進展相近。
“不同于別國，我國的思路是要構建起從地表到深空的基礎設施。”業內人士說。2022年，A類戰略性先導專項“地月空間DRO探索研究”啟動實施，計劃構建一個地月空間大尺度衛星星座，探索DRO獨特性質及應用價值。
伽馬暴探測
構建地月空間星座，關鍵是建立星間鏈路通信
所謂三星星座是由三顆衛星構成。其中DRO-L星繞地球太陽同步軌道運行，DRO-A星和B星的運行軌道分別為DRO軌道以及DRO共振軌道。
三顆星的相對位置實時在變，如何知道它們的確切位置？答案是：建立星間鏈路是系統核心。為此，29所相關團隊承擔了A、B雙星星間測量通信載荷研制任務。
測量的難點首先在于距離遠，雙星間的最大距離達到了150萬公里；同時，雙星相對運動速度很快，尤其是B星在大尺度空間中“亂跑”，這些都增加了測量難度。
地月空間三星星座
為測準時間，團隊利用了原子鐘，這也是目前測量時間最精確的工具。當問到如果測不準會有什么影響時，業內人士指出，“給用戶提供的位置就不準，不僅效率低，航天器運行成本也會增加。”讓團隊感到十分自豪的是，盡管走過了不少彎路，通過反復計算和實驗，攻克了一系列關鍵技術。
這并不容易。“我們起步較晚，但走得快。”2015年起，團隊開始啟動相關研究，十年磨一劍，從低軌到深空，在測量通信方面打下了堅實基礎。
天基測定軌
面向未來，科研團隊還需要建立從地表到深空的基礎設施，形成一整套測量測控體系，從而能夠更多、更好地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探索活動提供高效的解決方案。
