本文作者:天疆说
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DRO 工程应用
应急返回轨道
DRO 的一个独特应用是作为应急返回轨道 Contingency Return Orbit。在地月空间任务中,若航天器出现故障需要紧急返回地球,DRO 提供了一条低 ΔV 的返回走廊 [417][11]。
从 L1 DRO 到再入大气层的典型 ΔV 预算约为 400-600 m/s,低于从 NRHO 返回所需的 600-900 m/s。这是因为 DRO 本身距离地球较近(相对于 L1 NRHO),且其轨道几何使得返回转移更为直接。
中继与通信
DRO 对某些特定任务具有中继通信优势:
- 大视场覆盖:DRO 的高轨道位置使其能够同时看到较大范围的地球和月球区域 [278]
- 持续可见性:对于某些特定几何配置,DRO 可提供对极地区域的持续可见性
- 低干扰环境:相比 LEO,DRO 受到地球阴影的影响较小
然而,DRO 对月球背面的覆盖不如 L2 NRHO,这限制了其作为月球背面中继的应用。
编队与星座
多航天器协同是 DRO 的另一个应用方向。在 DRO 上运行的多个航天器可以:
中科院先导专项的 DRO-A/B 双星即采用该思路:2024 年 3 月发射入轨后,双星于同年 8 月分离编队,验证地月 DRO 上的编队与测量技术 [130]。
典型任务案例
阿尔忒尼斯 1 号
NASA 的阿尔忒尼斯 1 号(Artemis I,2022 年)是 DRO 工程应用最直接的实例:猎户座无人飞船绕月飞行 25.5 天,采用的正是远距离逆行类轨道,并创下了载人级航天器的最远深空飞行纪录。这次任务直接检验了此类轨道在真实星历环境下的运行特性。
中科院 DRO-A/B 双星
中国科学院先导专项的 DRO-A/B 双星于 2024 年 3 月发射。发射过程中上面级故障,卫星经地面救援变轨后进入预定轨道,同年 8 月双星分离编队,目前仍在轨运行。这是我国地月 DRO 轨道首批在轨验证任务 [223]。
与 NRHO 方案的取舍
Gateway 规划阶段曾比较 DRO 与 NRHO 两种方案 [78]。DRO 胜在固有稳定性与更低的维持代价;NRHO 则以极区可达性取胜,其近月点低、每个周期大部分时间悬于月球南极上空,适合载人登月中转。最终 NASA 为 Gateway 选定 NRHO;而 Artemis 1 号绕月使用 DRO 类轨道,两者各有分工而非简单替代。
