地月空间态势感知
本文作者：天疆说
定义
地月空间态势感知（Cislunar Space Situational Awareness）是指通过监测和分析地月空间中的各类物体、事件和环境变化，确保航天器安全运行的能力。这些任务包括跟踪和预测深空物体的运动、识别潜在碰撞风险，并对太空天气进行实时监控。
战略背景
美国国防部估计，未来十年内将有 100 多次地月任务陆续实施，部署 400 个以上航天器，并产生大量地月空间碎片。美国太空军于 2020 年制定的"主宰太空 2030"愿景中，提出将太空态势感知能力向地球同步轨道以远（XGEO）的地月空间拓展。
主要项目
| 项目 | 描述 |
|---|---|
| Artemis 计划 | NASA 重返月球计划，DRO 轨道作为驻留段轨道 |
| CHPS/Oracle | 美国空军研究实验室的地月空间高速公路巡逻系统 |
| XGEO 架构 | 预计 2030 年具备地月空间态势感知能力 |
| D2S2 | 国防深空哨兵项目，用于深空威胁检测与响应 |
DRO 轨道的应用
DRO 轨道因其良好的稳定性、足够的高度和绕月飞行特性，是地月空间态势感知任务的潜在应用轨道。通过在 DRO 轨道上部署观测卫星，可实现对 DRO-M、NRHO 等目标轨道的高覆盖率观测。
核心要素
概念定义
地月空间态势感知强调对地月空间全域的持续监视、跟踪和分析能力，涵盖物体检测、轨道预测、碰撞风险评估和太空环境监测等任务，是太空安全战略的重要组成部分。
作战应用
通过部署在 DRO 等高稳定性轨道上的观测卫星，实现对地月空间目标的持续跟踪与编目管理；结合深空探测数据，支撑太空交通管理和威胁预警等作战任务。
体系关系
地月空间态势感知与近地空间态势感知构成完整的太空态势感知体系；与深空通信、深空导航等能力协同发展，共同支撑地月空间安全治理架构。
应用价值
地月空间态势感知为未来地月空间航天器安全运行提供基础保障，可有效识别碰撞风险和异常活动。随着地月任务密度增加，该能力对维护太空交通秩序、保障航天资产安全具有战略价值。
相关概念
- 远距离逆行轨道（DRO）
- 连续覆盖率
- Artemis 计划
- 帕累托最优（Pareto Optimality）
- 多目标蒙特卡洛树搜索（MO-MCTS）
- 持久探测走廊（PDC）
- 韧性地图（Resilience Map）
- 可达集（Reachable Set）
参考文献
- 兰顺正. 美军要构建"地月空间安全"[J]. 世界知识, 2022.
- 张蕊, 何慧东, 朱贵伟. 美国地月空间安全研究进展综述[J]. 航天器工程, 2024.
- 陈昱桔. 面向地月空间态势感知的DRO轨道设计与控制研究[D]. 2024.
- Klonowski M. Cislunar Space Situational Awareness Architecture Design and Analysis[D]. University of Colorado Boulder, 2025.
- Klonowski M, Holzinger M J, Owens-Fahrner N. Optimal Cislunar Architecture Design Using Monte Carlo Tree Search Methods[J]. The Journal of the Astronautical Sciences, 2023.
- Klonowski M, Owens-Fahrner N, Heidrich C, et al. Cislunar space domain awareness architecture design and analysis for cooperative agents[J]. The Journal of the Astronautical Sciences, 2024.