遠距離逆行軌道
最常見的遠距逆行軌道（DRO）是指太空載具繞衛星執行的軌道，由於衛星與行星-衛星系統的兩個拉格朗日點（L1和L2）的交互作用，該軌道高度穩定。地月系統中的DRO是常見的一個例子，因此DRO一詞有時也特指地月DRO。
更一般地說，一個質量可忽略不計的物體可以位於任何雙體系統中較小天體周圍的DRO中，例如行星-太陽或系外行星-恆星。
以繞月球執行的DRO中的太空載具為例，該太空載具的軌道方向與月球繞行星執行的方向相反。該軌道被描述為是「遙遠的」，因為它經過拉格朗日點之外，而不是靠近月球。隨著軌道越來越遠，朔望週期（太空載具兩次經過行星和月球之間的時間間隔）變得越來越長，越來越接近月球繞行星執行的週期。恆星週期（從月球上觀察飛船返回特定星座所需的時間）可能會比月球的軌道週期長得多。以木衛二為例，它的恆星週期約為木衛二軌道週期的八倍。[1]
人們已經對DRO進行了數十年的研究。2022年4月，中國國家航天局的嫦娥五號軌道飛行器首次進入該軌道，[2]隨後美國太空總署的獵戶座太空船在阿提米絲1號任務中於2022年11月進入該軌道[3]。中國國家航天局的另外兩艘太空載具，DRO-A和DRO-B，於2024年嘗試發射，但由於遠征一號S上層級發生故障，被困在較低的軌道上。[4]儘管之前出現了一些問題，但2024年7月15日，DRO-A和DRO-B最終進入預定的遠距離逆行軌道。8月30日，兩顆衛星與「DRO-L」衛星成功構建K頻段微波星間測量通訊鏈路，完成世界上首個地月空間三星星座建設。[5][6]
描述
[編輯]從數學角度來說，DRO的穩定性定義為具有非常高的李雅普諾夫穩定性，即「如果所有從該點附近開始的解始終保持在該點附近，則平衡軌道是局部穩定的」。[1]
遠距離逆行軌道物體列表
[編輯]嫦娥五號軌道器
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在向地球送回樣本後，中國的嫦娥五號（CE-5）軌道器於2021年3月首次移動到日地拉格朗日點1（L1），進行太陽觀測。[7]2022年1月，嫦娥五號離開L1點，進入月球遠逆行軌道（DRO），開展甚長基線干涉測量試驗，為中國月球探測工程的下一階段做好準備。[7][8]據《太空評論》（TSR）報道，中國政府和學術檔案曾描述過這一演練。[2]2022年2月，多個業餘衛星追蹤者觀測到嫦娥五號已進入遠距離逆行軌道，成為歷史上第一顆利用該軌道的太空載具。[7]
獵戶座太空船
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2022年11月16日，獵戶座太空船由太空發射系統從甘迺迪太空中心發射升空，執行前往月球的阿提米絲1號任務。[9][10]在任務期間，獵戶座太空船於11月25日進入DRO並沿該軌道繞月球執行。[11][12]
DRO-A和DRO-B
[編輯]2024年3月13日，地月空間DRO探索研究所屬的兩顆衛星DRO-A和DRO-B一同發射升空。雖然遠征一號S上層級起初未能將它們送入正確軌道[13]，但兩顆衛星憑藉自身動力，最終於同年7月15日進入預定的遠距離逆行軌道。[14][15]8月30日，兩顆衛星與「DRO-L」衛星成功構建K頻段微波星間測量通訊鏈路，完成世界上首個地月空間三星星座建設。[6]
曾考慮使用DRO的航太專案
[編輯]木星冰衛星軌道器
[編輯]遠距離逆行軌道是木星冰衛星軌道器繞木衛二執行的擬議軌道之一，主要因為其預計的穩定性和低能量軌道轉移特性，但該任務概念於2005年被取消。[1]
小行星重新導向任務（ARM）
[編輯]擬議的小行星重新導向任務考慮使用遠距離逆行軌道。儘管該任務最終被取消，但針對DRO 進行的研究最終使該軌道被用於阿提米絲1號任務。[16]
月球門戶太空站
[編輯]2019年6月發布的基線DSG-RQMT-001[17]中公布的美國太空總署的月球門戶太空站的兩個系統要求提到了使用月球DRO。要求L2-GW-0029，單軌道轉移，指出「門戶太空站應能夠在11個月內完成一次往返遠距離逆行軌道（DRO）的轉移」。要求L2-GW-0026，推進系統能力，指出「門戶太空站應提供燃料容量，以支援在近直線暈軌道（NRHO）和遙遠逆行軌道（DRO）之間進行至少兩次往返無人低能地月軌道轉移，並在兩次加油之間進行15年的軌道維護」。儘管已經確認門戶太空站的選定軌道是NRHO[18]，而不是DRO。
參見
[編輯]參考
[編輯]- ^ 1.0 1.1 1.2 Johnson, Kirstyn. Understanding NASA's Asteroid Redirect Mission: Distant Retrograde Orbits. 18 December 2014 [3 May 2015]. （原始內容存檔於11 January 2015）.
- ^ 2.0 2.1 Burke, Kristin. The Space Review: What is China doing at the lunar distant retrograde orbit?. The Space Review. 11 April 2022 [2022-04-12]. （原始內容存檔於2022-04-12）.
- ^ Foust, Jeff. Orion enters lunar distant retrograde orbit. SpaceNews. 25 November 2022.
- ^ Jones, Andrew. China appears to be trying to save stricken spacecraft from lunar limbo. SpaceNews. 28 March 2024 [2 July 2024].
- ^ Jones, Andrew. Chinese spacecraft appear to reach lunar orbit despite launch setback. SpaceNews. 2024-08-20 [2025-02-20].
- ^ 6.0 6.1 邱晨輝. 地月大救援——青春在深空探测征程中书写耀眼的中国答案. 中國青年報 (中國科學院微小衛星創新研究院). 2025-04-16 [2025-04-16].
- ^ 7.0 7.1 7.2 Jones, Andrew. A Chinese spacecraft is testing out a new orbit around the moon. Space News. 15 February 2022.
- ^ Chang'e-5: China's Moon sample return mission. Planetary. [2025-04-17]. （原始內容存檔於2020-11-19）.
- ^ Artemis I Launch to the Moon (Official NASA Broadcast) - Nov. 16, 2022. NASA. 16 November 2022 [2 December 2022]. （原始內容存檔於29 November 2022） –透過YouTube.
- ^ NASA. NASA Prepares Rocket, Spacecraft Ahead of Tropical Storm Nicole, Re-targets Launch. 8 November 2022 [8 November 2022]. （原始內容存檔於2022-11-08）.
- ^ NASA. The Ins and Outs of NASA's First Launch of SLS and Orion. 27 November 2015 [3 May 2016]. （原始內容存檔於22 February 2020）.
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- ^ Foust, Jeff. Orion enters lunar distant retrograde orbit. SpaceNews. 2022-11-25 [2022-11-29].
- ^ Jones, Andrew. Surprise Chinese lunar mission hit by launch anomaly. SpaceNews. 2024-03-14 [2024-03-14] （美國英語）.
- ^ Jones, Andrew. Chinese spacecraft appear to reach lunar orbit despite launch setback. SpaceNews. 2024-08-20 [2024-08-20] （美國英語）.
- ^ Jones, Andrew. China appears to be trying to save stricken spacecraft from lunar limbo. SpaceNews. 2024-03-28 [2024-03-29] （美國英語）.
- ^ NASA [@NASA]. @JVendl @NASA_Orion We first studied the DRO to support the proposed Asteroid Redirect Mission (ARM) which paralleled early SLS and Orion development. The plan for ARM was to capture a near Earth asteroid and redirect it to a lunar DRO. (1/4) (推文). 19 November 2022 [2 December 2022] –透過Twitter （英語）.
- ^ NASA. DSG-RQMT-001 – Gateway Program System Requirements Document (SRD) (PDF). NASA Technical Reports Server: 25. 2019 [11 April 2020]. （原始內容存檔 (PDF)於11 April 2020）.
- ^ Zaid, Christina. A unique halo orbit is the road less traveled around the Moon. NASA. 2022-05-16 [2022-11-29]. （原始內容存檔於2023-08-15）.
