地月空间是从低地球轨道（LEO）延伸到月球的区域，未来几十年内有望成为太空中最繁忙的区域。经过60年来对低地球轨道经济的发展，政府和私营行业都将目光投向了月球及其丰富的资源。但是，地月空间也是一个聚集着碎片的区域，这些碎片包括形成太阳系时剩下的天然岩石和冰块以及废弃的航天器，它们可能对接近和围绕月球的航天器造成威胁。随着探索和商业活动的扩展，必须开发更精确的航天器和轨道碎片跟踪系统。
图1 当航天器进入接收和发射天线波束时，金石雷达（GSSR）对月球南极附近轨道上的航天器的探测。
使用深空网络（DSN），通过跟踪回波频谱的峰值功率随时间的变化，对月球南极上的月球勘测轨道飞行器进行探测，如图2所示，跟踪雷达回波的功率与预期回波（虚线）完全重叠，其中颜色轴代表功率，左侧轴表示多普勒频率（单位为千赫兹），水平轴为时间轴，以小时和分钟表示。
在太空竞赛期间，美国国家航空航天局（NASA）和美国陆军在加利福尼亚州的莫哈维沙漠建造了金石雷达站，用于追踪早期的探测器。自那时以来，该雷达站已经大幅扩展成为一个由NASA和JPL运营的多天线设施，继续追踪并与众多星际航天器进行通信。为了满足不断增加的月球轨道交通的安全需求，JPL的工程师正在改进该设施的一部分，即金石太阳系雷达（GSSR），以更好地追踪低地球轨道以外的飞行物。新系统被称为地月空间碎片监测雷达（CSDR），并可与西弗吉尼亚州的绿岸射电望远镜配合运行。
图3 金石太阳系雷达。
CSDR已成功在多个目标上进行了测试，包括正在月球附近轨道上运行的月球勘测轨道飞行器（LRO）和THEMIS-B探测器。追踪近地天体的经验有助于开发复杂的CSDR信号处理软件，并追踪类似小型微波炉大小的SmallSat型航天器，例如从Artemis I发射进入月球轨道的航天器。其关键在于将航天器和潜在危险物体与通过低地球轨道的雷达扫描返回的背景杂波分开。这项技术正在迅速发展，无论是机器人任务还是载人任务，在它们长途飞越月球及其周围空间的过程中，CSDR将帮助实时追踪并评估空间碎片对探测任务的风险。
星际航行