誰(shuí)將是第4個(gè)成功軟著陸月球的國(guó)家？| 印度探月確實(shí)失敗了嗎？

七俠蕩寇志 2019-10-30

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印度，是2019年第三個(gè)嘗試月球軟著陸的國(guó)家。1月3日，中國(guó)“嫦娥”4號(hào)著陸器成功著陸月球背面，成為世界唯一著陸月球背后的著陸器。4月11日，以色列月球探測(cè)器“創(chuàng)世紀(jì)”在著陸最后階段失敗。

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錢(qián)少，任務(wù)難

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2019年9月7日凌晨2:15（北京時(shí)間7日凌晨4:45）左右，印度空間研究組織（ISRO）宣布，“月船”2號(hào)著陸器在距離月球表面2.1千米的時(shí)候失去聯(lián)系。在班加羅爾航天指揮中心現(xiàn)場(chǎng)的印度總理莫迪鼓勵(lì)全體工作人員說(shuō)，“你們?yōu)楹教焓聵I(yè)付出不懈努力，為你們驕傲。讓我們期待最好的結(jié)果。前路漫漫，繼續(xù)努力?！笔聦?shí)上，人類(lèi)探測(cè)月球60年來(lái)，僅有蘇聯(lián)、美國(guó)和中國(guó)實(shí)現(xiàn)了著陸月球的壯舉。

而印度的嘗試，這不是第一次。2008年發(fā)射的“月船”1號(hào)已經(jīng)過(guò)去11年之久。不過(guò)相比較而言，“月船一號(hào)”只是個(gè)圍繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道器，而“月船”2號(hào)非常復(fù)雜。因?yàn)樗且粋€(gè)包含軌道器+著陸器+巡視器組合系統(tǒng)，上一個(gè)以這種方式組合的，還要追溯到1972年的“阿波羅”17號(hào)任務(wù)。

著陸測(cè)試

軌道器，重達(dá)2.4噸，計(jì)劃工作7年，攜帶的 8臺(tái)儀器都是印度自主研發(fā)，其中高分辨率觀測(cè)相機(jī)分辨率可以達(dá)到0.3米、是人類(lèi)所有月球探測(cè)器中最高的一個(gè)。著陸器，組合體重達(dá)1.5噸。計(jì)劃進(jìn)行月球地震、表面熱物理特性分析、月表等離子體分析、激光反射棱鏡等研究。還包括一臺(tái)27千克的但能進(jìn)行激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析的巡視器，要知道這是“好奇號(hào)”的絕活?？梢哉f(shuō)任務(wù)水平很高，尤其是科學(xué)儀器的整體水平非常高的。

但“月船”2號(hào)任務(wù)的價(jià)格并不高，包括研發(fā)、發(fā)射和運(yùn)營(yíng)的總價(jià)格在1.4億美元左右。按照印度媒體的說(shuō)法，整個(gè)任務(wù)比好萊塢拍攝一部《星際穿越》電影的成本都要低。以如此低廉的價(jià)格完成的卻是對(duì)于印度目前的航天水平而言，難度非常大的任務(wù)。從第一次的軌道器任務(wù)直接跳組合體三重任務(wù)，跨越非常大也非常難。而且著陸器著陸區(qū)選擇了月球南極附近區(qū)域，難度也很大。

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的完全失敗了么？

在距離月球表面2.1千米高度、失去聯(lián)絡(luò)，可以判定著陸器著陸失敗。但必須強(qiáng)調(diào)，環(huán)繞月球的軌道器，完全成功，仍可照預(yù)定計(jì)劃執(zhí)行任務(wù)。相信各個(gè)高水平儀器還是能做出很多有創(chuàng)新性的科研成果。

但一個(gè)航天任務(wù)的成敗，不能簡(jiǎn)單從某一項(xiàng)結(jié)果判斷。印度自主研發(fā)的地球同步軌道運(yùn)載火箭III型成功執(zhí)行了目前對(duì)它而言最高難度的任務(wù)?；鸺闪恕Ｍ瑫r(shí)，由于火箭和“月船”2號(hào)自身能力不足，需要進(jìn)行長(zhǎng)期軌道機(jī)動(dòng)才能完成這個(gè)任務(wù)，對(duì)軌道設(shè)計(jì)、深空導(dǎo)航制導(dǎo)與控制這些“軟件“要求非常高。印度在這一過(guò)程中的絕大部分階段，都完成的還是比較好的，只是最后功虧一簣。

還有一項(xiàng)成功，在科普。這次任務(wù)跨度時(shí)間很長(zhǎng)，印度的科普宣傳效果是非常好的，無(wú)論是全程與國(guó)民互動(dòng)、媒體密集報(bào)道，還是直播著陸過(guò)程、總理親臨現(xiàn)場(chǎng)，重視程度之高都是很罕見(jiàn)的。這次“月船”2號(hào)的科普宣傳覆蓋范圍和影響力是教科書(shū)一般，通過(guò)各種渠道覆蓋了社會(huì)各個(gè)階層各個(gè)年齡，宣傳的重點(diǎn)也包括了任務(wù)創(chuàng)新和難度。這也是任務(wù)失敗后，印度社交媒體并沒(méi)有出現(xiàn)大規(guī)模“定體問(wèn)”等質(zhì)疑，更多是包容理解。這種科普宣傳生態(tài)，是非常值得我們學(xué)習(xí)的。

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陸失敗的原因

著陸器失敗的原因ISRO還在調(diào)查中，不過(guò)從目前的情況來(lái)看，可以嘗試簡(jiǎn)單推斷。首先，印度沒(méi)有變推力的主減速發(fā)動(dòng)機(jī)，而是依靠5臺(tái)僅800牛的發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸工作減速，有點(diǎn)類(lèi)似獵鷹九號(hào)火箭一級(jí)返回時(shí)9臺(tái)梅林發(fā)動(dòng)機(jī)按數(shù)量遞減工作減速。但這意味著姿態(tài)控制、軟件控制難度加大不少，甚至是800牛發(fā)動(dòng)機(jī)能否一直保持正常工作、抑或是某臺(tái)出問(wèn)題，都是風(fēng)險(xiǎn)。而不能擁有變推力減速發(fā)動(dòng)機(jī)的原因，還跟俄羅斯有關(guān)。原計(jì)劃這個(gè)任務(wù)著陸部分是俄羅斯協(xié)助完成的，但由于俄羅斯火星探測(cè)任務(wù)失利、導(dǎo)致一系列合作終止，任務(wù)大幅延期。印度重新研發(fā)變推力發(fā)動(dòng)機(jī)不太現(xiàn)實(shí)，只得用控制發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)變推力的“趕鴨子上架”情景。

其次，問(wèn)題可能出現(xiàn)在姿控發(fā)動(dòng)機(jī)上。著陸過(guò)程中如果軌道發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)突然改變，例如它計(jì)劃中的從4臺(tái)切到2臺(tái)，毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)對(duì)著陸器姿態(tài)產(chǎn)生較大擾動(dòng)。而8臺(tái)50N級(jí)姿控發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)就會(huì)受到極大挑戰(zhàn)。目前來(lái)看也的確發(fā)生了這種情況，失聯(lián)前姿態(tài)出現(xiàn)了大翻轉(zhuǎn)。

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中國(guó)“嫦娥”相比如何？

運(yùn)載火箭方面，印度此次任務(wù)火箭跟我國(guó)探月用“長(zhǎng)征”3號(hào)乙相比還有一定差距。它的同步軌道轉(zhuǎn)移運(yùn)力僅4噸，根本不足以送這個(gè)近3.8噸組合體直入地月轉(zhuǎn)移軌道。而“長(zhǎng)征”3號(hào)乙可將3.8噸重的“嫦娥”3、4號(hào)直送地月轉(zhuǎn)移軌道，不用依靠探測(cè)器自己長(zhǎng)時(shí)間變軌。直接導(dǎo)致“嫦娥”3、4號(hào)飛了3天的路程，“月船”2號(hào)用了幾十天。

軌道器方面，要跟我們的“嫦娥”1號(hào)和2號(hào)類(lèi)比，應(yīng)該說(shuō)高分辨率相機(jī)方面明顯優(yōu)勢(shì)，總體上略強(qiáng)。

當(dāng)然差距最大的在著陸器上。嫦娥”3、4號(hào)都大為成功，4號(hào)甚至是人類(lèi)唯一降落在月球背后的著陸器，著陸地在南極-艾特肯盆地，著陸難度非常大。二者依靠的就是我國(guó)獨(dú)立自主研發(fā)的變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，其他相關(guān)軟件和硬件也非常成熟。而且“嫦娥”和兩只“玉兔”都能“過(guò)夜”。月球上一天一夜是28天，夜晚必須依靠放射性同位素保溫。，但印度著陸器和巡視器即便成功，也僅計(jì)劃存活一個(gè)白天/14天。

印度著陸月球失敗，從某種意義上，讓我們看清了登陸月球的難度之大。再一次為中國(guó)的航天成就，感到驕傲和振奮。但同時(shí)，我們也應(yīng)該借鑒一二。印度這次失敗的重要原因在于想一步完成跨越，從繞月直接跳到“繞落巡”任務(wù)。在技術(shù)不夠成熟的情況下，失敗的可能性自然非常大。我國(guó)2020年的火星探測(cè)任務(wù)也計(jì)劃在幾乎沒(méi)有任何基礎(chǔ)的情況下實(shí)現(xiàn)一次任務(wù)“繞落巡”火星。而火星探測(cè)的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)月球，更加謹(jǐn)慎和耐心一些似乎更加穩(wěn)妥。同時(shí)，我們?cè)俅我庾R(shí)到，核心技術(shù)必須自己掌握。印度這次任務(wù)延期如此之久很大程度上因?yàn)榕c俄羅斯合作的不順利，沒(méi)有留足時(shí)間做核心發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)。技術(shù)沒(méi)有捷徑。加入我國(guó)的某項(xiàng)核心技術(shù)還不成熟，請(qǐng)大家多給航天工程師們一些時(shí)間，讓他們踏實(shí)地啃硬骨頭，因?yàn)閯e無(wú)他法。中國(guó)航天的成就有目共睹，目前對(duì)印度保有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，可這個(gè)差距有逐漸縮小的趨勢(shì)。印度航天的亮點(diǎn)越來(lái)越多。我們能做的，是進(jìn)一步尊重人才、增加投入、提高發(fā)展速度，別無(wú)他法。

站在人類(lèi)文明發(fā)展的角度上，印度對(duì)月球的探索是值得尊重的。任何一個(gè)國(guó)家的深空探測(cè)，都是造福全人類(lèi)的寶貴科研機(jī)會(huì)，每一個(gè)國(guó)家的探測(cè)器都應(yīng)該被祝福，因?yàn)樗砹巳祟?lèi)渴望探尋宇宙新邊界的好奇心與決心。

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來(lái)自：七俠蕩寇志 > 《航空知識(shí)》

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