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北京時間 9 月 7 日凌晨 4 點 20 分左右,印度“月船二號”的月球著陸器嘗試在月球南極區域著陸(南緯 70.9 度,東經 22.8 度),但遺憾的是,著陸器在距離月球表面 2.1 公里的時候與地面失去聯系。
后續的分析表明,著陸器失聯時,對地的垂直速度為 59.8 公里每小時,這種速度墜毀無疑。
如果成功,印度就成為軟著陸月球的第四個國家,前三個國家分別為前蘇聯、美國和中國。但目前看,非常遺憾了。
在這里,不得不提一句,2019 年 4 月 12 日,以色列的“創世紀”號月球著陸器在最后降落階段墜毀。
早在 2008 年,印度曾經向月球發射過“月船一號”探測器,那是一枚月球軌道器,就是圍繞月球飛行的衛星。
本次“月船二號”探測器是“月船一號”的繼任者,功能上比“月船一號”復雜得多,包括軌道器、著陸器和月球車三部分,能夠一次性部署對月球繞、落、巡的探測,主要對月球南極的地質、 地貌、礦物和水進行科學研究。目前,軌道飛行器正常,設計壽命為期一年。
著陸器在月球的預定著陸區域
為什么這次印度選擇月球南極著陸區域?這是因為,此前“月船一號”探測器在月球南極附近環形山永久陰影中發現有冰存在的跡象。
著陸器動力下降(示意圖)
著陸器還攜帶了一個小小的月球車,這輛月球車依靠太陽能動力在月球行走,對月球進行科學勘探,這與咱們的“玉兔號”和“玉兔二號”月球車類似。
月船二號重要節點回顧
7 月 22 日,發射升空,執行發射任務的是印度目前最強的運載火箭 GSLV MarkIII。
8 月 22 日,“月船二號”進入繞月球 100 公里高的軌道,隨后軌道器和著陸器進行了分離。
這是此前“月船二號”的軌道飛行器拍攝的月球照片
8 月 23 日,“月船二號”的軌道器傳回了在月球上空拍攝的照片。
月船二號的結構
“月船二號”由三部分組成:月球軌道器、月球著陸器和月球車。也就是說,印度希望通過這一次發射,完成繞、落和巡三個過程,理念是非常先進的。“月船二號”僅耗資 1.36 億美元,性價比還是非常高的。
軌道器(Orbiter)
地面上的月球軌道飛行器
軌道器其實就是一顆月球衛星。印度這枚軌道器重 2379 公斤,其中燃料重 1697 公斤,因此,凈重 682 公斤。軌道器最終運行在距離月球表面 100 公里的圓軌道上,攜帶有五件科學儀器,將對月球表面進行高分辨率觀測,為著陸器選擇合適的降落地點。
著陸器(Lander)
著陸器與月球車(頂上的小車)
著陸器就是降落月球表面,而無法自由移動的探測器。我們熟悉的“嫦娥三號”和“嫦娥四號”就是這類。
印度這枚著陸器重 1471 公斤,凈重 626 公斤。
首先,著陸器和軌道器一起進入軌道,然后二者分離,著陸器點燃反推火箭,把軌道高度調整為遠月點 100 公里,近月點 30 公里的橢圓軌道上。在該軌道上停泊一段時間,再經過對所有儀器進行檢查后,將嘗試著陸。
月球車(Rover)
6 輪太陽能月球車(月球車)
月球車就是能夠在月球表面自由行走的探測器,通俗說就是輛月球車。印度的這輛月球車非常小,重量只有 27 公斤,有 6 個輪子,以 1 厘米每秒的速度緩慢行駛。太陽能板能夠提供 50 瓦的電功率。
“月船二號”是如何飛往月球?
探測器采用何種方式抵達月球,很大程度上取決于火箭。承擔本次發射任務的是 GSLV MarkIII 火箭,這種火箭是為發射地球同步衛星設計的,擅長把載荷送入地球同步轉移軌道,而沒有能力把載荷直接送入直飛月球的軌道。
由于火箭不是太給力,月船二號繞地球一圈圈飛行,靠自身的動力慢慢“甩”向月球。
在這種情況下,就要采用類似“蕩秋千”的軌道設計方案了。首先,火箭把探測器送到近地點 170 公里,遠地點 4 萬公里的長橢圓軌道上,后續的軌道爬升就要靠探測器本身了。
每當探測器到達近地點時,就會啟動自身攜帶的發動機,抬高一次遠地點的高度,經過多次抬高后,就會觸達月球軌道高度。當探測器與月球相遇時,在發動機的協助下,就會被月球的引力俘獲,成為繞月球的衛星。
采用這種軌道飛行方式比較消耗時間,是火箭推力不足妥協的結果。當年,中國的“嫦娥一號”也是采用的這種飛行方式。
著陸器釋放月球車(藝術圖)
據悉,印度還計劃 2023 年或 2024 年發射“月船三號”探測器進行月球采樣返回。
人類探月簡史
阿波羅 11 號宇航員“奧爾德林”站立在月球上
1959 年至 1976 年,前蘇聯曾 60 多次向月球發射探測器,創造了多項世界第一,包括第一次拍攝到月球背面,以及三次采集月巖返回地球。
截至 2017 年底,美國向月球發射的探測器和載人航天器也已超 60 多次。中國 4 次,日本 2 次,歐洲 1 次,印度 2 次。比較成功的包括:
1961 年至 1968 年,美國“徘徊者”系列飛行器,“月球軌道”系列飛行器以及“勘測者”系列月球著陸器,為后續阿波羅登月計劃鋪平了道路。
1969 年至 1972 年,美國實施阿波羅計劃,共 6 次登月成功,把 12 名宇航員送上過月球。
1994 年至 1999 年期間,美國“克萊門汀”和“月球探勘者”的數據表明,月球兩極區域可能存在著水冰。
2003 年 9 月 27 日,歐空局的“智慧一號”探測器發射升空,這是歐空局第一個飛向月球的探測器,完成科學任務后,于 2006 年 9 月 3 日主動撞擊月球表面。
2007 年至 2008 年,日本“月亮女神”,以及“嫦娥一號”成功進入月球軌道,隨后印度“月船 1 號”相繼進入月球軌道。
2008 年,印度向月球發射過“月船一號”探測器,首次證明月球兩極隕石坑內永久陰影區存在水冰。
2009 年 6 月 18 日,美國的“月球勘測軌道飛行器”和“月球環形山觀測與遙感衛星”同時發射。
2010 年 10 月 1 日搭載著“嫦娥二號”衛星的長征三號丙運載火箭在西昌衛星發射中心點火發射。
2011 年 9 月 10 日,美國發射了“圣杯號”,這項任務旨在精確探測并繪制月球的重力場圖以判斷月球內部構造。
2013 年 9 月 6 日,美國發射“月球大氣與粉塵環境探測器”,用于探測月球大氣層的散逸層和周圍的塵埃,該探測器于 2014 年 4 月 18 日撞向月球背面而結束任務。
2013 年 12 月 14 日,“嫦娥三號”成功軟著陸于月球雨海西北部,成為繼 1976 年“月球 24 號”后首個在月球表面軟著陸的探測器,也是世界上第三個實現在月面著陸的國家。
2014 年 10 月 23 日,“嫦娥五號 T1 試驗器”發射升空,為未來的“嫦娥五號”探測器以第二宇宙速度再入大氣層提供試驗驗證。2014 年 11 月 01 日,返回器在內蒙古四子王旗預定區域順利著陸,我國探月工程三期再入返回飛行試驗獲得圓滿成功。
2019 年 1 月 3 日,“嫦娥四號”探測器成功在月球背面軟著陸,使中國成為首個在月球背面軟著陸的國家。
(邯鄲網站建設)