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真逗!印度登月任务未能成功,美国人的反应很真实

时间:2019-09-10 16:34:04        来源:互联网

    按照计划,当地时间9月7日,印度将成为继俄罗斯、美国以及中国之后第4个登陆月球的国家。然而就在这个关键时刻,印度“月船2号”探测器所携带的着陆器却突然与该国航天机构失去联系。此事当天也受到了美国国家航空航天局(NASA)与美国国务院的注意,NASA在赞扬印度“登月”尝试的同时,还称,太空(探索)确实很困难。

  据印度新德里电视台(NDTV)报道,在印度空间研究组织(ISRO)7日宣布与“月船2号”着陆器失去联系后,该组织曾在推特上发布推文写道:“‘月船2号’任务是一项高度复杂的任务,与以往ISRO探测月球南极的任务相比,这是一次重大的技术飞跃。”

  NASA推特截图

  此后,NASA转发了这条推特,并以“安慰”的口吻称,“太空(探索)是很困难的。我们赞赏ISRO用‘月船2号’登陆月球南极的尝试,你们的旅程激励着我们,期待着未来有机会一起探索我们的太阳系。”

  此后不久,美国国务院也加入进来。

  SCA推特截图

  美国务院南亚和中亚事务局(SCA)转发了NASA上述推特,并配文,“我们祝贺ISRO在‘月船2号’上所作的令人难以置信的努力。这项任务是印度向前迈出的一大步,并将继续提供有价值的数据推动科学进步。印度将实现其太空抱负,我们毫不怀疑。”

  当地时间7日凌晨2:15(北京时间7日凌晨4:45)左右,印度空间研究组织宣布,印度“月船2号”着陆器在距离月球表面2.1公里的时候失去了信号。原计划改着陆器将于7日凌晨在月球南极附近“软着陆”。“月船2号”是印度第二个月球探测器,于7月22日发射升空,它重达3850千克,包括轨道器、着陆器和月球车3个模块,携带了10多个各类研究装置。

  “月船2号”发射升空

  据新德里电视台报道,ISRO负责人西万(K Sivan)7日表示,航天部门的科学家们尚未放弃与着陆器重新取得联系的希望,他补充,未来14天内将继续努力。

  印度总理莫迪当天在ISRO发表讲话,他对科学家团队表示,“生活中有起起伏伏,这是一个不小的成就。国家为你们骄傲。”“今天发生的将使我们更加强大、做的更好。”

  9月7日,印度发射的“月船”2号在离月球着陆点2公里处失去联系,印度航天专家说,着陆器失联前速度未降低至着陆速度。截止写稿,印度方面仍然没有着陆器的消息,可以说印度的登陆行动最终失败,着陆器摔在月球上面,完全损毁。

  根据《印度快报》网站7日报道,印度总理莫迪全程观看了着陆失败全过程,事后向印度航天专家发出慰问,向他们的努力表达敬意。莫迪对科学家团队表示,“生活中有起起伏伏,这是一个不小的成就。国家为你们骄傲。” 他还说:“我为我们的科学家感到骄傲,他们的辛勤工作和决心确保了市民更好的生活。这是他们创新热情的结果。更多的机会让你感到骄傲和高兴,谢谢。与此同时,在太空计划上我们充满信心,最好的还在后头。”

  登月失败,莫迪总理其实也很失望,他上台以来,支持印度航天发展,曾经想在多个航天领域超越中国。印度先于中国发射火星探测器,顺利达到火星,印度全国受到很大鼓舞。但这次登月失败,对于莫迪和全印度是一次不少的打击,他们曾经畅想过成为第四个登陆月球的国家,然而现实很残酷。

  莫迪神色略显失望回顾,印度这次登月行动,其实一直以来是冒着巨大的技术风险。原本“月船”2号是2018年2月发射升空,但中途历次推迟,直至今年7月23日才发射升空,比原计划推迟1年多。其中今年7月15日发射过程也颇为波折,火箭已经在发射架上,离发射只有很短时间,最后印度方面临时叫停。

  “月船”2号登月器项目,是印度和多个国家进行技术合作的结果,大体设计和中国的“月兔”系列登月器差不多。“月船”2号主体登月器有轨道器,着陆器和月球车三大部分,轨道器将留着月球轨道,着陆器和月球车登陆月球。

  这次印度登陆月球的位置是月球南极,根据全世界科学研究,月球南极可能有水的存在。另外印度考虑过政治因素,月球正面已经有中美俄三国登陆过,在月球背面,中国的“玉兔”2号正在上面转悠;月球两极还是一片科研空白,所有选择月球南极作为目的地,打算实现“首个在月球南极着陆的国家”的目标。

  月球南极在月球南极着陆比在月球正面着陆要难一些,因为月正面正好对着地球,方便通信,另外月球正面已经被地面上和月球轨道上的探测器扫描得很全面,容易选择平坦的着陆区。而月球南极,被人类探测比较少,地形不熟悉,着陆时容易遇到复杂崎岖地形,着陆难度大。

  不过,比起在月球背面着陆,在月球南极着陆算是小意思。当时中国的“月兔”2号着陆,一方面要用“鹊桥”中继卫星保持与地面联系,另一方面,月球背面地形复杂,着陆区平坦的地方不多,甚至“月兔”2号着陆的地方,旁边不足十米就是一个小陨石坑。

  中国的两次登月成功,全靠踏实。从2004年嫦娥计划开始,每一步都是踏踏实实,从“嫦娥”绕月探测器,到“月兔”1和“月兔”2,每次行动难度逐步提升。其中“月兔”2号融合了人工智能技术,图像识别技术,全智能降落月球。

  “月兔”2号而印度的“月船”2号,离登陆点2公里就是失联了,大概是着陆器减速时,失去控制造成登陆失败。同样今年4月,以色列发射一个名为“创世纪”号月球着陆器,它在离月球表面10公里高度,主发动机突然失灵,整个着陆器高速摔向月球。印度和以色列都在减速阶段出现故障,功亏一篑。

  登月器减速制动是登陆月球一个难点,只有中美俄三国成功克服。中国和俄罗斯是用程序实现。而美国最冒险,程序加人工一起完成登月。美国是实现首次人类登月,但之前是从来未试过登月器登月,直接上真人登月,极度冒险,到现在美国也未用无人登陆器登月。

  登陆月球是科技技术高度发达的国家才能实现,印度和以色列的的失败,表面看是运气差了点,本质是技术不够完善,可靠性低。

 

       “在这勇敢的时刻,我们将会再次勇敢。”这是印度总理莫迪在“月船2号”着陆器失联后对参与任务科学家说的一句话。

       对于印度航天来说,9月7日是一个高兴不起来的日子。当地时间7日凌晨2:15(北京时间7日凌晨4:45)左右,印度空间研究组织(IRSO)宣布,印度“月船2号”着陆器在距离月球表面2.1公里的时候失去了信号。这意味着印度历史上首次月球软着陆任务以失败告终。

       当月球软着陆任务失败后,网络上的言论有鼓励、有惋惜,也有揶揄和讽刺。那么,如何尽量客观看待印度此次“月船2”号月球探测任务,笔者谈谈自己的观点,抛砖引玉。

       “月船2号”上的“维克拉姆”着陆器

       大火箭进步显著

       “月船2号”探测器重达3.85吨,是印度自行发射的重量最大的航天器,它使用印度自行研制的GSLV-MK3火箭发射,这是GSLV-MK3大火箭的第三次发射和首次实用业务发射。无论“月船2号”探测器成就如何,仅仅把它成功送上太空,就已经表明印度航天发展前进了一大步。

       GSLV-MK3火箭是印度目前运载能力最大的火箭

       印度原有的GSLV-MK2火箭同步转移轨道运力仅有2吨多,导致印度不少大型卫星要用外国火箭发射,而月球探测作为提振民心士气、彰显国家荣誉的工程,使用外国火箭发射显然不太合适,好在GSLV-MK3火箭及时完成研制试验,赶上了“月船2号”探测器的发射。

 

     GSLV-MK3火箭由两个S-200大型固体助推器,外加L110芯一级和L25芯二级三部分组成,S-200表示固体助推器装药量约200吨,L110表示装有约110吨液体推进剂,L25则是装有约25吨液体推进剂,不过芯级的推进剂并不相同:芯一级L110是偏二甲肼和四氧化二氮的常温推进剂,而芯二级L25是液氧液氢推进剂。GSLV-MK3火箭起飞重量640吨,具有将8吨载荷送入600公里高度近地轨道,或是4吨级的同步转移轨道运力,它的出现让印度火箭的运载能力几乎翻番,L110芯一级还在印度火箭中首次使用液体发动机并联设计,L25芯二级使用印度自行研制的20吨级CE-20液氧液氢发动机,这都是印度在航天技术的重大进步。

       GSLV-MK3火箭无论是2014年底的半箭试飞,还是2017年和2018年的两次试验性发射都获得成功。“月船2号”探测器原定7月15日发射,但起飞前火箭L25低温氢氧级出现氦增压系统泄漏的故障,印度航天人一周内就解决完毕并在22日发射成功,从此看出,印度航天在火箭综合水平上的进步还是十分明显的。

       火箭整流罩里面的“月船2号”

       探测器物美价廉

       “月船2号”探测器也有自己的过人之处,印度空间研究组织(ISRO)表示,“月船2号”任务耗资仅为97.8亿卢比(约合1.42亿美元),更令人震惊的是“月船2号”探测器本身只花了8700万美元。要知道“月船2号”探测器可是非常复杂的,包括一个2379千克的轨道器,一个1471千克被命名为“维克拉姆”(Vikram)的着陆器和一个27千克名叫“智慧”(pragyan)的月球车,三个部分各自带了不同的探测载荷,着陆器上还有大量的传感器用于月球软着陆,这再次体现了印度航天花小钱办大事的风格。

       “月船2号”探测器包括轨道器、“维克拉姆”着陆器和“智慧”号月球车

       我们先看“月船2号”的轨道器,它负责从地球轨道到月球轨道的变轨,从重量上说是探测器的大头。“月船2号”是一次软着陆任务,最受关注的是“维克拉姆”着陆器和“智慧”月球车,其轨道器的设计也是可圈可点:它设计寿命一年,将使用地形测绘相机(TMC-2)再一次生成月球的三维影像;它还带了SAR雷达,上次“月船1号”带了美国的SAR雷达,发现月球极区有水,现在“月船2号”轨道器装上国产货,也要看个究竟;它还带了红外成像光谱仪以及软X射线光谱仪,用于探测月球表面的物质成分和分布;最让人期待的,是轨道器带了一部高分辨率相机,号称能达到0.32米分辨率,要知道美国的LRO探测器也只有0.5米分辨率呢,印度人探月相机做出一个世界第一,若以后对美国“阿波罗”登月舱或是中国“嫦娥三号/四号”进行拍照,这些探测器可能就有不少新照片。

       “维克拉姆”着陆器的科学探测仪器没什么亮点,但保障软着陆的传感器还是有一些亮点。为了保障这次软着陆,其配备了:位置探测相机、水平速度相机、Ka波段雷达高度计、激光高度计和避障相机,可以说是落月技术的“十八般武器”样样具备。从苏联的“月球”系列到美国“阿波罗”再到中国的“嫦娥”系列着陆器,也没有像印度安装了如此多的降落传感器。轨道器带了阿尔法粒子X-射线分光仪(ApXS)和激光诱导击穿光谱仪(LIBS),专门用于分析月球表面的物质成分和丰度。印度“月船2号”探测器花这么点钱,却能用上这么多新设备,也算是印度航天后发优势的一个体现。

 

       月球软着陆并不容易

       9月7日凌晨“维克拉姆”着陆器进行动力下降和月球软着陆,它装有5台800牛主发动机和8台50牛姿控发动机,开始下降时外侧的四台800牛发动机推力全开,悬停阶段开两台800牛发动机,最后落月只开中央的一台800牛发动机,这是印度变推力发动机不给力的无奈之举,可能也是印度着陆器落月失败的祸根。

       印度空间研究组织(ISRO)对“维克拉姆”着陆器的落月挑战进行了直播,着陆器带着那么多传感器,下降过程前期相当顺利,但2.1公里高度却突然失去联系,根据印度直播视频上显示的飞行轨迹,着陆器随后偏离预定设计加速下降,这显然是极不正常的。综合各方信息,很可能是着陆下降过程中姿态出现问题,本该发动机斜向下工作但姿态失稳变成发动机斜向上,于是失去信号的同时控制程序紧急关机,防止着陆器继续加速下降。虽然着陆器随后自动会进行调整,但高度不高也来不及完成正常落月,最终摔在月球表面。

       具体来说,导致着陆器软着陆失败的原因可能有两个:一是惯导硬件出问题,输出了错误的姿态信息;或者软着陆控制算法出了问题,导致姿态异常和落月失败。今年以色列“创世纪”号由于惯导硬件问题导致登月失败。印度和以色列登月失败表明月面软着陆技术难度还是非常高的,侧面也反映中国“嫦娥三号/四号”成功登月非常难得。

       结语

       航天是高风险事业,失败在所难免。失败后找出原因并加以克服,这也是人类在茫茫宇宙中上下求索不断取得成功的垫脚石。

       虽然印度“月船2号”的登陆器软着陆失败,但它的轨道器仍然会在轨道上完成不少探测任务,还是能够提高印度对月球的认识。正式启动载人航天计划、向火星发射探测器、探测月球……不得不承认当今的印度航天早已不是昔日的“吴下阿蒙”。