誰將是第4個成功軟著陸月球的國家？| 印度探月確實失敗了嗎？

七俠蕩寇志 2019-10-30

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印度，是2019年第三個嘗試月球軟著陸的國家。1月3日，中國“嫦娥”4號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，以色列月球探測器“創(chuàng)世紀”在著陸最后階段失敗。

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錢少，任務難

當?shù)貢r間2019年9月7日凌晨2:15（北京時間7日凌晨4:45）左右，印度空間研究組織（ISRO）宣布，“月船”2號著陸器在距離月球表面2.1千米的時候失去聯(lián)系。在班加羅爾航天指揮中心現(xiàn)場的印度總理莫迪鼓勵全體工作人員說，“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?！笔聦嵣希祟愄綔y月球60年來，僅有蘇聯(lián)、美國和中國實現(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號已經(jīng)過去11年之久。不過相比較而言，“月船一號”只是個圍繞月球運轉(zhuǎn)的軌道器，而“月船”2號非常復雜。因為它是一個包含軌道器+著陸器+巡視器組合系統(tǒng)，上一個以這種方式組合的，還要追溯到1972年的“阿波羅”17號任務。

著陸測試

軌道器，重達2.4噸，計劃工作7年，攜帶的 8臺儀器都是印度自主研發(fā)，其中高分辨率觀測相機分辨率可以達到0.3米、是人類所有月球探測器中最高的一個。著陸器，組合體重達1.5噸。計劃進行月球地震、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27千克的但能進行激光誘導擊穿光譜分析的巡視器，要知道這是“好奇號”的絕活?？梢哉f任務水平很高，尤其是科學儀器的整體水平非常高的。

但“月船”2號任務的價格并不高，包括研發(fā)、發(fā)射和運營的總價格在1.4億美元左右。按照印度媒體的說法，整個任務比好萊塢拍攝一部《星際穿越》電影的成本都要低。以如此低廉的價格完成的卻是對于印度目前的航天水平而言，難度非常大的任務。從第一次的軌道器任務直接跳組合體三重任務，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，可以判定著陸器著陸失敗。但必須強調(diào)，環(huán)繞月球的軌道器，完全成功，仍可照預定計劃執(zhí)行任務。相信各個高水平儀器還是能做出很多有創(chuàng)新性的科研成果。

但一個航天任務的成敗，不能簡單從某一項結(jié)果判斷。印度自主研發(fā)的地球同步軌道運載火箭III型成功執(zhí)行了目前對它而言最高難度的任務?；鸺闪恕Ｍ瑫r，由于火箭和“月船”2號自身能力不足，需要進行長期軌道機動才能完成這個任務，對軌道設計、深空導航制導與控制這些“軟件“要求非常高。印度在這一過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。

還有一項成功，在科普。這次任務跨度時間很長，印度的科普宣傳效果是非常好的，無論是全程與國民互動、媒體密集報道，還是直播著陸過程、總理親臨現(xiàn)場，重視程度之高都是很罕見的。這次“月船”2號的科普宣傳覆蓋范圍和影響力是教科書一般，通過各種渠道覆蓋了社會各個階層各個年齡，宣傳的重點也包括了任務創(chuàng)新和難度。這也是任務失敗后，印度社交媒體并沒有出現(xiàn)大規(guī)?！岸w問”等質(zhì)疑，更多是包容理解。這種科普宣傳生態(tài)，是非常值得我們學習的。

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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，不過從目前的情況來看，可以嘗試簡單推斷。首先，印度沒有變推力的主減速發(fā)動機，而是依靠5臺僅800牛的發(fā)動機逐漸工作減速，有點類似獵鷹九號火箭一級返回時9臺梅林發(fā)動機按數(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)動機能否一直保持正常工作、抑或是某臺出問題，都是風險。而不能擁有變推力減速發(fā)動機的原因，還跟俄羅斯有關。原計劃這個任務著陸部分是俄羅斯協(xié)助完成的，但由于俄羅斯火星探測任務失利、導致一系列合作終止，任務大幅延期。印度重新研發(fā)變推力發(fā)動機不太現(xiàn)實，只得用控制發(fā)動機臺數(shù)變推力的“趕鴨子上架”情景。

其次，問題可能出現(xiàn)在姿控發(fā)動機上。著陸過程中如果軌道發(fā)動機工作狀態(tài)突然改變，例如它計劃中的從4臺切到2臺，毫無疑問會對著陸器姿態(tài)產(chǎn)生較大擾動。而8臺50N級姿控發(fā)動機工作狀態(tài)就會受到極大挑戰(zhàn)。目前來看也的確發(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“嫦娥”相比如何？

運載火箭方面，印度此次任務火箭跟我國探月用“長征”3號乙相比還有一定差距。它的同步軌道轉(zhuǎn)移運力僅4噸，根本不足以送這個近3.8噸組合體直入地月轉(zhuǎn)移軌道。而“長征”3號乙可將3.8噸重的“嫦娥”3、4號直送地月轉(zhuǎn)移軌道，不用依靠探測器自己長時間變軌。直接導致“嫦娥”3、4號飛了3天的路程，“月船”2號用了幾十天。

軌道器方面，要跟我們的“嫦娥”1號和2號類比，應該說高分辨率相機方面明顯優(yōu)勢，總體上略強。

當然差距最大的在著陸器上。嫦娥”3、4號都大為成功，4號甚至是人類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獨立自主研發(fā)的變推力發(fā)動機，其他相關軟件和硬件也非常成熟。而且“嫦娥”和兩只“玉兔”都能“過夜”。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，也僅計劃存活一個白天/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。再一次為中國的航天成就，感到驕傲和振奮。但同時，我們也應該借鑒一二。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。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2020年的火星探測任務也計劃在幾乎沒有任何基礎的情況下實現(xiàn)一次任務“繞落巡”火星。而火星探測的難度遠遠超過月球，更加謹慎和耐心一些似乎更加穩(wěn)妥。同時，我們再次意識到，核心技術(shù)必須自己掌握。印度這次任務延期如此之久很大程度上因為與俄羅斯合作的不順利，沒有留足時間做核心發(fā)動機研發(fā)。技術(shù)沒有捷徑。加入我國的某項核心技術(shù)還不成熟，請大家多給航天工程師們一些時間，讓他們踏實地啃硬骨頭，因為別無他法。中國航天的成就有目共睹，目前對印度保有明顯的競爭優(yōu)勢，可這個差距有逐漸縮小的趨勢。印度航天的亮點越來越多。我們能做的，是進一步尊重人才、增加投入、提高發(fā)展速度，別無他法。

站在人類文明發(fā)展的角度上，印度對月球的探索是值得尊重的。任何一個國家的深空探測，都是造福全人類的寶貴科研機會，每一個國家的探測器都應該被祝福，因為它代表了人類渴望探尋宇宙新邊界的好奇心與決心。