印度月船2號登月失敗_風聞

原創：牧夫天文

編譯：王延昕

編排：文飛洋

當地時間九月六日午夜時分印度總理莫迪出現在班加羅爾的印度空間研究組織中心，並很興奮地在推特上發文，那份見證歷史時刻的迫切之心可見一斑。

確實，如果今日（2019年9月7日）印度月船2號的Vikram着陸器順利降落在月球南極地區，將使印度成為繼美國、前蘇聯和中國後第四個在月球上實現軟着陸的國家。同時，印度也將成為繼中國之後第二個探索月球背面的國家，和第一個在月球南極着陸的國家。

但莫迪的期待在信心滿滿的全球直播中被擊破，等到的是監控大廳裏ISRO主席無奈的聲音：“Vikram着陸器信號丟失，重複一遍，着陸器信號丟失。”

ISRO主席Kailasavadivoo Sivan宣佈與Vikram着陸器在下降到2.1公里處通訊丟失

這項由印度空間研究組織（以下簡稱ISRO）運作的登月任務一開始便不太順利，在數次延誤後於7月22日在印度安得拉邦南部的斯里赫裏戈達島的薩蒂什·達萬航天中心發射。

Credit: ISRO

發射所使用的火箭是印度推力最大的GSLVMK-III型三級運載火箭，高度43.43米，發射重量達640噸。相比之下，發射嫦娥4號的長征三號乙火箭高度為56米，但發射重量只有約460噸。

GSLV MK-III型三級運載火箭

Credit: ISRO

月船2號的組成

整個月船2號組件重達3.8噸，由三大部分組成：月球軌道器，着陸器和月球車。

月球軌道器

Credit: ISRO

月球軌道器運行於離月球表面100公里軌道高度，負責着陸器與印度深空網絡之間的中繼通訊，設計任務壽命為一年。軌道器本體重2379千克，上面搭載有8台儀器設備。

Vikram着陸器

Credit: ISRO

Vikram着陸器的名字來自於印度太空之父Vikram A Sarabhai博士。這台着陸器的設計工作壽命僅為一個月球日，即大約14個地球日，但本身能夠完成在月球表面軟着陸，並可與登月車、軌道器以及印度深空網絡通訊。Vikram着陸器重1471千克，攜帶4台設備，發電功率650瓦。

月球車

Credit: ISRO

月球車也有自己的名字——Pragyan，意為“智慧”。這台重量僅為27千克的六輪小車其設計行駛距離僅為500米，機上發電能力也只有50瓦。印度深空網絡需通過軌道器中繼到着陸器，然後再與月球車通訊。

48天奔月之旅

在成功發射升空後，月船2號環繞地球23天以增加其軌道高度，然後進入月球轉移軌道。7天之後，月船2號抵達月球並開始13天的月球軌道運行，其軌道形狀也逐漸從橢圓變成正圓。在任務的第43天，也就是9月2日，Vikram着陸器成功與軌道器分離。9月5日，ISRO完成對Vikram着陸器的最後一次離軌機動，拉開登月序幕。

這張圖顯示了月船2號從發射到登陸月球的過程

Credit: ISRO

按原計劃，今天的Vikram着陸器的登月過程大致如此：

-①9月7日印度時間凌晨1點40分， Vikram着陸器將開始下降。

-②着陸器從月球表面以上35公里的高度開始下降，速度約為6,000公里/小時。在短短10多分鐘內，Vikram着陸器將降至月球表面以上7.4公里的高度，並將其速度降低至約526公里/小時。

-③在接下來的38秒內，Vikram着陸器進一步降低其速度至331.2公里/小時，並達到月球表面5公里高度。

-④接下來的1.5分鐘Vikram着陸器進一步將其高度降低到月球表面以上400米，速度預計降到約100公里/小時的速度（比汽車都慢）。一旦Vikram着陸器到達月球表面以上400米處，它將暫停其下降並懸停約12秒以收集月球表面的一些數據。

-⑤隨後，着陸器將在接下來的66秒內進一步降低其高度，達到月球表面以上100米的高度。在此高度，Vikram着陸器將懸停約25秒，（在此期間它將在兩個預先確定的着陸點之間進行選擇。着陸器的機載儀器將為Vikram提供必要的數據來做出這一決定。）

-⑥根據最終選擇的着陸點不同，Vikram着陸器的降落時間和速度也會略有不同，但從10米的高度開始，Vikram Lander需要13秒才能在月球上着陸，此時速度將為0公里/小時。

-⑦着陸後15分鐘，Vikram Lander將發送第一張照片。

-⑧着陸後四小時，Pragyan月球車將從 Vikram着陸器上駛出。

低成本的印度航天

從前文對月船2號的軌道器、着陸器和月球車的介紹中不難看出印度人在此項目中遵循的是夠用就好的標準。事實上整個月船2號任務所用的費用約1.41億美元，聽上去似乎很多，但要知道一部好萊塢大片“復仇者聯盟：終結者”的拍攝都花去了3.56億美元！

回顧印度在過去十年的太空項目，我們就看到三個字——“低成本”。

ISRO充分利用內部人才，不僱用第三方承包商以節約有限資金。每個任務限時完成，每次最多隻需幾年。此外，印度還會善加利用美國同行已經建成的基礎設施。

近年來印度在亞洲地區通過低成本衞星發射服務穩步贏得聲譽。印度在2017年的一項任務中打破了世界紀錄用一箭發射了104顆衞星，同時又保持了低成本運營。今年早些時候，莫迪宣佈印度在一次軍事展示中成功擊落了本國一顆退役衞星，使其成為擁有反衞星能力的四個國家之一。

更令人震驚的是，印度的曼加里安火星探測器早在2014年就離開地球軌道，使印度成為第一個實現火星探測的亞洲國家。印度的火星軌道飛行任務僅耗資7400萬美元，而同一時期NASA的Maven火星軌道器花費了1.87億美元。

2015年1月4日，曼加里安火星探測器所拍攝的火星阿爾西亞火山照片。

Credit: ISRO

但今日之挫敗是否也告誡印度，低成本的登月計劃行不通？

為何要降落在月球南極

2008年，印度的首次月球任務月船1號在月球表面發現了水的存在痕跡，然後作為該任務的一部分，飛船完成在月球南極地區的撞擊。月球的南極地區數十億年沒有受到陽光照射，是太陽系中最寒冷的地方之一，這也使得月球南極地區極可能包含了大量的水和太陽系起源的“未受干擾的記錄”。

找出月球南極的水資源分佈是月船2號任務的主要目標之一，除此以外月船2號所攜帶的科學儀器設備本來計劃進行一系列與太陽系起源相關的實驗，那台六輪小月球車也計劃在14個地球日期間漫遊月球表面並做一系列表面與地下的實驗。不過，現在這一切計劃都落空了……

前方的路

如果月船2號任務成功完成，印度計劃在2023或2024年發射月船3號實現登月再返回任務。甚至我們也將在未來幾年內看到印度航天員前往太空！然而，今日的挫敗顯然會把印度邁向太空強國的腳步打亂，與中國的差距也進一步拉大。

另一方面，中國嫦娥四號和玉兔二號就在昨天剛剛完成了第九個月晝的工作，按計劃進入第九月夜休眠期。祝你們夢中中秋快樂！

『天文時刻』 牧夫出品

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Credit: X-ray - NASA, CXC, SAO