为什么印度此次没能成为继美国、俄罗斯、中国之后,第4个在月球

2019-10-23 05:11:38 | 来源:admin

本文发表在2019年第37期《三联生活周刊》上,原标题为《失落的月亮船2》。严禁未经许可转载,侵权行为必须受到调查。

温/钱缪

当地时间2019年7月22日,经过几次推迟,印度成功发射了“月球船2号”登陆器。

在印度班加罗尔航天中心的控制室里,工人们正在密切注视着屏幕,监控着陆器的状态。早些时候,当着陆器成功进入“粗暴破坏”阶段时,控制室里爆发出一阵掌声,但随后,着陆器突然与距月球表面仅2.1公里的地球失去了联系。这个由印度空间研究组织(isro)领导的月球探索项目不幸在最后阶段失败了。

2019年7月22日,印度第二个月球探测项目月船2号由印度空间研究组织开发的地球同步卫星运载火箭GSLV MK-三号发射升空。月球船2号已经在地球轨道上运行了23天,直到八月中旬才启程前往月球。它于8月20日进入月球轨道,原定于印度当地时间9月7日凌晨在月球表面软着陆。

耗资1.5亿美元的月球探索项目是印度历史上最复杂的太空探索项目。它结合了三个勘探组件。“月球船2号”由轨道飞行器和名为“维克拉姆”(vikram)的月球着陆器组成——这两部分在月球轨道上分开,轨道飞行器在月球轨道上进行探测工作,着陆器开始为着陆做准备——如果月球软着陆能够成功实现,着陆器还将从月球表面内部释放名为pragyaan的六轮月球车。

月球船1是月球船2的前身,是一颗绕月卫星。2008年,“月球船1号”发现月球土壤中存在水,并通过雷达绘制了月球轨道上的月球水资源图。从那时起,人类就一直希望知道月球上的水总量,这也有助于人类了解月球上的水源。根据该计划,“月球船2号”的目标是在前人努力的基础上,在月球南极寻找水资源,分析月球的土壤成分,并在月球南极勘探矿产资源。除了水资源,这个地区还可能含有金属矿物质,如镁、铁、钙和钛。

虽然月球是离地球最近的天体,但在几乎没有大气层的情况下,很难在月球表面实现软着陆。此外,“月亮船2号”选择的着陆点与之前人类选择的完全不同,这使得任务更加困难。此前,美国、俄罗斯和中国都选择月球赤道地区作为月球背面探测器软着陆的地点,而月球船2号则选择在月球南极地区着陆,这一点尚未被人类详细探索过。印度科学家计划让着陆器在月球以南70.9度和月球以东22.7度的两个撞击坑“曼齐努斯c”和“辛佩柳斯n”之间的高原上软着陆——这个位置距离月球南极约600公里,人类探测器从未到达过。

确定大致面积后,维克拉姆着陆器将需要在月球表面软着陆的最后15分钟内,在没有人类引导的情况下自动完成任务。正是因为它不受人类控制,而且极其困难。这个过程也被称为“15分钟的恐怖”,每个环节都可能出错。即使它能成功地降落在月球表面,如果着陆器在软着陆区有岩石或地面不平,它可能在着陆过程中翻滚,任务可能失败。

根据计划,着陆前,当着陆器距离月球表面35公里时,它自己的推进器将开始点火并减速,速度从每秒6公里降低到接近零,并逐渐降低着陆器的水平速度,这样着陆器的水平速度在下降过程中将逐渐接近零,最终完成着陆。人们仍然不知道的是,在离月球表面仅2.1公里的地方发生了什么,它完全失去了着陆器和地球之间的联系,导致任务失败。着陆器的现状也是一个谜。

人类对月球南极地区仍然有太多的未知。月球南极地区长期隐藏在阴影中,阴影中可能含有大量的水资源,也可能保留太阳系早期形成时落入该地区的陨石。此外,美国宇航局的“阿尔特弥斯阿尔特弥斯计划”计划在2024年将人类宇航员送回月球,并选择在月球南极附近着陆。如果月球船2号成功着陆,它可能会为美国宇航员将来登陆月球南极提供许多有价值的信息。

月球船2搭载了印度设计的13种科学仪器和美国国家航空航天局设计的一种仪器。其中,轨道飞行器携带八种科学仪器,科学家们最期待的是用于探测月球总蓄水量的红外光谱仪。这种仪器还能探测月球极地储存的氢气、二氧化碳和其他气体。着陆器和月球车各携带三种科学仪器。根据最初的计划,软着陆成功后,着陆器将测量着陆地点附近月球的振动,并绘制月球土壤的热曲线。月球车将以每分钟1厘米的速度在月球表面行驶,距离着陆器高达500米,以进一步分析月球土壤的成分。

“月球船2号”的着陆器和月球车都需要由太阳能电池驱动,所以它们都需要阳光来工作。根据最初的计划,他们将在黎明时分在月球上完成软着陆。月球一天的长度约为14个地球日,登陆器和月球车都将有足够的时间完成月球南极地区的探索任务。对他们来说,真正严峻的考验是月球上寒冷的夜晚,那里的温度会下降到零下170摄氏度。印度太空研究组织曾希望在月球上寒冷的夜晚唤醒着陆器和漫游者。不幸的是,当它们如此接近月球表面时,它们消失在地球的视线之外,没有机会为人类进行探索工作。

登陆器“月球飞船2号”的失败对人类探索月球南极地区的计划是一个打击。它还提醒我们,人类太空探索经常会伴随着失败。要取得任何进步,我们必须有勇气不害怕失败。“月球船2号”的轨道飞行器将继续在月球轨道上工作一年。今年,它将拍摄月球表面的高清照片,绘制月球矿藏地图,并使用红外成像仪和雷达高精度搜索月球表面的水资源,直到燃料耗尽。

印度未能成为继美国、俄罗斯和中国之后第四个在月球表面实现软着陆的国家。尽管人类第一次对月球南极地区的详细探索失败了,但是将来会有更多的探测器和人类宇航员来探索这个未知的地区。

(本文写作参考了印度空间研究组织网站、自然杂志、英国广播公司等媒体的相关报道。)

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