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“月船2号”功败垂成 如何看待印度的首次登月

文章作者:www.njwxtv.com发布时间:2020-03-05浏览次数:892

视频|印度官员宣布登陆月球失败,参谋长眼泪莫迪安慰

原标题:观察|“月亮船2”失去成功,如何看待印度首次登月

“在这个勇敢的时刻,我们将再次勇敢。”这是印度总理莫迪在“月球船2号”着陆器丢失后对参与此次任务的科学家说的话。

9月7日对印度太空来说不是快乐的一天。当地时间7日凌晨2点15分左右(北京时间7日凌晨4点45分),印度空间研究组织(IRSO)宣布,印度的月球车2号着陆器在离月球表面2.1公里处失去信号。这意味着印度的首次月球软着陆任务以失败告终。

当月球软着陆任务失败时,网上的评论是令人鼓舞的、遗憾的、嘲笑的和讽刺的。因此,如何尽可能客观地看待印度的月球探测任务“月川二号”,笔者谈了自己的看法,并提出了一些有价值的建议。

“越川2号”上的“维克拉姆”着陆器取得了显着的进步

“越川2号”探测器重3.85吨,是印度自己发射的最大的航天器。它是用印度自己开发的GSLV-MK3火箭发射的。这是GSLV-MK3火箭的第三次发射和第一次作战发射。不管月球飞船2号探测器有多成功,仅仅把它送入太空就已经表明,印度在太空发展方面已经向前迈出了一大步。

GSLV-MK3火箭是目前印度运载能力最大的火箭

印度最初的GSLV-MK2火箭同步转移轨道运载能力仅超过2吨,导致印度许多大型卫星被外国火箭发射。然而,作为一个提高公众士气和突出国家荣誉的项目,使用外国火箭显然是不合适的。幸运的是,GSLV-MK3火箭及时完成了研发测试,赶上了“越川2号”探测器的发射。

GSLV-MK3火箭由两个S-200大型固体助推器,加上L110核心一级和L25核心二级组成。S-200表示固体助推器装载了大约200吨液体推进剂,L110表示装载了大约110吨液体推进剂,L25表示装载了大约25吨液体推进剂,但是核心一级L110的推进剂是不同的:常温推进剂是偏二甲肼和四氧化二氮,而核心二级L25是液氧液氢推进剂。GSLV-MK3火箭的起飞重量为640吨,能够将8吨载荷送入600公里低地球轨道或4吨同步转移轨道。它的出现几乎使印度火箭的运载能力增加了一倍。L110核心一级也首次在印度火箭中与液体发动机并行设计。L25核心二级使用印度自己开发的20吨CE-20液氧液氢发动机,这是印度空间技术的一大进步。

GSLV-MK3火箭在2014年底的半箭试飞以及2017年和2018年的两次试射中都很成功。“月球船2号”探测器原定于7月15日发射,但火箭L25低温氢氧级氦气增压系统在起飞前发生泄漏。印度宇航员在一周内解决了这个问题,并于22日成功发射。从这一点上,可以看出印度太空火箭的整体水平的进步仍然非常明显。

火箭整流罩内的“月亮船2”探测器质量好,价格低。

月球船2号探测器也有自己的优势。印度空间研究组织(ISRO)称,“月球船2号”任务仅花费97.8亿卢比(约1.42亿美元),更令人震惊的是,“月球船2号”探测器本身仅花费8700万美元。应该注意的是,“月球船2号”探测器非常复杂,包括一个2379千克的轨道飞行器,一个1471千克的名为“维克拉姆”的着陆器和一个27千克的名为“普拉扬”的月球车。这三个部分各自携带不同的探测负载,而且着陆器也有大量的传感器用于月球软着陆,这再次反映了印度太空花钱做大事的风格。

“月球船2”探测器包括轨道飞行器、“维克拉姆”着陆器和“智慧”月球车

让我们先来看看“月球船2号”的轨道器,它负责从地球轨道到月球轨道的轨道转移,是探测器重量的主要部分。“月亮船2”是一个软着陆任务。最受关注的是“维克拉姆”着陆器和“智能”月球车。它的轨道飞行器的设计也是值得称赞的:它的设计寿命为一年,并将使用地形测绘相机(TMC-2)再次生成月球的三维图像。它还带来了合成孔径雷达。上次“月球船1号”带来了美国合成孔径雷达,在月球的极地发现了水。现在“月球船2号”轨道器装载的是国内货物,这也取决于实际情况。它还有一个红外成像光谱仪和一个软X射线光谱仪,用于探测月球表面物质的组成和分布。最让人们期待的是,轨道飞行器带来了一台高分辨率相机,据称分辨率达到0.32米。应该注意的是,美国的LRO探测器的分辨率只有0.5米。印度的月球探测相机将是世界上第一台。如果美国的阿波罗登月舱或中国的嫦娥3/4稍后被拍摄,这些探测器可能会有许多新的照片。

“vik ram”着陆器的科学探测仪器几乎没有亮点,但是确保软着陆的传感器仍然有一些亮点。为了确保这次软着陆,它配备了:位置探测摄像机、水平速度摄像机、Ka波段雷达高度计、激光高度计和避障摄像机,可以说是月球着陆技术的“十八武器”。从苏联的“月球”系列到美国的“阿波罗”,再到中国的“嫦娥”系列着陆器,安装的着陆传感器没有印度多。该轨道器装有阿尔法粒子X射线光谱仪(APXS)和激光诱导击穿光谱仪(LIBS),专门用于分析月球表面的组成和丰度。印度的“月球船2号”探测器花费如此之少,却能使用如此多的新设备,这也表明了印度在太空落后方面的优势。

月球软着陆不容易

维克拉姆着陆器在9月7日清晨进行了动力下降和月球软着陆。它配备了5 800牛顿主发动机和8 50牛顿姿态控制发动机。在下降开始时,外侧的四个800-N发动机被完全推进,两个800-N发动机在盘旋期间被打开,而在月球着陆期间只有中间的一个800-N发动机被打开。这是印度可变推力发动机的无奈之举,也可能是印度登月舱在登月过程中失败的祸根。

印度空间研究组织(ISRO)对“维克拉姆”着陆器的登月挑战进行了现场直播。着陆器配备了如此多的传感器,以至于下降过程的早期阶段相当平稳,但是2.1千米的高度突然失去了联系。根据印度实时视频显示的飞行轨迹,着陆器随后偏离了预定设计,加速了下降,这显然非常不正常。根据各方提供的信息,着陆和下降过程中的姿态可能存在问题。发动机应该倾斜向下工作,但是姿态的不稳定性变成了倾斜向上。因此,当信号丢失时,控制程序被紧急关闭,以防止着陆器加速下降。尽管着陆器之后会自动调整,但它不会高到足以完成正常的月球着陆并最终落在月球表面。

具体来说,着陆器软着陆失败可能有两个原因:首先,惯性导航硬件有问题,它输出错误的姿态信息;或者软着陆控制算法有问题,导致姿态异常和登月失败。今年,由于惯性导航硬件问题,以色列的“创世纪”号未能登陆月球。印度和以色列未能登上月球表明,在月球表面软着陆的技术难度仍然很高。这一面也表明,中国的嫦娥3/4号登月是非常罕见的。

结论

航天是一项高风险的事业,失败是不可避免的。失败之后,找出原因并克服它,这也是人类在广阔的宇宙中不断向上和向下寻找成功的垫脚石。

尽管印度的月球车2号着陆器未能软着陆,但它的轨道飞行器仍将在轨道上完成多项探索任务,并仍能提高印度对月球的了解。载人航天计划的正式发射