印度“月船二號“探測器升空 欲沖擊軟著陸月球第四國
騰訊科技

北京時間7月22日17點13分,印度太空研究機構(ISRO)的“月船二號”月球探測器發射升空,執行本次發射任務的是一枚名為GSLV MarkIII 的運載火箭,其實,該火箭設計主要用來發射地球同步衛星,也是目前印度最強運載火箭。

截止發稿,“月船二號”探測器已成功與火箭分離,進入繞地球運行的狹長大橢圓軌道。在后續一段時間,探測器將借助自身的發動機逐漸抬高軌道接近月球。

“月船二號”的著陸點位于月球南極,如果最終成功著陸,那么印度將成為全球第四個在月球軟著陸的國家(前三名分別為:前蘇聯、美國和中國),也將是首個在月球南極附近軟著陸的國家(南緯70度)。

說到這里,不得不提一句今年4月12日在月球墜毀的以色列探測器“創世紀”號。“創世紀”號在最后降落階段出現問題而墜毀,以色列失去了成為第四個在月球表面軟著陸國家的機會。

2008年,印度曾經向月球發射過“月船一號”探測器,那是一枚月球軌道器,就是圍繞月球飛行的衛星。本次“月船二號”探測器是“月船一號”的繼任者,功能上比“月船一號”復雜得多。

“月船二號”的結構

“月船二號”由三部分組成:月球軌道器、月球著陸器和月球巡視車。也就是說,印度希望通過這一次發射,完成繞、落和巡三個過程,理念是非常先進的。

軌道器(Orbiter)

圖注:地面上的月球軌道飛行器

軌道器其實就是一顆月球衛星。印度這枚軌道器重2379公斤,其中燃料重1697公斤,因此,凈重682公斤。軌道器最終運行在距離月球表面100公里的圓軌道上,攜帶有五件科學儀器,將對月球表面進行高分辨率觀測,為著陸器選擇合適的降落地點。

著陸器(Lander)

圖注:著陸器與巡視器(頂上的小車)

著陸器就是降落月球表面,而無法自由移動的探測器。我們熟悉的“嫦娥三號”和“嫦娥四號”就是這類。

印度這枚著陸器重1471公斤,凈重626公斤。

首先,著陸器和軌道器一起進入軌道,然后二者分離,著陸器點燃反推火箭,把軌道高度調整為遠月點100公里,近月點30公里的橢圓軌道上。在該軌道上停泊一段時間,再經過對所有儀器進行檢查后,將嘗試著陸。

巡視器(Rover)

圖注:6輪太陽能巡視器(月球車)

巡視器就是能夠在月球表面自由行走的探測器,通俗說就是輛月球車。印度的這輛巡視器非常小,重量只有27公斤,有6個輪子,以1厘米每秒的速度緩慢行駛。太陽能板能夠提供50瓦的電功率。

“月船二號”如何飛往月球?

探測器采用何種方式抵達月球,很大程度上取決于火箭。承擔本次發射任務的是GSLV MarkIII火箭。開始我們也提到,這種火箭是為發射地球同步衛星設計的,擅長把載荷送入地球同步轉移軌道,而沒有能力把載荷直接送入直飛月球的軌道。

圖注:借助探測器自帶的發動機,不斷爬升軌道。

在這種情況下,就要采用類似“蕩秋千”的軌道設計方案了。首先,火箭把探測器送到近地點170公里,遠地點4萬公里的長橢圓軌道上,后續的軌道爬升就要靠探測器本身了。

每當探測器到達近地點時,就會啟動自身攜帶的發動機,抬高一次遠地點的高度,經過多次抬高后,就會觸達月球軌道高度。當探測器與月球相遇時,在發動機的協助下,就會被月球的引力俘獲,成為繞月球的衛星。

采用這種軌道飛行方式比較消耗時間,是火箭推力不足妥協的結果。當年,中國的“嫦娥一號”也是采用的這種飛行方式。

圖注:著陸器釋放巡視器(藝術圖)

如果一切順利,“月船二號”將于8月5日進入月球軌道,9月2日著陸器降低軌道高度,9月7日開始實施降落。

2019-07-23 10:20

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