“在這勇敢的時(shí)刻，我們將會(huì)再次勇敢。”這是印度總理莫迪在“月船 2 號(hào)”著陸器失聯(lián)后對參與任務(wù)科學(xué)家說的一句話。

　　對于印度航天來說，9 月 7 日是一個(gè)高興不起來的日子。當(dāng)?shù)貢r(shí)間 7 日凌晨2:15(北京時(shí)間 7 日凌晨4:45)左右，印度空間研究組織(IRSO)宣布，印度“月船 2 號(hào)”著陸器在距離月球表面 2.1 公里的時(shí)候失去了信號(hào)。這意味著印度歷史上首次月球軟著陸任務(wù)以失敗告終。

　　當(dāng)月球軟著陸任務(wù)失敗后，網(wǎng)絡(luò)上的言論有鼓勵(lì)、有惋惜，也有揶揄和諷刺。那么，如何盡量客觀看待印度此次“月船2”號(hào)月球探測任務(wù)，筆者談?wù)勛约旱挠^點(diǎn)，拋磚引玉。

“月船 2 號(hào)”上的“維克拉姆”著陸器

　　大火箭進(jìn)步顯著

　　“月船 2 號(hào)”探測器重達(dá) 3.85 噸，是印度自行發(fā)射的重量最大的航天器，它使用印度自行研制的 GSLV-MK3 火箭發(fā)射，這是 GSLV-MK3 大火箭的第三次發(fā)射和首次實(shí)用業(yè)務(wù)發(fā)射。無論“月船 2 號(hào)”探測器成就如何，僅僅把它成功送上太空，就已經(jīng)表明印度航天發(fā)展前進(jìn)了一大步。

GSLV-MK3 火箭是印度目前運(yùn)載能力最大的火箭

　　印度原有的 GSLV-MK2 火箭同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力僅有 2 噸多，導(dǎo)致印度不少大型衛(wèi)星要用外國火箭發(fā)射，而月球探測作為提振民心士氣、彰顯國家榮譽(yù)的工程，使用外國火箭發(fā)射顯然不太合適，好在 GSLV-MK3 火箭及時(shí)完成研制試驗(yàn)，趕上了“月船 2 號(hào)”探測器的發(fā)射。

　　GSLV-MK3 火箭由兩個(gè)S-200 大型固體助推器，外加 L110 芯一級(jí)和 L25 芯二級(jí)三部分組成，S-200 表示固體助推器裝藥量約 200 噸，L110 表示裝有約 110 噸液體推進(jìn)劑，L25 則是裝有約 25 噸液體推進(jìn)劑，不過芯級(jí)的推進(jìn)劑并不相同：芯一級(jí) L110 是偏二甲肼和四氧化二氮的常溫推進(jìn)劑，而芯二級(jí) L25 是液氧液氫推進(jìn)劑。GSLV-MK3 火箭起飛重量 640 噸，具有將 8 噸載荷送入 600 公里高度近地軌道，或是 4 噸級(jí)的同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力，它的出現(xiàn)讓印度火箭的運(yùn)載能力幾乎翻番，L110 芯一級(jí)還在印度火箭中首次使用液體發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)設(shè)計(jì)，L25 芯二級(jí)使用印度自行研制的 20 噸級(jí) CE-20 液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)，這都是印度在航天技術(shù)的重大進(jìn)步。

　　GSLV-MK3 火箭無論是 2014 年底的半箭試飛，還是 2017 年和 2018 年的兩次試驗(yàn)性發(fā)射都獲得成功。“月船 2 號(hào)”探測器原定 7 月 15 日發(fā)射，但起飛前火箭 L25 低溫氫氧級(jí)出現(xiàn)氦增壓系統(tǒng)泄漏的故障，印度航天人一周內(nèi)就解決完畢并在 22 日發(fā)射成功，從此看出，印度航天在火箭綜合水平上的進(jìn)步還是十分明顯的。

火箭整流罩里面的“月船 2 號(hào)”

　　探測器物美價(jià)廉

　　“月船 2 號(hào)”探測器也有自己的過人之處，印度空間研究組織(ISRO)表示，“月船 2 號(hào)”任務(wù)耗資僅為 97.8 億盧比(約合 1.42 億美元)，更令人震驚的是“月船 2 號(hào)”探測器本身只花了 8700 萬美元。要知道“月船 2 號(hào)”探測器可是非常復(fù)雜的，包括一個(gè) 2379 千克的軌道器，一個(gè) 1471 千克被命名為“維克拉姆”(Vikram)的著陸器和一個(gè) 27 千克名叫“智慧”(Pragyan)的月球車，三個(gè)部分各自帶了不同的探測載荷，著陸器上還有大量的傳感器用于月球軟著陸，這再次體現(xiàn)了印度航天花小錢辦大事的風(fēng)格。

“月船 2 號(hào)”探測器包括軌道器、“維克拉姆”著陸器和“智慧”號(hào)月球車

　　我們先看“月船 2 號(hào)”的軌道器，它負(fù)責(zé)從地球軌道到月球軌道的變軌，從重量上說是探測器的大頭。“月船 2 號(hào)”是一次軟著陸任務(wù)，最受關(guān)注的是“維克拉姆”著陸器和“智慧”月球車，其軌道器的設(shè)計(jì)也是可圈可點(diǎn)：它設(shè)計(jì)壽命一年，將使用地形測繪相機(jī)(TMC-2)再一次生成月球的三維影像;它還帶了 SAR 雷達(dá)，上次“月船 1 號(hào)”帶了美國的 SAR 雷達(dá)，發(fā)現(xiàn)月球極區(qū)有水，現(xiàn)在“月船 2 號(hào)”軌道器裝上國產(chǎn)貨，也要看個(gè)究竟;它還帶了紅外成像光譜儀以及軟X射線光譜儀，用于探測月球表面的物質(zhì)成分和分布;最讓人期待的，是軌道器帶了一部高分辨率相機(jī)，號(hào)稱能達(dá)到 0.32 米分辨率，要知道美國的 LRO 探測器也只有 0.5 米分辨率呢，印度人探月相機(jī)做出一個(gè)世界第一，若以后對美國“阿波羅”登月艙或是中國“嫦娥三號(hào)/四號(hào)”進(jìn)行拍照，這些探測器可能就有不少新照片。

　　“維克拉姆”著陸器的科學(xué)探測儀器沒什么亮點(diǎn)，但保障軟著陸的傳感器還是有一些亮點(diǎn)。為了保障這次軟著陸，其配備了：位置探測相機(jī)、水平速度相機(jī)、Ka 波段雷達(dá)高度計(jì)、激光高度計(jì)和避障相機(jī)，可以說是落月技術(shù)的“十八般武器”樣樣具備。從蘇聯(lián)的“月球”系列到美國“阿波羅”再到中國的“嫦娥”系列著陸器，也沒有像印度安裝了如此多的降落傳感器。軌道器帶了阿爾法粒子X-射線分光儀(APXS)和激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀(LIBS)，專門用于分析月球表面的物質(zhì)成分和豐度。印度“月船 2 號(hào)”探測器花這么點(diǎn)錢，卻能用上這么多新設(shè)備，也算是印度航天后發(fā)優(yōu)勢的一個(gè)體現(xiàn)。

　　月球軟著陸并不容易

　　9 月 7 日凌晨“維克拉姆”著陸器進(jìn)行動(dòng)力下降和月球軟著陸，它裝有 5 臺(tái) 800 牛主發(fā)動(dòng)機(jī)和 8 臺(tái) 50 牛姿控發(fā)動(dòng)機(jī)，開始下降時(shí)外側(cè)的四臺(tái) 800 牛發(fā)動(dòng)機(jī)推力全開，懸停階段開兩臺(tái) 800 牛發(fā)動(dòng)機(jī)，最后落月只開中央的一臺(tái) 800 牛發(fā)動(dòng)機(jī)，這是印度變推力發(fā)動(dòng)機(jī)不給力的無奈之舉，可能也是印度著陸器落月失敗的禍根。

　　印度空間研究組織(ISRO)對“維克拉姆”著陸器的落月挑戰(zhàn)進(jìn)行了直播，著陸器帶著那么多傳感器，下降過程前期相當(dāng)順利，但 2.1 公里高度卻突然失去聯(lián)系，根據(jù)印度直播視頻上顯示的飛行軌跡，著陸器隨后偏離預(yù)定設(shè)計(jì)加速下降，這顯然是極不正常的。

　　綜合各方信息，很可能是著陸下降過程中姿態(tài)出現(xiàn)問題，本該發(fā)動(dòng)機(jī)斜向下工作但姿態(tài)失穩(wěn)變成發(fā)動(dòng)機(jī)斜向上，于是失去信號(hào)的同時(shí)控制程序緊急關(guān)機(jī)，防止著陸器繼續(xù)加速下降。雖然著陸器隨后自動(dòng)會(huì)進(jìn)行調(diào)整，但高度不高也來不及完成正常落月，最終摔在月球表面。

　　具體來說，導(dǎo)致著陸器軟著陸失敗的原因可能有兩個(gè)：一是慣導(dǎo)硬件出問題，輸出了錯(cuò)誤的姿態(tài)信息;或者軟著陸控制算法出了問題，導(dǎo)致姿態(tài)異常和落月失敗。今年以色列“創(chuàng)世紀(jì)”號(hào)由于慣導(dǎo)硬件問題導(dǎo)致登月失敗。印度和以色列登月失敗表明月面軟著陸技術(shù)難度還是非常高的，側(cè)面也反映中國“嫦娥三號(hào)/四號(hào)”成功登月非常難得。

　　結(jié)語

　　航天是高風(fēng)險(xiǎn)事業(yè)，失敗在所難免。失敗后找出原因并加以克服，這也是人類在茫茫宇宙中上下求索不斷取得成功的墊腳石。

　　雖然印度“月船 2 號(hào)”的登陸器軟著陸失敗，但它的軌道器仍然會(huì)在軌道上完成不少探測任務(wù)，還是能夠提高印度對月球的認(rèn)識(shí)。正式啟動(dòng)載人航天計(jì)劃、向火星發(fā)射探測器、探測月球……不得不承認(rèn)當(dāng)今的印度航天早已不是昔日的“吳下阿蒙”。
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