首次着陸月球南極!印度成全球第四個着陸月表的國家

·分析人士預計,如果登月成功,這個南亞國家新生的航天工業將立即得到提振。要知道,“月船3號” 預算不到7500萬美元,印度可以通過複製和改造現有太空技術來保持低成本。

·月球南極到處是隕石坑和深溝,即使使用先進的傳感器,但由於地形和照明條件,也很難從降落到月球南極的探測器上辨別月球表面的樣子,一些系統可能還會受到溫度上升和急劇下降的影響。

北京時間8月23日20時33分,印度第三次探月任務“月船3號”成功着陸月球南極。印度成爲繼美國、蘇聯和中國之後第四個在月球表面軟着陸的國家,這也是全球第一個登陸月球南極的探測器,推進印度的太空雄心。分析人士預計,如果登月成功,這個南亞國家新生的航天工業將立即得到提振。“月船3號” 預算不到7500萬美元,未來印度可以通過複製和改造現有太空技術來保持低成本。

印度“月船3號”成功着陸月球南極。

登月提振印度航天工業

在萬衆期待的登月前夕,印度舉國上下興奮不已,人們爲登月成功祈禱,學校組織學生觀看登月直播,太空愛好者組織派對慶祝。據路透社報道,在印度北部的北方邦,政府命令所有學校特別放映,鼓勵好奇心,向年輕人灌輸探索的激情。在印度總理莫迪的家鄉古吉拉特邦,科學技術委員會邀請了2000多名學生在大屏幕上“見證這一歷史性時刻”。印度孟買和瓦拉納西8月22日舉行了印度教祈禱儀式,慶祝任務成功。

印度各地民衆祈禱“月船3號”成功登月。圖片來自印度媒體mid-day。

印度對探月鍥而不捨。在“月船3號”之前,印度第一個月球探測任務“月船1號”於2008年10月發射升空,軌道器攜帶11件科學儀器,分別來自印度、英國和美國等。基於“月船1號”上一臺來自NASA的礦物學繪圖儀收集的數據,2018年科學家證實月球上存在水冰。

11年後,印度第二個月球探測任務“月船2號”於2019年7月22日發射,計劃讓月球車登陸月球南極。但在2019年9月7日,“月船2號”的着陸器在預計軟着陸前幾分鐘墜毀於月球表面,印度首次探測器登月嘗試失敗。

8月19日,“月船3號”着陸器的“危險探測和避免相機(LHDAC)”拍攝的月球遠側區域圖像。

“月船3號”是印度第三次探月任務,也是印度第二次嘗試將探測器送上月球,7月14日發射升空,計劃着陸後在月球表面開展14天科學活動。“月船3號”的着陸器攜帶了4個有效載荷,用於研究月震、月球表面如何允許熱量通過、等離子環境,以及更準確地測量地月距離。月球車上的兩個載荷將使用X射線和激光研究月球表面的成分。

在莫迪的推動下,印度將太空發射私有化,並尋求向外國投資開放該行業,目標是未來10年內印度在全球發射市場的份額增加5倍。據路透社報道,分析人士預計,如果登月成功,這個南亞國家新生的航天工業將立即得到提振。

要知道,“月船3號” 預算不到7500萬美元。如果任務成功,印度航天部門將利用這種成本競爭力。據《衛報》報道,此次任務價格爲7460萬美元,遠低於其他國家的價格,有專家認爲,印度可以通過複製和改造現有太空技術來保持低成本,這要歸功於大量高技能工程師,他們的工資只是外國同行的一小部分。

月球南極水冰支撐月球殖民

“月船3號”成功着陸月球,這是全球第一個登陸月球南極的探測器。

日前已墜毀的俄羅斯“月球-25”號探測器本來有望超過印度“月船3號”先行登陸月球南極找冰,但最終失敗。美國在阿波羅登月50多年後不僅要重返月球,還要送宇航員登陸月球南極,稱這裡“爲長期的深空科學和探索提供了新的機會”。爲何全球都把目光投向月球南極?

印度“月船3號”成功着陸月球南極,現場工作人員歡呼。

水是長期探索的關鍵資源。實際上,早在20世紀60年代,科學家們就推測月球上可能存在水。但美國阿波羅任務的宇航員在20世紀60年代末和70年代初帶回用於分析的樣本是乾燥的。直到2008年,美國布朗大學的研究人員用新技術重新審視了這些月球樣本,並在火山玻璃(一種玻璃質結構岩石)微珠裡發現了氫。而印度“月船1號”搭載的NASA儀器採集到了數據,2018年科學家證實月球上存在水冰。

NASA月球勘探者號(Lunar Prospector)任務發現,水冰濃度最高的地方是月球南極的陰影環形山。這裡處於永久陰影中,數十億年來不見陽光,非常寒冷,溫度低至零下200多攝氏度。科學家對這些遠古的水冰感興趣。南極的水冰可以追溯到數十億年前,它們沒有受到太陽輻射的污染,也沒有受到地質過程的影響,爲人類提供瞭解早期太陽系的窗口,可提供月球火山、彗星和小行星帶到地球的物質、海洋起源的線索。

約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家佈雷特·德內維(Brett Denevi)說,從科學的角度來看,這些水很有趣,因爲它可以提供線索,解釋這種賦予生命的化合物是如何來到太陽系的。它也是一種寶貴資源,任何國家只要掌握了這些水,就可以用來做各種各樣的事,例如可以製造火箭燃料,或者爲宇航員製造可呼吸的空氣。

俄羅斯天文學家、莫斯科大學施特恩貝格國家天文學研究所高級研究員弗拉基米爾∙蘇爾金同樣表示,月球上的水可以供給宇航員自身、技術裝備以及製備火箭燃料使用。

如果存在足夠數量的水冰,就可能成爲月球探測的飲用水來源,也有助於冷卻設備。它可以分解產生氫氣用作燃料,產生氧氣用於呼吸,支持火星或月球採礦任務。

月球“吞噬”多國探測器

但登月並非易事。2019年,“月船2號”在預計軟着陸前幾分鐘墜毀。今年4月,日本商業航天企業ispace開發的月球表面探測項目“HAKUTO-R”的着陸器在執行着陸進程後,地面團隊無法確認着陸情況。後根據數據分析的結果,着陸器撞擊到月球表面的可能性較大,探月計劃未能達成。8月份,俄羅斯“月球-25”號探測器在試圖進入着陸前軌道時,發動機點火運轉127秒,比預定的84秒多出43秒,最後導致探測器撞向月球表面。

爲何月球軟着陸如此艱難?原因之一在於月球幾乎沒有大氣。宇宙飛船着陸地球是利用大氣層來減速的,但月球大氣層極其稀薄,着陸前的減速下降取決於點燃發動機的大量推進劑。美國佛羅里達理工學院航空航天、物理和空間科學系空間科學項目主席Csaba Palotai表示,除了發動機,沒有什麼能幫助減速。儘管可以提供足夠燃料來處理意想不到的事情,比如關鍵的飛行修正,但總體來講,推進劑是有限的,月球着陸承受不起任何意外。“實際上只有一次機會。”Palotai表示。

月球南極到處是隕石坑和深溝,即使使用先進的傳感器,但由於地形和照明條件,也很難從降落到月球南極的探測器上辨別月球表面的樣子,一些系統可能還會受到溫度上升和急劇下降的影響。

月球上也沒有導航定位系統。美國國家航空航天局馬歇爾太空飛行中心人類着陸系統首席工程師Tom Percy表示,導航定位系統在月球上不起作用。所以NASA仍然必須像50多年前阿波羅任務那樣進行導航。他們將依靠月球着陸器的計算機來計算航天器必須如何啓動推進器,以保持運行在月球特定着陸點的軌道上。

8月19日,“月船3號”着陸器的“危險探測和避免相機(LHDAC)”拍攝的月球遠側區域圖像。

但今天的月球着陸會得到更多幫助,藉助“地形相對導航”這種現代技術,在下降過程中使用相機繪製地面地圖,確保前往正確地點,避開隕石坑或巨石。此次“月船3號”着陸器上的“危險探測和避免相機”,就可以幫助“月船3號”在下降過程中定位一個安全的着陸區域。