探月卫星失踪,却不敢埋怨美国火箭:日本航天,没学会中国的骨气

日本刚刚宣布,被寄予厚望的日本的小型月面探测器“好客”号已经任务失败,没有再登上月球的可能了。

这个无人探测器是日本一个比较新的科技成果,也是日本急于恢复在月球探测方面行动速度的一个重要举措。这个小东西别看它不大,只有37厘米 24厘米 11厘米,相当于一个鞋盒子这么大,重量才11.6公斤,就这么大一个东西,日本居然耗费了8亿日元,约概合560万美元。

这么昂贵的一个小东西,居然就失败了。而且这个失败的原因,日本方面也说有点匪夷所思。到现在为止,日本的航天研究机构还没有搞清楚究竟是怎么回事。

从症状来看,“好客”号从美国的火箭上分离之后,就没有办法跟地面建立稳定的联系,地面的测控指令也很难被它接收到,它发射的信号地面想稳定接收,也很难。

后来日本发现,原因可能是这样的:

探测器从火箭上分离之后,就进入了一个高速的自转过程,自转的速度,据说达到了4到5秒就一圈,实际速度可能更快。如此高的一个自转的速度,导致的结果是什么?就是这个探测器上的太阳能帆板,无法稳定地对准太阳,同时姿态的控制也没办法进行。

这个探测器本身有没有姿态的控制能力呢?

有,但是这个姿态控制能力,不是为了这么高的转速准备的,它只是对这个姿态稍有转动的时候,进行一些微调。现在转得这么快,反冲发动机根本没这么大的力量。

要说日本人这个“好客”号,应该说技术含量还是非常不错。这么紧凑的一个小东西里,装载了很多东西。比如说探测空间辐射的测量仪器,还有其他仪器,这里面还有一个推力500牛顿的固体火箭,用于最后阶段向月面着陆的时候减速缓冲,这个固体火箭是它的核心部分。

然后还有4台姿态控制发动机,这些姿态控制发动机虽然也是反冲原理,但是它并不点火喷射。它喷射的推进剂是叫六氟丙烷。六氟丙烷是固态的喷火器上常用的灭火剂。

动画片《机器人瓦力》里,瓦力最后的镜头,就是拎着灭火器,利用灭火器喷射的反冲力,和机器人伊娃在太空中漫步伴舞。

日本这次用的微型姿态控制发动机,就是4台以六氟丙烷为推进剂的发动机。这个发动机非常小,毕竟整个探测器就是鞋盒那么大,那显然这个发动机就更小,也不可能有很大的推力。多大的推力?据说是25毫牛的推力。这么小的发动机,25毫米的推力显然不能制止快速转动,如果是微微的转动,速率极低,它才可以起到稳定作用。

此外,探测器上还有3个自控飞轮,是利用飞轮的惯性,来稳定姿态。此外这个探测器上还有一部天体导航仪,通过观测天上星座的位置,来确定自己的位置,来稳定自己的姿态,同时确定航向。上面还搭载了3部太阳传感器,同时也用于导航的,其中还包括了精密的惯导设备。

这么多东西塞在这么小的一个空间里,应该说日本的科技工作者费了很大的力气,也花了不少的代价。举个简单的例子,把这么多东西塞进去,然后紧固在这么一个小壳子里,据说在里面拧螺钉,都是非常困难的一件事。因为空间太小,紧固工具都伸不进去。

日本科技工作者动足了脑筋,做了这样一个东西,而且它也被寄予厚望。因为日本准备通过它,来实现日本的第一次月面半软着陆,毕竟还不是完全的软着陆。这本来有望成为日本第一次在月面实现着陆,在世界上也会获得一个很好的排名,但是现在看起来,一切都失败了。

话又说回来,日本现在搞不清楚,它为什么发射以后要不停地转动。转速这样快,实现稳定的天体导航可能也出现了困难。因为它要观测天体的位置,也是通过图像识别,转的很快,图像识别就要出现问题,整个导航就都麻烦。太阳能电池板不能稳定的对正太阳,也就没有能源,没有能源供应,通讯系统和其中很多系统都不能工作。

日本就一直等,希望它的转速能降下来,最终错过了进入月球轨道的时机。所以日本宣布任务失败,“好客”号也进入了太阳轨道。“好客”号是注定不能成为月球的客人,但是它可能会成为太阳的客人,或者其他天体的客人,那就看谁能捕捉到它了。

“好客”号为什么会转得这么快,日本现在搞不清楚,个人认为,很有可能是分离的时候出了某些问题。它从火箭上分离的时候,很有可能分离得不够顺畅。或者说,它跟火箭在分离机构之间产生了某些力的作用,导致它的初始状态不理想。

当然也不排除是自身的原因,比如说纠偏的系统、自控系统出了问题,赋予了它一个初始的姿态,这也是有可能的。

分离的过程肯定是需要追究的一个关键环节,现在得到的消息说,SLS火箭携带的10枚小卫星里,有4枚都有问题,日本只是这1/4,还有其他3枚卫星也都不正常,与地面建立通讯都或有或无的,它们的前景都很暗淡。

那么为什么4个有问题?

那这里面就要推究两点,一个是分离的过程,究竟是不是真的顺畅和可靠;

另外,业内也有些技术专家说了,还有一个问题也得考虑,就是这10个小卫星,跟着火箭一起在发射台上准备发射,然后数次推迟,拖延了数月之久。这样一来,卫星部件的可靠性,就要经受严峻考验。等这么长时间,一些能量部件,比如说电池就可能出问题。

据说在发射之前,技术人员给其中的4个卫星重新充过电。那就是说明,有些卫星是需要重新加电的,那如果没有重新加电,就可能导致它里面的能量供应不足,这也是其中需要考虑的一点。

总之,现在美国的飞船是接近月球了,应该说截至到目前为止一切顺利,但是日本的探测器现在已经上月球无望,只能飘摇在宇宙之中。虽说它上面的测量仪器在宇宙空间也可以用,但是这项工作只是诸多的探月行动的副产品,价值也不是很大。

日本希望在2023年和2024年,分别进行一次月球探测的活动,这也是日本加入美国“阿尔忒弥斯”行动中的任务的一部分。日本希望能够在月球行动上走得很快,但是这次花了很大的力气,搭乘美国火箭顺风车的行动显然是失败了。

日本航天实力不俗,但处处被美国牵着鼻子走,被坑了也只能忍气吞声。要像中国航天这样有骨气,坚持独立自主,日本航天才可能迈出更大一步,但他们目前还没学会。

那么日本接下来会怎样做?

凭借日本在太空方面的一些成果,特别是在小行星探测中的建树,日本的探月行动理应有更多的成果。虽然这一次“好客”号是做客月球失败了,但是2023年和2024年日本的探月行动还是值得我们关注的。毕竟日本在科技方面还是有很多可圈可点的地方,也值得我们认真地去观察和分析。

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页面更新:2024-04-28

标签:日本   美国   火箭   推力   好客   骨气   探测器   月球   中国   航天   发动机   姿态   稳定   卫星

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