揭露印度登月的内幕,燃料终究是不够?月船3号未能进入100km轨道

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2023年7月14日,印度第三次探月任务“月船3号”探测器发射,印度航天局全体都期盼着其在月球南极落地开展探索。

尽管变轨中出现了偏差,让人对月船3号的平安感到担忧,但最终月船3号成功着陆于月表,终于完成了月船2号未完的夙愿。

月船3号究竟发生了什么偏差?又是什么原因造成这些偏差?让我们回溯到月船3号第四次降轨的时间点。

发射后的第34天,完成第四次环月降轨的月船三号离地表的高度较先前并无多大变化。

这次环月降轨前,轨道高度约在150kmx170km椭圆圈。印度航天局表示这次降轨修正幅度较小,最终的轨道也仅下降了10km左右。

从印度官媒先前的宣传方向看,印度航天局原本对进入100kmx100km圆轨道非常有信心,可以看出目前的下降高度并不理想。

最佳状态是月船三号在降轨后成功进入预期的圆轨道,现实达到的情况离圆轨仍有距离。

面对外界的种种质疑,印度官方却表示,这次降轨是最后一次降轨,月船三号不会再修正轨道,即将开始着手月表的着陆。

在圆轨道之外的探测器不知能否顺利完成软着陆的使命。种种现实表明,一定是基于什么不可抗力,印度官方才不得已提前了分离的进程。

100kmx100km的圆轨道是探测器软着陆的最佳状态,为探测仪器安全降落速度提供了条件。但这需要探测器的动力达到一定的条件才能够实现。

比如我国的嫦娥三号、四号、五号探测器,三者每次都是一次性自动降轨就进入理想的圆轨道,避免了后续多次修正轨道的困难。

这都要归功于我国探测器强大的主发动机推力,最高可以达到7500牛顿。

反观印度月船二号和三号,两者最后制动后都离圆轨道仍有一定差距,甚至月船三号的误差比二号更加严重,比预计高出了近60公里。

理论而言,推动器后续仍然可以通过多次制动来调整轨道,但是制动的位置就非常有考究了。不然在近月点附近,推动器会因为过于接近月球地表而发生碰撞。。

这也是为什么第四次推动时月船三号的轨道的变化幅度还是十分保守的原因。

印度官方没有坚持追求圆轨道,极有可能是因为燃料将尽。除去着陆的必要需求,总燃料量已经不足够多次降轨的折腾了。

这个问题早在月船三号发射时就已经存在了。火箭的燃料不足,发射后的初始轨道相比平均值就偏低。

为了不影响后续的宇宙航行,只能点燃更多的燃料去推动。这使得最初就有人因此担忧月船三号能否到达月球,到达后又是否能够软着陆。

这次月船三号未能进入100kmx100km圆轨道,正是这一问题的再现。可能正是因为燃料不足,所以最终只能到150km的椭圆轨道。

此外,如果从月船三号的工作寿命分析,也能够讲出一二道理。

核热源的缺乏使得月船三号的探地车和着陆器都只能在面朝太阳的环境下工作,当转到月球背面时,在过低的地表温度下只能罢工。

因此,月船三号真正的工作时长只有不到半个月。如果真的要和轨道的精确度较劲的话,又得浪费掉2-3天的勘察时间。

虽然月船三号最终所在的轨道并非最佳,但也不是不能着陆。从利益最大化的角度看,当然是放弃与轨道较劲直奔地表了。

还有一个不能忽视的因素需要考虑:众所周知,月球计划一直是国际相争的项目。在印度的月船三号发射后,俄罗斯的“月球-25”紧随其后,已经在8月11号发射。

月球-25奔月的进程迅猛,入轨十分利落,如果一切顺利的话,按计划在8月21日就能够实现软着陆。

这就对月船三号构成了威胁。月船三号当时预计于8月23、24日着陆,这意味着俄罗斯很有可能夺走首次登上月球南极的荣誉。

因此,印度官方没有时间再继续与圆轨道较劲,及早着陆月南是他们的目标。但是,放弃追求圆轨道也导致了月船三号只能靠着着陆器自身的推动力着陆。

当年月船二号就是因为减速时失控,最终在月球地表撞成了一地残骸。

如今月船三号面临的情况比月船二号远更严峻,更大的减速压力、更大的燃耗。这也是人们担心月船三号会不会重复前辈月船二号的老路的主要原因。

这次登月对月船三号而言比较棘手,但也不是不可能战胜。2023年8月23日,印度航空局传来喜讯,月船3号成功落地。

而与之竞争的月球-25则落地失败。印度正式在这场航天角逐战中取得胜利。

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页面更新:2024-02-15

标签:印度   燃料   轨道   南极   航天局   软着陆   地表   探测器   月球   偏差   内幕

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