探索月球南極，印度彎道超車

欣宇

2023年7月14日，印度“月船三號”發(fā)射升空

據(jù)《紐約時報》報道，當?shù)貢r間8月23日下午6點剛過，印度空間研究組織負責人索馬納特說道：“我們已經(jīng)實現(xiàn)了月球軟著陸?！薄坝《仍谠虑蛏稀！?/p>

于是，印度成為世界第四個登陸月球的國家，它也是第一個到達月球南極表面的“搶灘者”。而幾天前，另一個在航空航天領域活躍的國家俄羅斯的登月任務剛剛失敗。

太空投資原本捉襟見肘的印度，這次何以彎道超車？

探尋“藏起來”的水冰

當?shù)貢r間8月23日，“月船三號”探測器成功著陸月球南極表面，并帶著兩位來自地球的“訪客”—名為“維克拉姆”（Vikram）的著陸器，和名為“普拉吉安”（Pragyan）的漫游車。

2023年8月23日，“月船三號”準備著陸時拍攝的月球表面

這不僅是印度成為世界“第四”登月國家的歷史時刻，在月球南極這一還未被探索的區(qū)域，印度喝上了“頭啖湯”。

月球南極著陸點位于南緯約70度，距南極約370英里。如果將這一位置換算在地球上，則是大約在南極洲邊緣以南。再將著陸點更精準化，其位于曼齊努斯隕石坑以南、博古斯拉夫斯基隕石坑以西的高原上。

值得注意的是，2019年升空的印度“月船二號”探測器，以及不久前墜毀的俄羅斯“月球-25”探測器，它們的降落點大致位于同一地區(qū)。

為何選在這里登陸？要知道，月球南極大部分區(qū)域仍未被探索—在那里處于陰影中的表面積，比月球北極大得多。令科學家們興奮的是，永久陰影區(qū)域可能存在水冰，如果可以提取到足量的水，那么在未來行星探索中，這將發(fā)揮重要作用；此外，這一區(qū)域甚至可能存在甲烷和氨等揮發(fā)物。

“月船三號”站在“前人肩膀上”

可以說，“月船三號”的成功著陸，是站在“前人的肩膀上”。4年前，“月船二號”的墜毀有些出人意料—在距離月球表面2.1公里之前，它的運作一切如常，而在即將著陸之際，著陸器失去與地面控制中心的聯(lián)系。

印度空間研究組織負責人索馬納特總結(jié)這次失敗的原因時表示，是“月船二號”著陸器的其中一個發(fā)動機的推力略高，導致著陸器在減速時比預期要慢，于是它偏離了預定軌跡，在達不到既定著陸方式和著陸地點的情況下墜毀。

“月船三號”與“月船二號”的著陸器和漫游車設計基本相同，連名字都一樣。但基于墜毀的“前車之鑒”，工程師對“月船三號”的著陸器進行了一些改進和提升：更強的著陸腿，更多的推進劑，額外的太陽能電池，改進的傳感器；同時，軟件也進行了修復，航天器可以實現(xiàn)更快的轉(zhuǎn)向。而在保障可以順利著陸的外部條件方面，“月船三號”的著陸區(qū)域面積得到進一步擴大。

“月船二號”著陸器雖然墜毀，卻不意味著完全的失敗。其軌道飛行器繼續(xù)繞月飛行，儀器套件一直進行著科學觀測，并發(fā)現(xiàn)月球上有水的跡象。這些發(fā)現(xiàn)可能有助于人們深入了解月球的地質(zhì)、化學成分，以及與太陽風的相互作用。

在“月船三號”成功著陸后，“月船二號”將被賦予新的使命—舊的軌道飛行器將為新著陸器與地面控制中心提供通信鏈接。

俄羅斯首發(fā)“搶灘”失敗

成功不是必然的。有人將成功的過程比喻成渡河，在經(jīng)歷一次次失敗后，仍堅定前行，直到達到目標中的彼岸。俄羅斯于近日發(fā)射的“月球-25”探測器，便剛剛經(jīng)歷了失敗，這是近半個世紀以來其發(fā)射的首個探測器，卻沒有如預想中成功渡河。

如果可以提取到足量的水，那么在未來行星探索中，這將發(fā)揮重要作用。

印度新德里，學生們在天文館觀看“月船三號”成功著陸時歡呼雀躍

當?shù)貢r間8月11日，“月球-25”發(fā)射升空，僅僅5天，便進入月球軌道；而已于7月14日“出發(fā)”的“月船三號”，在8月5日才進入月球軌道。不出意外的話，“月球-25”會“搶灘”登陸月球。

然而，“意外”卻悄然而至。在進入月球軌道的3天后，也就是8月19日，“月球-25”失聯(lián)。8月21日，俄羅斯國家航天集團總裁尤里·鮑里索夫確認“月球-25”已墜毀，并表示其墜毀原因是發(fā)動機沒有按時關(guān)閉，比預計多工作了約40秒。

相比之下，“月船三號”的成功，令印度人為之振奮。索馬納特表示，即使在技術(shù)進步的當下，登月之旅是艱難的，對于任何國家都很難實現(xiàn)月球軟著陸。

公私整合走出新路

1959年，蘇聯(lián)“月球2號”是第一個到達月球表面的航天器，而1966年的“月球9號”則首次實現(xiàn)在月球上軟著陸。繼承蘇聯(lián)航天技術(shù)的俄羅斯，在俄烏沖突、西方制裁局勢下，這個大國仍克服技術(shù)、資金等困難，想在太空競賽中一展技術(shù)與雄心。

然而半個世紀后的今天，印度卻彎道“超車”，這其中很大一部分原因，是其在經(jīng)歷半個世紀的國家壟斷后，向私人投資者開放太空項目，并尋求外國投資加入，以求在未來十年，將其在全球發(fā)射市場的份額增加五倍。太空產(chǎn)業(yè)的公私整合，也為印度開辟了一條低成本的發(fā)展新路。

印度此次發(fā)射的“月船三號”不僅順利著陸，“物美”的同時還兼顧“價廉”。索馬納特在接受記者關(guān)于項目成本問題的采訪時，沒有直接予以回應，他稱不會透露這個秘密，不希望其他人變得如此劃算。

“劃算”這個詞，卻透露了其將成本很好地控制在一定范圍內(nèi)。此前有媒體報道，“月船二號”的成本為4600萬美元，有人推測“月傳三號”的成本應該也與之相近。

但據(jù)CNBC報道，2020年時，印度空間研究組織估計，“月船三號”任務將花費約7500萬美元；在發(fā)射推遲后，成本可能有所增加。但這也僅相當于美國宇航局近年來在開發(fā)的成本最低的月球著陸器—從年度預算來看，相較于美國254億美元的資金，印度的16億美元顯得捉襟見肘。

印度在航空領域的“加速跑”，離不開其與美俄的親密合作。也有學者表示，印度經(jīng)濟高效的太空探索方法，使其成為許多國家選擇的近地軌道通信衛(wèi)星發(fā)射國。

2022年10月23日，印度空間組織表示，將英國一網(wǎng)公司的36顆衛(wèi)星送入預定軌道，這也是其自主研發(fā)的新型大推力重型運載火箭首次承擔商業(yè)發(fā)射任務。而早在8年前，印度空間研究組織下屬的安得利公司，已幫助谷歌旗下的衛(wèi)星公司發(fā)射了9顆微型衛(wèi)星。

索馬納特自豪地表示，印度僅用了兩次任務，就實現(xiàn)了在月球軟著陸的目標，他們的目標不僅在月球，還在火星，將來更有可能去往金星或其他星球。

太空產(chǎn)業(yè)的公私整合，也為印度開辟了一條低成本的發(fā)展新路。

“月船三號”著陸的直播畫面

“曼加里安”號模擬圖

印度未來幾年的航空航天發(fā)展藍圖也就此展開。印度將提供著陸器，與日本進行聯(lián)合探月，日方則提供運載火箭和月球車。

印度還在緊鑼密鼓地籌備用自己的宇航器，將本國的宇航員送入太空，但這一計劃的時間表還沒有正式公布—稍微近一點的計劃就在下個月，印度將發(fā)射太陽神L1（AdityaL1）探測器，去研究太陽活動及其對天氣的影響。

在探索火星領域，印度也是走在前列。2014年，“曼加里安”號（Mangalyaan）火星探測器進入火星軌道，并一直在軌運行8年，直到去年才與地面失聯(lián)。這也使得印度成為唯一一個首探火星即獲成功，以及亞洲首個部署火星探測器的國家。

與月船探測器相同，“曼加里安”號的成本也相對低廉，其探測火星任務的預算約為7000多萬美元，而 《碟中諜7》 的電影預算卻已超過3億美元。如今，印度的探測火星計劃將繼續(xù)提上日程，目前處于早期階段。

責任編輯吳陽煜 wyy@nfcmag.com