奔向月球南极,印度“月船二号”能带来什么?
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发布时间：2022-04-23 09:45
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时间：2022-07-03 14:09
7月22日，印度月船二号探测器由GSLVMKⅢ火箭从萨蒂什·达万航天中心发射升空。这是印度新一代GSLVMKⅢ火箭的第三次轨道发射。“月船二号”作为印度的第一个月球软着陆探测器，将在人类历史上首次尝试在月球南极着陆。那么，“月船二号”相较世界其他国家发射的月球探测器又有哪些特点呢?
GSLVMKⅢ火箭将3.85吨重的月船二号探测器送入轨道，自2017年以来已经连续3次发射成功。本次发射，GSLVMKⅢ火箭成功将“月船二号”送入170公里×45000公里的椭圆轨道。
印度空间研究组织表示，轨道远地点比早期方案高了约6000公里，或者说火箭运力提高了15%，印度大火箭发挥很稳定，但“月船二号任务”的关键和焦点始终是探测器。“月船二号”的设计相当复杂，它在月球探测中首次采用了“绕落巡”的设计方案。
“月船二号”由印度大火箭一次发射升空，探测器由月球轨道器、Vikram号月球着陆器和Pragyan号月球巡视器3个部分组成。相比简单的月船一号轨道器，“绕落巡”方案的技术难度有了很大跨越，对印度航天提出了巨大的挑战。
月船二号”以“绕落巡”设计在人类无人月球探测中首开先河，体现了印度航天的进取心。虽然，印度整体只是一个第三世界国家，在航天领域的投入也不算大，但印度航天仍然做出了很多成绩，成为该国不可多得的国际名片。“月船二号”选择这种难度和复杂度较高的方案，一个重要原因就是“人类首次”这样的宣传亮点，同样，他们在探测器着陆选址上也费了一番心思。
首次登陆月球南极
在过去的几十年里，人类发*100多颗月球探测器，其中既有难度低的飞掠器和环绕轨道器，也有复杂一些的着陆器和取样返回探测器。包括6次阿波罗载人登月在内，人类在月球上进行了20次软着陆。其中，我国嫦娥四号探测器还实现了人类首次月球背面软着陆。
虽然，“月船二号”是印度实施的第一次月球软着陆，但作为人类的第21次软着陆要获得关注，还要有独特的亮点才行，所以，印度的选择就是登陆月球南极。
人类发射的无人和载人月球着陆器虽多，但着陆区域都局限在月球中低纬度。印度“月船二号”则选择了月球南纬70.9度、东经22.78度的着陆点。这里位于ManzinusC和SimpeliusN两个陨石坑中间，是一片相对平坦的区域。
事实上，“月船二号”早期甚至打算在月球南纬85度的位置着陆，这里地形极为复杂，软着陆难度很大，而且靠近南极点的太阳高度角很低。
极区工作的月球车需要将太阳能帆板竖起来，才能确保足够的电力供应。虽然综合权衡着陆难度等因素后，印度退而求次选择了南纬70.9度的着陆点，但竖立月球车的太阳能帆板设计仍然保留下来，成为印度月球车Pragyan的标志性设计。“月船二号”Vikram着陆器的太阳能电池安装在大角度的侧壁上，同样是适应月球极区光照条件的设计。
我国嫦娥四号探测器已经创下了首次月球背面软着陆的记录，着陆点被命名为天河基地，而印度的“月船二号”目标是月球南极，说不定也能名留史册。
月球南极是未来月球探测的热点，这里存在大量的水冰，不仅可供月球基地和人员使用，还能用于生产氢氧推进剂反哺航天活动；极区太阳高度角低还有额外的好处，在月昼期间那里不太热，而月夜间也不太冷，比月球中低纬度地区更适合人类活动；月球极区还存在永久阴影区和永久光照区，是建造月球基地开展月球开发的风水宝地。
如果“月船二号”着陆成功，将成为人类航天史上第一个在月球极区着陆器的航天器，也是人类月球探测的里程碑，让印度航天获得空前的国际声誉。这也难怪印度人首次软着陆就要选在极区。
探测载荷力求突破
“月船二号”虽然重达3.85吨，但其中2379公斤是轨道器，剩下的1471公斤才是着陆器和巡视器。究其原因，除了“绕落巡”设计本身的复杂性外，最主要的原因还是GSLVMKⅢ火箭运力不足，无法直接将探测器送入地月转移轨道，只能用轨道器负责变轨机动，导致轨道器变得笨重且庞大。同时，还导致着陆器不大且月球车很轻。印度航天面对这样的不利局面，在探测载荷上仍然力求有所作为。
印度为“月船二号”设计了巨大的轨道器，尺寸为3.2×5.8×2.1米。这虽是火箭运力有限的无奈之举，但体型大也可以带更多的载荷。月船二号轨道器将运行在100公里×100公里的环月轨道上，轨道器设计寿命1年，供电功率1千瓦，带有8个探测载荷，其中除了TMC地形相机、软X射线谱仪和L/S波段SAR雷达这样比较常见的载荷外，最大的亮点当属高分辨率相机。
这部相机可以一次对12公里×3公里的区域成像，成像分辨率高达0.32米，分辨率指标比美国的LRO探测器还高，而LRO探测器高分成像时在50公里高度轨道。换句话说，印度轨道器高分相机的实际分辨能力比美国LRO相机高3倍多。
另外，印度将首先用这部相机拍摄预定的落区，获取高分辨率影像用于着陆器避障，着陆完成后轨道器的相机将用于后续的科学考察任务。
作为有史以来月球轨道上分辨率最高的相机，它肯定还会用于月球“考古”，拍摄阿波罗登月以及其他着陆器的着陆场所，或许不远的将来我们就能看到更清晰的“嫦娥”和“玉兔”照片。
“月船二号任务”的月球车Pragyan只有27公斤重，是有史以来最轻、最小的月球车。印度月球车使用6轮设计，太阳能帆板只能提供50瓦的电力，而且没有月夜抗寒设计，所以设计寿命只有14天，也就是一个月球日。印度月球车的移动速度为1厘米/秒，但它不具备独立通信能力，只能通过着陆器和地球联系，设计行驶距离为500米，毕竟它寿命有限，如果走得太远就会失联。
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时间：2022-07-03 15:27
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时间：2022-07-03 17:02
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时间：2022-07-03 18:53
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时间：2022-07-03 21:01
