人类探测器首次“抵达”月球南极，寻找水冰

齐鲁

北京时间8月23日20时34分左右，印度“月船3号”探测器在月球南极软着陆成功。这是时隔四年，印度再次尝试月球软着陆。印度也成为继俄罗斯、美国、中国后，第四个在月球表面实现着陆的国家，并成为第一个登陆月球南极的国家。

此前，俄罗斯于8月21日尝试软着陆月球南极地区任务失败，外界将目光聚焦在了印度的登月尝试。据悉，在着陆那一刻，印度空间研究组织（ISRO）的视频直播有多达730万人同时观看。



▲印度“月船3号”探测器8月23日飞往月球表面

印度“月船3号”探测器于7月14日发射升空，包含月球着陆器和探月车。在软着陆成功后，印度空间研究组织（ISRO）宣布，印度“月船3号”正式登陆月球南极。印度总理莫迪直播连线时表示，“这是史无前例的时刻，这是全印度14亿人的时刻。”



▲“月船3号”探测器软着陆的一刻，印度总理莫迪拍掌庆祝

“没钱”也不放弃登月：

减成本、减科研设备，就是不减燃料

印度空间研究组织（ISRO）主席索马纳坦直言，四年前野心勃勃的“月船2号”登月计划失利后，印度的探月项目受到成本限制。“如果成本过高，我们不会被允许继续做研究。”



▲“月船3号”探测器7月发射

印度“月船2号”任务耗资97.8亿卢比（约合人民币8.6亿元），本就远低于其他国家。“月船3号”比“月船2号”更要“经济”许多。“月船3号”的总成本为61.5亿卢比（约合人民币5.4亿元），这主要是因为“月船3号”通过取消备份探测器、简化科学仪器，大幅降低了成本。

牺牲部分科研所需负荷后，腾出的空间与重量被用来携带超量燃料以应付各种状况。7月14日，“月船3号”刚发射就出现失误，入轨终端速度稍偏低，以致进入的地球轨道高度不足，处于失败的边缘。“月船3号”只好消耗大量探测器本身的燃料，执行额外三次的加速与升轨操作。

进入太空后，“月船3号”采取了较慢、时间换取空间的路线前往月球，抵达月球轨道后需要消耗不少燃料来减速降低高度以及执行非常具有挑战的软着陆过程。幸好印度有“先见之明”，让探测器这次额外增加百分之二十的燃料，可以经得起这种额外升轨的燃料消耗。

为成功做改进：

携带更多燃料，扩大着陆范围

索马纳坦表示，“月船3号”最大化把目标聚焦于着陆成功上。

印度的探月任务历经波折与失败。印度首次探月任务于2008年进行，当时“月船1号”顺利发射，并在月球轨道运行了312天，但没有在月球表面着陆。2019年发射“月船2号”，本想要挑战登陆月球，但着陆器在下降阶段与控制中心失去联络，之后确定坠毁。

“月船2号”花费近一个月时间成功抵达月球环绕轨道，进行软着陆时失败坠毁，印度全国为此叹惋许久。

四年来，印度空间研究组织（ISRO）迟迟不肯公布失事调查报告，公开说法总是含糊其辞。“月船3号”成功环绕月球后，ISRO透露当年“月船2号”坠毁的具体细节：根本原因是算法设计问题。当遭遇参数偏差大的突发状况，“月船2号”算法缺乏弹性，缺少变通处理能力。因此，“月船3号”汲取教训，大力强化算法能力，考虑了许多发生几率低但影响严重的突发状况。



▲成功后，控制室内的人们起立鼓掌

据ISRO介绍，他们改进了着陆器软着陆序列，配备4个推进器发动机，还安装了更坚固的支腿和更大的太阳能电池板，并将携带更多燃料。索马纳坦称，他们仔细研究了“月船2号”着陆器坠毁的数据和着陆地点的大量高分辨率图像，并进行模拟演习，来修复其中的故障。“我们知道那里有多少巨石和陨石坑，我们扩大了着陆范围，以便提升成功着陆的可能性。”

登月之后：

寿命仅有“月球一个白天”，寻找水冰

印度“月船3号”探测器的寿命预期只有地球日14天，也就是月球上的一个白天，预计该航天器无法在月球夜晚的严寒中幸存下来。

它只配备太阳能板产生电力，因此必须要月球的白昼时间运作才能充电，一个月球白昼或夜晚约相当于地球的14天或336小时，一旦进入月球夜晚不仅无法充电且温度低到零下180度，探测器要靠蓄电池保温来撑过336小时黑暗的机会几乎为零，因此在月面上的着陆器与漫游器预计寿命最多就半个月。



▲“月船3号”探测器缓慢靠近月球表面

印度选择8月23日为着陆日，正是因为这一天是着陆地区月球日出的第一时间，希望能利用到一整个月球白昼日照时间充电，让探测器能够获得“最长时”。

对照之下，美国前后成功登陆火星的五个漫游器，其中两个配备有“核能电池”，已经在火星上运转行走超过十年依然活力充沛。中国“玉兔1号”与“玉兔2号”月球漫游器也都配备有放射性同位素RTG作为保温热源，其中玉兔2号着陆至今已4年8个月，仍正常运作中，是月球上工作最久的探测器。

印度空间研究组织（ISRO）表示，“月船3号”成功降落之后，预计可在月球表面持续执行任务达两周，期间将进行一系列科学实验，其中包括以光谱仪针对月球表面矿石进行成分分析，这有助提升人类对于月球的认识。月球南极位于月球的永久阴影区，可能拥有冰冻的水资源和珍稀元素。

太空科技顾问公司“太空技术合作者”合伙人兼业务主任菲洛提可表示，印度选择月球南极作为登陆点，主要目的是在证实月球水冰（固态水）是否存在，这对于月球研究以及其他太空计划的发展都至为关键。

有报道指出，月球水冰若证实存在，未来月球将可能成为太空“中转站”，提供燃料、氧气以及饮水。