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印度月船2號(hào)著陸器在月面找到,還能聯(lián)系上嗎?這得看落月姿態(tài)!

 星辰大海種花家 2019-09-10

這次印度的月船二號(hào)在月面2.1千米的高度失去聯(lián)系的是著陸器,軌道器還在月球軌道上運(yùn)行,假如以某種方式降落到了月球上的話,理論上來看還是存在重建聯(lián)系的可能,但實(shí)際操作上可能性就比較小了,這取決于當(dāng)時(shí)的狀態(tài)。

月船二號(hào)

要了解月船二號(hào)失蹤的登陸器,我們得先來簡單了解下印度等探月史,月船二號(hào)是在月船一號(hào)“成功探月”后正式開始實(shí)施的計(jì)劃,月船一號(hào)是印度在2008年10月22日發(fā)射的環(huán)月探測(cè)器,15天后成功進(jìn)入月球軌道正式開始工作,原計(jì)劃在軌兩年的探測(cè)器在2009年8月29日突然失去聯(lián)系,月船二號(hào)就是在這樣的背景下實(shí)施的,當(dāng)然二號(hào)在月船一號(hào)發(fā)射前就已經(jīng)開始籌備工作

月船二號(hào)分為三部分:軌道器,著陸器和探測(cè)車,一般在月面著陸的都會(huì)有這三個(gè)組成部分,而這也是早期美蘇探月期間遺留的經(jīng)典結(jié)構(gòu),當(dāng)前全球無人探測(cè)器登月的結(jié)構(gòu)類型在五十年前就已經(jīng)定型了。月船二號(hào)是印度和俄羅斯合作的一個(gè)項(xiàng)目:

著陸器:俄羅斯宇航局負(fù)責(zé)研制

軌道器+探測(cè)車:印度空間研究組織ISRO自研

航天國際合作是常態(tài),比如國際空間站等,但一個(gè)探月登陸計(jì)劃合作并不多見,而根據(jù)印度和俄羅斯一貫以來的風(fēng)格,世人并不看好這樣的計(jì)劃。

月船二號(hào)結(jié)構(gòu)

月船二號(hào)有三部分組成,但圖中只能看到著陸器和軌道器兩個(gè)結(jié)構(gòu)

其中帶著支撐腳的就是著陸器,下方主發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖位置則是環(huán)月軌道器,2015年俄羅斯福布斯-土壤號(hào)火星探測(cè)計(jì)劃失敗,連帶中國的探火第一次的螢火一號(hào)也墜入地球大氣層,在這個(gè)陰霾下,俄羅斯需要更多的時(shí)間在月船二號(hào)上實(shí)行更多的技術(shù)驗(yàn)證,因?yàn)閮烧呒夹g(shù)交叉,福布斯-土壤號(hào)上應(yīng)用的技術(shù)需要經(jīng)過嚴(yán)格審核。因此俄羅斯無法在2015年完成登陸器制造,最終印度決定獨(dú)立完成登陸器。

隱藏在著陸器內(nèi)部的月面探測(cè)車,這個(gè)結(jié)構(gòu)同樣是經(jīng)典,也許是向經(jīng)典致敬,其實(shí)更多可能是找不到更好的結(jié)構(gòu)。

悲催的月船二號(hào)著陸器

又雙叒叕的推遲發(fā)射時(shí)間,也許大家對(duì)印度ISRO的一貫以來的印象,這中間有兩個(gè)問題

1、技術(shù)儲(chǔ)備不足,新設(shè)備研制達(dá)到超過預(yù)期時(shí)間

2、工程統(tǒng)籌能力不足,導(dǎo)致各個(gè)子系統(tǒng)之間磨合遠(yuǎn)超預(yù)期

其實(shí)無論哪個(gè)原因都對(duì)印度ISRO提出更嚴(yán)峻的考驗(yàn),但不管如何,在2019年7月22日,月船二號(hào)終于踏上了探月之路,8月22日減速順利進(jìn)入環(huán)月軌道,9月2日著陸器分離成功,9月7日著陸器在月面2.1千米處失去聯(lián)系。

請(qǐng)注意印度著陸器下降軌道,和嫦娥三號(hào)四號(hào)不一樣的是它沒有15×100千米的著陸軌道,而是直接從100×100千米軌道上往下沖,當(dāng)然也不是不行,但沒有反悔機(jī)會(huì),這是一個(gè)問題。

9月8日,《今日印度》、新德里電視臺(tái)(NDTV)等多家媒體的最新消息表示,印度空間研究組織(ISRO)負(fù)責(zé)人西萬(K Sivan)當(dāng)天對(duì)ANI通訊社表示,“月船2號(hào)”月球探測(cè)器所攜帶的“維克拉姆”(Vikram)著陸器已經(jīng)位于月球表面,地面站正在努力與其建立聯(lián)系。

軌道器還能聯(lián)系上嗎?

我們先來了解下測(cè)控站與軌道器和著陸器以及探測(cè)車之間的通訊方式,我們用一張嫦娥四號(hào)的通訊方式來做個(gè)示意:

嫦娥四號(hào)是通過中繼方式來實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)樗顷懺谠虑虮趁妫《鹊闹懫魇窃谀暇?0度左右的曼齊尼C隕石坑和辛普路斯N隕石坑之間的高地平原,仍然可以看到地球,因此著陸器首選是直接和地球構(gòu)成通訊聯(lián)系,探測(cè)車很有可能是通過著陸器地面聯(lián)系。當(dāng)然軌道器必要時(shí)也可以成為中繼通訊,但軌道器的前提是它剛好在上方。

印度的“維克拉姆”(Vikram)著陸器還有救嗎?

著陸器是否還有救,主要取決有兩個(gè)因素

1、著陸方式

2、著陸姿態(tài)

根據(jù)ISRO公布的消息,“維克拉姆”著陸器很有可能是硬著陸,簡單的理解就是從2.1千米的高度直墜月球表面,各位可以根據(jù)月球的加速度計(jì)算下自由落體的速度,種花家根據(jù)月球重力加速度1.633米/秒^2計(jì)算了下,這個(gè)高度從0開始下墜,末端速度大概82.8米/秒,這個(gè)沖擊力估計(jì)相當(dāng)于300千米/小時(shí)的汽車撞在一堵墻上。

當(dāng)然上圖汽車遠(yuǎn)未達(dá)到300千米/小時(shí)

另一個(gè)關(guān)鍵是著陸姿態(tài),我們假設(shè)減速發(fā)動(dòng)機(jī)到最后時(shí)刻才失效,可能的方式是著陸器姿態(tài)不正確,可能處在反倒?fàn)顟B(tài),天線未徹底展開,沒有指向到地球,可能指向在任意方向,我們假設(shè)著陸器各項(xiàng)設(shè)備還是正常工作的,那么軌道器必須在多個(gè)角度上聯(lián)系著陸器才有可能聯(lián)系上,而對(duì)于地面,因?yàn)榉较蚪嵌忍^狹窄,基本就無能為力了,因此在這種情況下印度仍然存在一絲機(jī)會(huì)。

上圖是前蘇聯(lián)月球9號(hào)月面工作效果圖,近處為登月艙,遠(yuǎn)處為著陸前拋棄的儀器艙,各位請(qǐng)注意儀器艙的角度,它已經(jīng)反倒,如果天線沒能正確指向地球的話,那么很抱歉即使NASA也無能為力。

我們對(duì)于印度的探索精神還是要肯定的,而且上次的月船一號(hào)耗資8000萬美元,這次耗資1.5億美元,還是屬于低成本的探月,但成本低了,效果卻不能打折,此次事故之后,也許印度要做的靜下心了沉淀一下,制訂出一個(gè)適合自身發(fā)展的航天規(guī)劃,而不是像現(xiàn)在這樣與東方大國的攀比心態(tài),炫富可以,但炫技術(shù)翻車了可是要被打臉的。

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