出师不利!印度月船3号入轨精度差,推进剂够5次变轨5次刹车吗?

钟铭聊科学 2023-07-18 22:22:31

印度月船三号已经发射,经过确认探测器已经入轨,但是轨道高度和理论高度有偏差。

理论轨道:170×36500km×21.3º的大椭圆环地轨道;

实际轨道:138×36306km×21.3º的大椭圆环地轨道。

对比可以看出,这次发射的近地点比预计低了32公里,远地点低了194公里,好在轨道倾角与设计值一致,从整体来看,这次火箭发射的入轨精确度并不高。而且近地点实在是太低了,无动力情况下,椭圆轨道近地点最低也要130公里,卡门线是100km,可以说这次发射是差一点儿就失败了。

发射精度低,这会有啥影响呢?

影响就是,飞船需要消耗推进剂推自己一把,轨道修正之后,飞船仍旧可以完成接下来的任务。

这样看来,好像也没多大点事。但事实上,如果真的是这么简单的话,各国就不会把火箭入轨精度当做是火箭的重要指标了。

入轨精度差,意味着飞船或者卫星需要消耗更多的推进剂调整轨道,目前还没出现太空加注推进剂技术,万一前期消耗了太多推进剂,到月球附近的时候没有推进剂了,飞船着陆器可能就硬着陆了,任务还是失败。

比如:日本探月项目“白兔-R”1号任务登月舱在下降过程中硬着陆,原因就是对着陆高度判断出现错误,着陆过程中燃料耗尽。

那你说,我多带点推进剂就行了吧,这也有个问题,就是火箭推力有限,多带点推进剂就意味着留给科学载荷的载重就不够了,那我去探月探测个啥?花了7500万美元就为了到此一游吗?

不过印度空间研究组织负责人斯里德哈拉·帕尼克·索马纳特表示:月船三号处于“精准轨道”飞行,航天器整体正常,不知道他们是如何定义轨道精确的?

印度探月:不只是入轨精度差,5次变轨难度更大

印度探月,不只是入轨精度差,探月方案也存在短板。

印度发射的“月船三号”,执行的任务和“嫦娥三号”一样,都是在月面软着陆,不同的是月船三号需要围绕地球变轨5次,才能飞到地月转移轨道;嫦娥三号是直接发射到地月转移轨道。

为啥会这样呢?

因为印度的航天野心和实力能力存在较大的差距。

嫦娥三号的发射火箭是长征三号乙加强型火箭,地月转移轨道运载能力3.78吨,嫦娥三号质量3.7吨,所以长征三号乙可以直接将嫦娥三号发射到地月转移轨道。

印度“月船三号”使用的火箭是“LVM3-M4”火箭,它是印度推力最大的火箭,但是地月转移轨道运载能力只有2吨,而月船三号重达3.9吨,没法直接把月船三号发射到地月转移轨道。

印度采取的方式是,火箭把月船三号发射到170×36500km×21.3º的大椭圆环地轨道,每次在近地点时,飞船点火推自己一把,把远地点拉远一点,太空几乎是真空,消耗较少的推进剂就能推自己一把。但是一次推力还不够,5次变轨才能把自己推到地月转移轨道,这个过程中也需要消耗大量的推进剂。

这下就陷入了一个矛盾:本来就是火箭推力不够,才要在环地轨道多次变轨才能到地月转移轨道。但是多次变轨又要消耗大量推进剂,这意味着飞船需要装更多的推进剂,所以月船三号虽然和嫦娥三号发射质量一样,都是3.9吨左右,但是科学载荷还是嫦娥三号带的多,科学载荷越多,探测月球就越全面,得到的成果就越多。

而且,变轨次数多,任务更复杂,万一变轨中出现差错,就会出现差之毫厘谬以千里,对后续任务影响很大。

这种发射方式的好处就是:没有推力大的火箭,也能发射探月任务,我们的嫦娥一号就是这么走过来的。

后来我们有了大推力火箭,可以直接把飞船送到地月转移轨道,而印度从月船一号到月船三号,15年过去了,还在采用这种发射方式。

印度登月:将创造历史

如果这次印度登月成功的话,印度将会创造历史:

最便宜的登月方案,只花了7500万美元;

第一个在月球南极软着陆的国家

全球第四个在月面实现软着陆的国家

21世纪第二个在月面实现软着陆的国家,没错,第一正是在下

最值得说道的就是最便宜的登月方案,只花了7500万美元,要知道中国已经是花小钱办大事的代表了,我们的探月任务成本比美国和前苏联已经非常低了,但是嫦娥三号大约也花费了1.4亿美元,为啥印度只花了7500万美元就能登月?

其实,印度的月船二号探测成本也是1.42亿美元,之所以月船三号这么便宜,就是因为月船二号探测失败了,花在月船三号上的钱就少了。

月船三号任务,缩减成本项目主要是探测器,探测器只花了3000万美元。探测器成本这么低,不得不降低标准,去掉了独立的轨道器,只有推进舱和着陆器、巡视器。

一般的探月项目包括两个部分,轨道舱停留在月球轨道上,在月球上空利用搭载的科学仪器进行探测月球;着陆器在月面软着陆,在月面上探测月球。

印度为了省钱,直接去掉了轨道器,虽然推进舱也可以看做是轨道器,但是印度的推进舱安装的科学仪器有限,只有2个科学载荷:

地球光谱偏振仪(SHAPE)

S波段转发器

着陆器携带了一个26公斤重的月球车,太阳能光伏板发电,发电功率50瓦,设计寿命14个地球日,也就是1个月昼,月球进入黑夜之后,月球车将因为无法过夜而“牺牲”。

它携带了两个科学仪器:

阿尔法粒子X射线光谱仪(APXS):测量月球岩石和泥土中的不同化学元素丰度;

激光诱导击穿光谱仪(LIBS):检查月球表面的化学和元素构成;

着陆器携带的科学仪器稍微多一点:

钱德拉表面热物理实验(ChaSTE):测量月球表面的热导率和温度,这个算是常规操作了;

朗缪尔探测器:对空间等离子体电子密度、电子温度等参数的测量;

激光反射器阵列:

月震活动仪器:

不管怎么说,印度探月任务如果真的能成功,对于印度航天来说非常关键,因为印度已经承担不了连续的失败,如果月船三号仍旧失败的话,将会影响后续航天项目的进行。

6 阅读:3852
评论列表
  • 2023-07-19 17:26

    嫦娥一号是故意采用的多次变轨,为了验证技术,印度是技术被逼的

  • 2023-07-19 07:11

    科学实验老搞大概齐、差不离,出状况是迟早的事……

    雷蒙斯基 回复:
    月船三号大概其能飞到月球,差不离再转两圈,三号没到四号五号八号九号迟早能到
  • 2023-07-19 08:32

    三哥高兴就行,三嫂子一定也高兴!

  • 2023-07-19 14:48

    阿三的科学家能算到入轨精度不高,要五次变轨,月船三号所携带的推进剂应该有冗余剂量

  • 2023-07-19 22:01

    成功了也不关印度啥事,俄罗斯的发动机 美国的深空探测 中国的通讯卫星

  • 2023-07-20 10:47

    中国火箭载重太小,跟美国火箭相比差的太远,我就奇怪了,中国为什么不尽量设计大载重火箭?像个小脚女人颤颤巍巍哆哆嗦嗦火箭一点一点增大载荷不累吗?

    朢雲霄 回复:
    你知不知道当年美国发射一枚土星五号就相当于扔掉一艘航母?上次马斯克试验的那枚重型火箭花了30多亿美金,相当于中国整个航天部门四个月的经费,就这么炸烟花了。中国航天的那点拨款,要研发土星五号级别的重型火箭,得攒好几年才够。
  • 2023-07-20 10:08

    太急功近利了

  • 2023-07-20 10:56

    月球阿三号,随机流浪[笑着哭]

  • 2023-07-19 09:09

    符合印度人的做事风格

  • 2023-07-19 23:31

    能够完成任务说啥都成,完成不了任务一切都是浮云!

  • 2023-07-20 06:51

    怎么关注印度探月比中国探月还热门,整天跟踪报道,省省心吧

  • 2023-07-19 14:26

    不懂就问,在南极着陆,月球南极有光照么,太阳能电池板好使么?

  • 2023-07-19 08:05

    喝稀粥,拉硬屎。

  • 2023-07-19 22:29

    大概可能也许是,似乎好像差不多。

  • 2023-07-19 14:26

    制造垃圾[得瑟]

钟铭聊科学

简介:一本不正经的文案狗...