印度月船三号升空半个月,怎么才离开地球轨道?登月任务是怎样的

姿势分子knowledge 2023-08-03 22:34:11

印度想要成为全世界第四个独立实现月表软着陆的国家,距离这个目标只有4天的时间,印度真的能做到吗?

月船三号正在前往月球

当地时间7月14日(周五)下午14:30,印度的月球探测器——月船三号在印度南部安得拉邦斯里哈里科塔的萨迪什·达万航天中心正式发射升空,这是印度的第三个月球探测器,也是第二次尝试在月表软着陆。2019年7月22日,他们曾经发射了月船二号探测器,进行首次尝试,可惜以失败告终。

正因如此,月船三号的顺利与否就更加引人关注了。据报道,在探测器发射升空后,印度的科学家甚至还跑到神庙去祈祷。虽说这样的举动似乎有违现代科学观,但印度人对此次任务的重视也可见一斑。

有了上一次的失败,印度方面有些紧张也是在所难免,而外界自然也少不了风言风语。自从月船三号升空以来,网络上就没少流传关于探测器失联之类的言论。最近,印度空间研究组织(ISRO)试图在网络上澄清谣言,向外公布:月船三号目前一切正常,已经脱离地球轨道,此刻正前往月球。

升空半个月了,怎么才飞往月球?

很多人不理解:月船三号发射已经半个多月了,怎么一直在绕着地球公转,而不是直接前往月球呢?

答案很简单,那就是火箭的运载能力不够。

我们多次介绍过,火箭的运载能力是目前限制人类航空发展的最大难题。如果人类想要让航天器飞得更远、携带更多载荷,就要增加更多的燃料,同时又要为了运载这些燃料再大幅增加燃料,形成滚雪球效应。因此,人类只有牺牲任务的简便性,从而降低对火箭运载能力的要求。

迄今为止,除了美国的土星五号这么强大的火箭之外,还没有其他的火箭能够保证将航天器直接送到月球轨道,而是只能借助天体的力量。

大家在高中物理课上都学过开普勒行星三定律,其中第三条告诉我们:行星绕太阳公转的轨道是一个椭圆,并且越靠近太阳时公转速度越快。

这一点对于航天器绕地球的情况同样适用,因此只要利用这个定律,让航天器绕地球多转几圈,不断提高椭圆的偏心率,就可以在节省火箭燃料的同时尽可能为航天器提供更快的速度。在达到预期速度后,航天器就会变轨,前往月球,进入绕月轨道。接下来航天器就会反用这个理论,在多次绕月的过程中减速,最后择机降落。

还有什么流程?

在经历了两周的绕地飞行后,月船三号终于在当地时间8月1日(周二)凌晨进行了变轨,踏上了前往月球的旅程。

经历过加速之后,航天器前往月球的时间就短得多了。毕竟地月之间的距离只有差不多38万公里,航程并不长,月船三号只需要4天的时间就能在8月5日飞抵月球。

就像我们刚才说的,接下来月船三号还要多次绕月,逐渐降低轨道。在18天的时间里,月船三号将会降低到高度为100公里的圆形轨道,在条件合适的情况下,就可以投放着陆器和月球车了。

月表软着陆不是一件容易的事情,迄今为止只有美国、俄罗斯和我国实现了这样的壮举。印度这一次雄心壮志,就是想要拿下这一领域世界第四的名号。即便有了月船二号的失败,他们也没有放弃,再一次进行这样的尝试。

月表软着陆失败并不奇怪,除了印度之外,以色列、日本也都进行过类似的尝试,也都以失败告终。在大家的印象中,以色列和日本的科技都比印度先进,连这两个发达国家尚且无法实现月表软着陆,印度此前的失败也可以理解了。

月船二号也说不上是完全的失败,尽管着陆器和月球车失联了,轨道器依然可以使用,因此月船三号任务中印度并没有再配备轨道器。本次任务中也因此可以多分配给着陆器和月球车更多的科学载荷,提高着陆成功率和工作量。不仅如此,月船二号任务的轨道器还对月表进行了更多的探测,在选择月船三号着陆点方面也提供了不少数据。

月船三号要去哪?

根据印度的计划,月船三号并不会采用“前辈”的着陆点,而且在月球南极附近的南纬69.36 度,东经32.34度着陆。

在地球,南极似乎是一个不毛之地,冰封彻骨,荒无人烟,科考站和少数旅游的人之外,这里没有任何常住人口。然而在月球,南极反而是一个好去处。比如我国的嫦娥四号、嫦娥五号探测器,都着陆于月球南极。未来的嫦娥六号乃至国际月球科研站,选址也都是这里。不只是我国,美国目前正在筹备的载人登月计划中,也将目标选在了月球南极。

为什么月球南极这么受欢迎呢?

原来,月球南极有一个最大的优势,那就是集中了月球上大量的水资源。尽管这些水资源的开采难度比地球上要大一些,但对于未来的载人登月乃至航天员常驻月球的任务来说,这些水就是重要的生命之源。

因此,月球探测器前往南极,不仅可以进行月球起源等问题的研究,还可以更深入地了解月球的水资源信息,有助于未来的载人登月。尤其是月船三号选择的着陆点,附近有一些长期处在阴影区的环形山,这里的水更不容易挥发,因此也更容易残留到今天,在这里进行研究的价值最大。

当然,这一切的前提,就是月船三号的任务要成功。我们祝愿印度能够成功,其他国家的航天技术进步,对于全人类都是一件好事。

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