作者:甘晓 来源:中国科学报 发布时间:2023/8/24 17:13:10
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专家解读!月船3号成功登月克服了哪些难题?

 

8月23日晚间,印度月球探测器“月船3号”所携带的着陆器成功在月球南极着陆。这让印度成为继苏联、美国和中国之后第四个实现探测器登月的国家。

接受《中国科学报》采访时,中国科学院国家空间科学中心研究员周炳红表示:“‘月船3号’的成功不是偶然,印度科学家克服了运载难、通信测控难、控制难等三大难题,付出了艰辛努力。”

“月船3号”于7月14日发射升空,它所携带的“维克拉姆”着陆器高约2米、重约1700公斤,包括一辆26公斤重的探月车。抵达月球前,“月船3号”多次借力地球和月球进行转轨,这需要同时克服地球和月球的引力,离不开具有强大推力的运载火箭。

周炳红介绍,印度在较为困难的条件下自主研制出运载能力较大的火箭,克服了“运载难”的问题。如今,印度运载火箭的能力与我国长征三号系列相当。

经过一个多月的“奔月”,“月船3号”在月球南纬69.37度、东经32.35度的南极附近区域着陆。在周炳红看来,这一着陆位置的选择对“月船3号”克服通信测控难题带来了好处。

“真正意义上的月球南极,实际上指的是位于南纬85度到90度大约2000公里范围的区域,但在地球上不能直接看到这一区域,探测器无法与地面建立直接通信。”周炳红解释,“‘月船3号’选择纬度略低的位置着陆,利用地球表面的大型深空测控天线,实现了与地面的直接通信链路。”

着陆月球表面之前,“月船3号”还面临控制难的问题。在“月船2号”因没有避障而硬着陆坠毁后,印度科学家投入大量人力物力,攻克“避障相机”和“变推力发动机”两项关键技术。

在下降至月球表面几百米处时,“月船3号”用其携带的避障相机对月面进行拍照,并进行自主计算判断表面是否存在障碍物。如果障碍物存在,将启动变推力发动机,横向移动探测器之后再降落。

周炳红说,尽管“月船3号”采用的避障技术还不算最先进,避障相机拍摄的照片精度也不算太高,但仍然实现了“从无到有”的跨越。

当然,在更加先进的软着陆技术中,两次“避障”能够为安全着陆提供“双保险”。第一次“避障”大约在距离月球几公里处,打开避障相机进行初步判断。第二次“避障”更为关键,探测器下降至月球表面约100-200米时要进行“悬停”。此时,避障相机拍摄月表地形后,要在几秒钟内完成自主计算判断后,实现安全着陆。

按计划,“月船3号”将在月球上工作两周左右,对月球表面的土壤和岩石进行分析,并寻找月球南极是否存在“水冰”。“月球南极有大量永久阴影区,可能存在的水冰将为人类在月球上建立基地提供资源,因此月球极区探测成为当前月球探测的热点之一。”周炳红指出。

此外,专家们认为,“月船3号”搭载的月球车还将面临在永久阴影区工作的低温考验。

 
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