北京時間8月23日20時34分，印度月船3號探測器成功軟著陸在月球南緯69.37度、東經(jīng)32.35度的南極附近區(qū)域，使印度成為“月球著陸俱樂部”第四個成員。回顧1個多月的奔月之旅，月船3號探測器的任務(wù)進程有哪些特色？配備了哪些先進儀器？縱覽印度探月史和未來規(guī)劃，它又寄托著印度航天哪些使命和夢想呢？

接力承載探月夢

事實上，“月船3號”早已不是印度航天第一次將目光望向月球，可以說印度探月之路此前經(jīng)歷了一波三折。

“月船3號”著陸月面動畫演示

2008年10月，印度發(fā)射了本國首個探月器，即“月船1號”，同時是印度航天第一次深空任務(wù)。這個探月器包括1個軌道器和1個撞擊器探測器，通過巡視和撞擊月面，對月球的表面和內(nèi)部進行細致勘測，并發(fā)回了大量數(shù)據(jù)。通過分析這些探測成果，科學(xué)家們初步確定：月球上存在固態(tài)的水冰資源。這也堪稱“月船1號”最重要的發(fā)現(xiàn)。

雖然2009年8月底“月船1號”因內(nèi)部儀器過熱而發(fā)生故障，與地面失聯(lián)，任務(wù)被迫終止，但它基本上實現(xiàn)了印度航天的預(yù)期目標(biāo)。

印度第二次探月任務(wù)更具挑戰(zhàn)性——繼蘇聯(lián)、美國、中國后，探測器嘗試軟著陸月球表面。2019年7月22日，月船2號探測器發(fā)射升空。它包括1個軌道器和1個著陸器，主要任務(wù)是繞月觀測和安全著陸月球南極，收集水冰、巖石和土壤樣品。遺憾的是，著陸器距離月球表面約2.1公里時失聯(lián)，后被發(fā)現(xiàn)墜毀。

然而，我們不能認(rèn)為“月船2號”完全失敗。其軌道器至今仍在繞月球運行，持續(xù)為月球科學(xué)研究及未來探索任務(wù)提供數(shù)據(jù)，并成功與“月船3號”建立通信連接。此外，“月船2號”上的許多科學(xué)儀器由印度獨立研制，鍛煉了印度航天配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展，也為下一步探月任務(wù)積累了經(jīng)驗。

雄心勃勃終成功

據(jù)公開資料顯示，月船3號探測器包括1個推進模塊、1個著陸器和1輛月球車。

“月船3號”奔月路線示意圖

具體來講，推進模塊呈現(xiàn)盒狀結(jié)構(gòu)，安裝了大型太陽能電池板和通信設(shè)備，在飛向月球的過程中充當(dāng)了中繼衛(wèi)星。

在奔月途中，推進模塊先后驅(qū)動探測器連續(xù)5次提升近地軌道高度，8月1日進入地月轉(zhuǎn)移軌道，8月5日進入月球軌道，接下來緩慢多次降低軌道高度，為著陸月球做好準(zhǔn)備。

換個角度來看，“月船3號”這種軌道設(shè)計固然可以節(jié)約燃料，但也體現(xiàn)了印度LVM3火箭的運力不足，增大了變軌過度消耗燃料的風(fēng)險，成功落月存在一定的幸運因素。

值得注意的是，“月船3號”的著陸器比“前輩”重了200多公斤，體現(xiàn)其裝載設(shè)備和安全保障措施升級。成功著陸后，著陸器需借助坡道釋放26公斤重的普拉吉安號月球車，正式探索月球表面。

這輛6輪太陽能月球車未來將借助著陸器、“月船2號”軌道器等與地球團隊保持通信聯(lián)絡(luò)。它配備了激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀和α粒子X射線光譜儀。其中，X射線光譜儀突出于月球車前端，并旋轉(zhuǎn)90度，以便研究下方物質(zhì)，揭示月球表面的化學(xué)成分，幫助科學(xué)家確定著陸區(qū)域周圍土壤和巖石的元素成分。

著陸器還攜帶了地震儀，計劃進行探測月震的科學(xué)實驗，希望獲取有關(guān)月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的線索。另外，“月船3號”首次探測太陽輻射的帶電粒子在月球表面產(chǎn)生的等離子體，開展月球原位熱探針實驗。通過各種設(shè)備的激光脈沖，科學(xué)家有望更好地研究地月系統(tǒng)及月球內(nèi)部的引力作用，了解月球土壤的熱導(dǎo)率、密度等物理特性，指導(dǎo)未來探索月球資源任務(wù)。

從印度整個探月工程規(guī)劃來看，印度航天機構(gòu)對“月船3號”寄予厚望，早在發(fā)射之初就自信滿滿地表示，它將證明印度作為“新興技術(shù)強國”在技術(shù)創(chuàng)新和科學(xué)研究方面的實力，幫助印度在全球太空科技領(lǐng)域樹立“領(lǐng)導(dǎo)地位”。

未來挑戰(zhàn)更高峰

“月船3號”在印度探月計劃中起到了承上啟下的重要作用。此前，印度提出了環(huán)繞探測、著陸探測、月面取樣和取樣返回共4個階段的探月任務(wù)規(guī)劃。其中，“月船1號”實現(xiàn)了環(huán)繞探測任務(wù)，還實施了月表撞擊探測；“月船2號”的目標(biāo)是掌握月面軟著陸技術(shù)，并開展巡視探測，不幸失敗后，交由“月船3號”實現(xiàn)。

月船3號著陸器與月球車進行組裝測試

此外，印度和日本正在聯(lián)合推進月球極區(qū)探測任務(wù)的研制工作，雖未正式立項，但已被印度方面稱為“月船4號”，預(yù)計2026～2028年發(fā)射。按計劃，“月船4號”著陸月球南極點附近后，將使用印度研制的鉆機，鉆取月球地下樣本，并加熱分析其是否含有揮發(fā)物，尤其是水冰資源。著陸器還將驗證月夜生存技術(shù)，設(shè)計壽命達到6個月，以便未來支持更復(fù)雜的月球探測任務(wù)。

為了提高航天自主能力，印度正在論證“月船5號”項目，可能在2030年前后發(fā)射。其定位和功能類似“月船4號”，同樣計劃著陸在月球南極，但將由印度主導(dǎo)任務(wù)，研制大型月球車，鉆取樣品進行原位研究。

更進一步，印度還在考慮月球取樣返回的遠景任務(wù)規(guī)劃，可能命名為“月船6號”，但實施時間將在2030年之后。

不難看出，印度探月規(guī)劃選擇了“繞、落、回”的宏觀發(fā)展思路，但印度根據(jù)自身能力和國際合作環(huán)境，重點規(guī)劃了月球南極區(qū)域取樣探測任務(wù)。

除了上述與日本開展探月合作、尋求搭載美歐儀器外，印度還簽署了由美國主導(dǎo)的“阿爾忒彌斯協(xié)議”，將與美國在探月方面加強合作。比如，“月船3號”的著陸點選定，是印度科研人員綜合權(quán)衡“月船2號”軌道器和美國月球勘測軌道飛行器的高分辨率照片、數(shù)據(jù)的結(jié)果。在“月船3號”著陸月面的過程中，美國宇航局的深空網(wǎng)絡(luò)多個大型天線提供了支持。

未來，印度可能與西方在探月領(lǐng)域深度交流，引進關(guān)鍵技術(shù)，研制更先進的月球探測器，甚至不排除發(fā)展融合了西方技術(shù)的下一代火箭和飛船，參與載人登月任務(wù)。這樣看來，只要持之以恒地堅持推進，印度探月項目的前景還是值得期待的。