【文/ 觀察者網(wǎng)專欄作者 石豪】

北京時(shí)間9月7日凌晨4:45，備受關(guān)注的印度“月船2號(hào)”探月迎來大結(jié)局，著陸器在距離月面僅2.1千米時(shí)與地面失去聯(lián)絡(luò)，印度的首次月球軟著陸任務(wù)以失敗告終。

不再發(fā)射的信號(hào)

這次探月的“月船2號(hào)”探測(cè)器，是今年7月22日由印度自己的GSLV Mk3火箭發(fā)射升空的，通過多次變軌，于8月20日進(jìn)入月球軌道。

“月船2號(hào)”軌道示意圖（圖/ISRO）

“月船2號(hào)”探測(cè)器由軌道器和“Vikram”號(hào)著陸器組成，總重3850千克，其中Vikram著陸器只有不到1500千克，地球變軌和進(jìn)入月球軌道所需的大量燃料由軌道器提供。

“月船2號(hào)”組合體（圖/ISRO）

在與軌道器分離后，Vikram著陸器利用自帶燃料完成落月，如果一切順利的話，還會(huì)在軟著陸后釋放出名為“Pragyan”的小型月球車。

Vikram著陸器（左）與Pragyan月球車（右）（圖/ISRO）

從發(fā)射到落月，一切進(jìn)行的都很順利，看起來印度即將成為第四個(gè)實(shí)現(xiàn)月球軟著陸的國(guó)家。

但偏偏在最后時(shí)刻出了岔子。

早期版本的Vikram著陸器著陸過程（圖/ISRO）

根據(jù)后期版本的設(shè)計(jì)，著陸器將從30千米高度開始“急剎車”，到7.4千米高度轉(zhuǎn)為精細(xì)制動(dòng)，在2千米高度調(diào)正姿態(tài)、選取著陸點(diǎn)，在100米高度懸停、避障、最后降落。

在精細(xì)制動(dòng)過程中，著陸器的姿態(tài)應(yīng)該是與豎直方向成50°夾角的，但是遙測(cè)信號(hào)顯示，著陸器在距離地面不到3千米時(shí)是“拿大頂”的。

著陸器“拿大頂”（圖/ISRO直播信號(hào)）

從空間軌跡上看，探測(cè)器從3千米高度開始，表示實(shí)際位置的綠線就和表示設(shè)計(jì)值的紅線有明顯分離，最終探測(cè)器在高度還沒到0的時(shí)候就失聯(lián)了。

著陸器下降軌跡（圖/ISRO直播信號(hào)）

在最關(guān)鍵的時(shí)刻姿態(tài)失控，著陸器根本來不及修正，來不及補(bǔ)救。因此可以判定，Vikram著陸器墜毀在月球表面，沒有完成軟著陸。

不斷變動(dòng)的方案

“月船2號(hào)”的研制過程可謂一波三折。

早在2007年，“月船1號(hào)”月球探測(cè)器尚未發(fā)射之時(shí)，印度就與俄羅斯方面簽署了協(xié)議，共同開發(fā)“月船2號(hào)”，印度提供軌道器和月球車，俄羅斯負(fù)責(zé)著陸器。

好景不長(zhǎng)，盡管兩國(guó)科學(xué)家完成了方案設(shè)計(jì)，但由于俄羅斯方面的原因，著陸器遲遲無法交付，印度因此決定獨(dú)立研制著陸器，“月船2號(hào)”進(jìn)度也一拖再拖。

不過很顯然，在獨(dú)立自主這件事上，只有雄心壯志是不夠的。

月球著陸器的一大核心硬件就是“變推力發(fā)動(dòng)機(jī)”，因?yàn)樵跍p速下降的過程中，推進(jìn)劑大量消耗，著陸器的質(zhì)量時(shí)刻處在變化中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)推力恒定的話，著陸器在最后時(shí)刻非但不能懸停著陸，反而會(huì)因?yàn)橥屏Υ笥谥亓Χ摺?

因此著陸器的主發(fā)動(dòng)機(jī)一定要能夠“節(jié)流”，在一個(gè)很大的范圍內(nèi)調(diào)整推力。美國(guó)、蘇聯(lián)和中國(guó)在登月過程中都研發(fā)了具有節(jié)流能力的變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，其中以阿波羅計(jì)劃的登月艙下降級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)（LMDE）最為典型。幾十年后，這種節(jié)流技術(shù)被SpaceX繼承，用于火箭回收。

阿波羅登月艙的下降級(jí)（圖/NASA）

但印度實(shí)在是沒有這項(xiàng)技術(shù)，因此只能另辟蹊徑。