【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 李會(huì)超】

在中國的傳統(tǒng)佳節(jié)中秋節(jié)即將來臨之際，印度人望著天空中的一輪圓月，可能高興不起來了。在歷經(jīng)了長達(dá)一個(gè)半月的飛行時(shí)間后，印度月球探測(cè)器“月船2號(hào)”的著陸器“維克拉姆”號(hào)，于9月7日在距離月球表面兩公里的地方與地面失聯(lián)。就在輿論普遍認(rèn)為，印度的落月探測(cè)美夢(mèng)已經(jīng)告吹的時(shí)候，印度空間研究機(jī)構(gòu)的負(fù)責(zé)人又放出消息，說他們已經(jīng)在月球表面找到了著陸器“維克拉姆”號(hào)，并正在努力與之恢復(fù)聯(lián)系。那么，這個(gè)已經(jīng)失聯(lián)數(shù)日的探測(cè)器，還有復(fù)活的可能嗎？

維克拉姆號(hào)兇多吉少

印度的月船2號(hào)，雖然總重量并不大，卻同時(shí)設(shè)計(jì)了軌道器和著陸器。軌道器在環(huán)繞月球的軌道上對(duì)月球進(jìn)行遙感探測(cè)，而著陸器則試圖在月球南極軟著陸，在月球表面科考。在著陸器失聯(lián)后，之前與其正常分離的軌道器還在工作。

據(jù)《印度時(shí)報(bào)》等媒體報(bào)道，軌道器上裝配有迄今為止在環(huán)月軌道上部署的分辨率最高的相機(jī)，其對(duì)月球表面成像的分辨率可達(dá)0.3米。借助這臺(tái)相機(jī)發(fā)回的照片，印度空間研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)在月球表面找到了月船二號(hào)，并正在試圖恢復(fù)與它的通信聯(lián)絡(luò)。

維克拉姆號(hào)失聯(lián)后，印度總理莫迪在給有關(guān)技術(shù)人員做思想工作

但事實(shí)上，“維克拉姆”號(hào)的確切狀態(tài)，可能很難根據(jù)這臺(tái)相機(jī)的成像來判斷。這個(gè)著陸器的長寬高為2.54 × 2 × 1.2m，按照軌道器的成像分辨率，“維克拉姆”號(hào)在圖像中僅能通過不到100個(gè)像素來呈現(xiàn)。目前，一般手機(jī)拍攝的照片，像素?cái)?shù)可達(dá)一千萬甚至更高。而區(qū)區(qū)100個(gè)像素，大概只能勉強(qiáng)看出“維克拉姆”號(hào)并沒有散架，無法透漏出關(guān)于結(jié)構(gòu)損壞情況的信息。同時(shí)，如果要試圖與著陸器建立聯(lián)系，至少要求著陸器的天線要朝向地球或者軌道器，但這個(gè)信息也未必能通過有限的圖像信息獲取。

維克拉姆號(hào)在月球表面工作的設(shè)計(jì)效果圖

一位不愿意透漏姓名的印度空間研究組織官員告訴《印度時(shí)報(bào)》，他們認(rèn)為“維克拉姆”號(hào)失聯(lián)后，在月球表面實(shí)施的是重著陸，目前呈現(xiàn)傾斜的狀態(tài)。用更加通俗的話講，就是摔在了月球表面，還摔傷了自己的“腿”——著陸緩沖機(jī)構(gòu)。也就是說，維克拉姆雖然沒摔散架，但是已經(jīng)摔出了內(nèi)傷。同時(shí)，“維克拉姆”號(hào)的設(shè)計(jì)壽命僅有一個(gè)月球日，沒有為寒冷的月夜設(shè)計(jì)熱控系統(tǒng)。即便現(xiàn)在維克拉姆號(hào)也許尚有一口氣，也很難熬過在不到兩周后就會(huì)到來的月夜。

總之，承載著印度人空間大國之夢(mèng)的維克拉瑪號(hào)，大抵是兇多吉少了。

著陸飛行階段風(fēng)險(xiǎn)最大

在著陸月球階段功敗垂成的不只印度一家。今年4月，以色列的Beresheet探測(cè)器也在著陸月球的過程中，因發(fā)動(dòng)機(jī)罷工而墜毀。對(duì)于軟著陸月球的探測(cè)來說，風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜程度最大的，就是探測(cè)器在從環(huán)月軌道上減速下降，最終以較小的速度在月球表面軟著陸的這個(gè)階段。

著陸月球的探測(cè)器一般要首先進(jìn)入環(huán)月軌道飛行，而要維持軌道則需要相應(yīng)的速度。在著陸前，探測(cè)器必須實(shí)施減速才能為著陸做好準(zhǔn)備。由于月球沒有大氣，著陸過程必須完全依靠探測(cè)器本身的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力。以嫦娥三號(hào)的工作過程為例，飛船從環(huán)月軌道進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道后，在距離月面約15公里的地方開始減速，通過快速銜接段，從飛行狀態(tài)過渡到準(zhǔn)備著陸的狀態(tài)后，一邊繼續(xù)接近著陸區(qū)，一邊檢查著陸區(qū)的情況，避開存在大量障礙物的地方。在距離月面100米時(shí)，使用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力懸停，確定安全著陸點(diǎn)。之后，在最終的下降過程中精準(zhǔn)避開巖石等各類障礙，以垂直的姿態(tài)降低到距離月球表面2米的地方并關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，最終以自由落體狀態(tài)著陸。

嫦娥三號(hào)在月球表面的著陸過程示意圖

這個(gè)復(fù)雜過程的難度是多方面的。首先，要對(duì)飛行軌道和降落軌跡要進(jìn)行反復(fù)的設(shè)計(jì)計(jì)算，不斷對(duì)軌道進(jìn)行優(yōu)化，力爭在消耗盡量少的燃料的情況下，又好又快地完成著陸工作。同時(shí)，對(duì)于探測(cè)器的發(fā)動(dòng)機(jī)，不但要求它力氣足夠大，輸出夠用的動(dòng)力，還要求它具備靈巧的特性，能夠按照各個(gè)飛行階段的要求變換發(fā)動(dòng)機(jī)推力的輸出。最后，由于地月之間信號(hào)傳輸和控制指令執(zhí)行的時(shí)間延遲，而探測(cè)器又處在狀態(tài)快速變化的過程中，飛船需要具備自主發(fā)現(xiàn)、確定月面危險(xiǎn)障礙位置的功能。