低成本博大价值印度登月或因发动机故障遗憾收场

放大字体  缩小字体 2019-09-10 15:47:31  阅读:2907 作者:责任编辑NO。姜敏0568

出品:科普我国

制造:川陀太空

监制:我国科学院计算机网络信息中心

印度月船二号开释的维克拉姆着陆器现已在9月7日的落月进程中与坐落班加罗尔的地上操控站失联,至此,印度月船二号使命登月部分根本完毕,轨迹器还在工作中。

坐落班加罗尔邻近的地上操控中心一角 图片来历:thehindu.com

从使命分配上看,印度给出的轨迹器戏份为95%,着陆器为5%,这意味着月船二号是否成功要害看轨迹器,着陆器只要14天的存活时间。虽然在电力体系上有唤醒规划,但载荷不挨冻,假如下降成功,也只能活半个月。

从投入上看,月船二号总投入为97亿卢比,相当于1.36亿美元,其间探测器部分花费60.8亿卢比,相当于8500万美元,剩下的是GSLV MK-III火箭的发射费用。月船二号连续了印度火星探测器的风格,低成本投入获取更大的价值,这个价值便是国际第四个完成月面软着陆的国家。

维克拉姆着陆器即使落月也只能存活14天 图片来历:ISRO

由拜神引发的一系列问题

印度花小钱办大事的风格也决议了维克拉姆着陆器假如能够成功,那也是人品迸发,不成功算是比较契合客观规律。也难怪ISRO印度空间研讨安排的主席K. Sivan博士在本年7月7日于泰米尔纳德邦的一座寺庙内进行请求,寻求神灵的协助。

提到印度科学家拜神的事,川陀太空指出,印度在月船一号发射之前也举办了拜神典礼,在7月15日第一次发射前没有拜神,偶然的是,这次呈现技能毛病、发射推延。所以在7月22日二次发射前举办了拜神典礼,成果发射成功了。接下来更风趣的事呈现了,这次印度空间研讨安排搞的拜神有点奇怪,他们拜的Chandranaar神庙是掌管月球的,这点没错,但里边还有一个主神,叫做湿婆神,这是印度教里边的消灭之神。看到这儿也根本理解了:月球、消灭,根本描绘了月船二号的结局。

印度空间研讨安排的主席K. Sivan博士正在请求神灵保护(图片来历:metro.co.uk)

维克拉姆着陆器原计划下降在接近月球南极的南纬70.9度、东经22.8度邻近。从地球上看,就坐落月球南极的边际上,但还算是处于月球正面,通讯上不存在逻辑问题。依照维克拉姆着陆器落月规划程序,着陆器与轨迹器别离高度间隔月球外表100公里,着陆器发起火箭推进器,进入一条间隔近地点100公里,远月点35公里的轨迹上。

4台节省发起机毛病嫌疑最大

进入下降程序后,维克拉姆着陆器进入15分钟的下降进程,K. Sivan博士称之为恐惧的15分钟。说这是恐惧时间,其实一点也不恐惧,至少通讯没有理由中止,不像进入火星大气层或许重返地球时呈现的黑障,究竟月球几乎是没有大气结构,更不需求隔热规划。K. Sivan博士所以为的恐惧指的是着陆器自主动力下降段,着陆器在这15分钟内速度将发作较大的改动,从30公里高度、每小时6000公里的速度要大大下降。维克拉姆着陆器在这个阶段体现不错,经过4个节省发起机操控速度,高度在7公里时速度现已下降到每小时22公里。之后在导航段和精密下降段呈现了问题,本应该从7公里高度下降到400米,并坚持四个着陆支架是向下,但在2.1公里高度之后发作了反常,一切通讯都被堵截,所以咱们就看到盯梢台上呈现了忽然下降的轨迹,印度科学家也意识到根本完蛋了。

与着陆器通讯中止后地上操控中心的印度科学家们表情沉重(图片来历:metro.co.uk)

着陆器在下降的时分会一边摄影一边比对着陆器上存储的地势图画,这种地势匹配体系咱们也能够在巡航导弹低空飞行时触摸到,程序规划上是没有问题的。最大嫌疑应该是四个节省发起机,4台800N发起机要同步运转,经过节省操控改动推力,假如其间一个发起机呈现反常或许忽然添加推力等行为,那么肯定会导致着陆器失控。

维克拉姆着陆器上搭载的4台800N节省发起机,印度对其技能把握缺乏(图片来历:ISRO)

需求指出的是,维克拉姆着陆器上搭载的节省发起机是第一次运用,之前印度做的模仿登陆,成功率也刚刚过50%。从间隔月面400米到100米高度之间,维克拉姆着陆器需求经过2台发起机进行操控,并在这个高度上悬停,使用激光高度计和摄像头寻觅适宜的着陆区。一旦挑选好了着陆区,那么维克拉姆着陆器会发起底部的中心发起机,一直下降到间隔月面13米高度,当四个着陆腿支架触摸月面时,发起机才封闭。从下降程序上看,维克拉姆着陆器降到2.1公里高度之后发作的通讯中止不是一个首要要素,发起机或许从四台改为两台的进程中全封闭了,或许忽然添加推力,乃至是有一个机动动作失效,导致着陆器姿势呈现翻滚,从而导致通讯中止。依据操控中心屏幕上的数据,在高度335米时笔直速度还有每秒59米,水平速度为每秒48米,也能够看出维克拉姆着陆器和嫦娥3号在2公里高度悬停的方法不一样。

硬着陆后幸存或许性为零

从以上剖析能够看出,维克拉姆着陆器最大的问题在于4台800N节省发起机和指令代码是否正确。一起,在2.1公里高度为什么着陆器会违背航迹1公里,偏航有或许是一侧4台转向发起机都停止工作。至于通讯毛病,印度这次得到了美国宇航员设在马德里的深空网络的支撑,通讯方面出问题的或许性较低。假如是发起机推力反常,导致着陆器姿势翻滚,通讯天线指向紊乱也会导致通讯中止。现在问题会集在4台800N节省发起机上,任何一台呈现推力反常都会导致着陆器失控,这也是印度对节省变推发起机技能把握欠安,匆促上马的结果。

月船二号在4375公里高度摄影的月面图画 图片来历:ISRO

维克拉姆着陆器失联之后,印度也调用月船二号轨迹器对着陆器进行查找。9月9日,印度空间研讨安排现已发布音讯,宣称找到了着陆器,最终是硬着陆状况。在航天范畴,硬着陆是未经减速或许减速作用不明显后直接着陆的方法。维克拉姆着陆器支架只能接受每秒2米的笔直速度。

断定维克拉姆着陆器是否无缺也十分简略,经过比对轨迹相片能够剖析着陆器是否坠毁爆破仍是处于安全下降状况。假如是坠毁爆破,地上上会构成黑色的爆破印记,以色列Beresheet月球着陆器坠毁便是依据NASA月球勘察轨迹飞行器的相片比对后得出的定论。维克拉姆着陆器假如选用与嫦娥3号相似的悬停后对月面摄影下降,那么生还或许性为零,从1至2公里高度翻滚摔下来没有幸存或许。假如选用直接落月,即在间隔月面数十米高度依然有水平速度的方法落月,那么或许还有期望,但这种期望。但也仅限于没有爆破,相当于一屁股坐到了月面上,而且随同翻滚,而不是悄悄停落在月面。

以色列登月着陆器下降失利发作爆破,留下黑色的印记(图片来历:earthsky.org)

一切顺利状况下下降月面的状况 图片来历:thehindu.com

综上,考虑到印度对节省发起机技能把握不到位,投入仅为8500万美元这个视点,维克拉姆着陆器大概率现已变成“月饼”。毛病原因很或许是节省发起机毛病,在短时间内姿势失控,无法挽救,从1至2公里高度摔到月面并翻滚。

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