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在登月前失联的印度月球登陆器“维克拉姆号”背负了什么重要任务?

印度的月船2号任务(Chandrayaan-2),于7月时在装载在GSLV MkIII-M1火箭顶上发射升空。 9月6日,月船2号的维克拉姆号(Vikram)登

印度的月船2号任务(Chandrayaan-2),于7月时在装载在GSLV MkIII-M1火箭顶上发射升空。 9月6日,月船2号的维克拉姆号(Vikram)登陆器试图在比任何其他登陆器抵达过的更南边降落。

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:MICHAEL GRESHKO编译:邱彦纶):印度太空总署试图在未曾尝试过的地点登月──但现在,全世界都等着知道宇宙飞船的命运如何。

印度宇宙飞船首度尝试在月球南极地区进行受控软着陆,但却以让人失望的沉默告终:在着陆前不久,无人登陆器维克拉姆号(月船2号任务的一部分)与任务控制中心失去联系。 印度的国家航天机构──印度太空研究组织(Indian Space Research Organization,简称ISRO)表示,飞船在距离月球表约2.1公里处时与地球失联。

「在距离月球表面2.1公里的高度之前,维克拉姆号依照计划下降,而且我们观察到它的性能正常,」在宇宙飞船失联后约半小时,ISRO的主席凯拉萨瓦迪沃. 席万(Kailasavadivoo Sivan)发表声明表示:「我们正在分析数据。 」

如果宇宙飞船能够成功着陆,那么印度除了创造全球第一之外,还会成为第四个在月球表面任一处着陆的国家,而且也会是第三个让探测车在月球表面运行的国家。 虽然登月失败,但月船2号任务的轨道飞行器仍然安然地绕着月球轨道运行,之后还将进行为期一年的科学任务。

「印度为我们的科学家感到自豪! 他们已经尽了最大的努力,并始终让印度感到骄傲。 」印度总理纳伦德拉. 莫迪(Narendra Modi)在席万的声明后,于推特(Twitter)上说,「我们在这些时刻都应该要勇敢,而且我们也将会勇敢! 」

就像任何前往地球以外天体的旅程一样,维克拉姆号的飞行是项冒险的尝试,登陆器得要自行减速到接近静止状态,自动扫描月球表面的障碍物,然后在着陆时采取必要措施,避开这些阻碍。 大多数让无人宇宙飞船登陆月球的尝试,都因为在发射时或是前往月面的旅程中遭遇困难,而以失败告终。

「即使我们成功地进入了月球轨道,登陆也是个危险的时刻。 」席万在8月的记者会上说道。

在此次尝试登月前的采访时,约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)应用物理实验室(Applied Physics Laboratory)的行星科学家达纳. 赫利(Dana Hurley)表达了全世界的行星科学家对每次宇宙飞船降落的紧张情绪──因为他们非常了解可能出错的地方。

「我们总是对宇宙飞船降落感到兴奋和紧张,因为我们知道这并不容易,」 赫利表示:「这是项艰难的任务。 」

降落极地

在7月22日发射之后,月船2号经过数个星期前往月球,最后在8月20日进入月球轨道。 9月2日,维克拉姆号与月船2号任务的轨道飞行器分离,登陆器一分开就开始一连串减速操纵,以降低自身轨道并准备着陆。

如果一切顺利进行,维克拉姆号和它所携带的小型太阳能动力探测车「智能号」(Pragyan,梵文)将在月球约南纬70度处,位于曼齐尼C(Manzinus C)和辛普路斯N(Simpelius N)两个陨石坑之间的高地降落。

虽然月船2号的目的地并没有真的位于月球南极,但这仍是迄今在月球软着陆所选择目标位置的最南端。 再往北一点的则是中国着陆在月球背面南纬45.5度左右的嫦娥4号,距离维克拉姆号的目标地点约1930公里。

这个着陆点是「我们以前从未见过的新地点,因此也能获取新的地面实况遥测数据,」圣母大学(University of Notre Dame)的月球地质学家克莱夫. 尼尔(Clive Neal)在着陆前接受采访时如此表示:「这确实会让我们更了解月球这些区域的状况,因此对科学和探测来说,这里是个相当适合的地点。 」

月船2号的科学目标,是研究月球南极地区水冰和其他所谓挥发性化合物的分布情形。 任务的轨道器部分仍然能够测绘月球表面的高解析率地图,并侦测像是镁等部分元素的存在。 它的雷达系统也能够「监听」到混合在月球土壤中的水冰踪迹。

「轨道器本身的仪器组合能够将接收到的讯号范围扩增到红外线波段,以更准确地捕捉月球表面的水化作用特征,」在维克拉姆号尝试着陆后,坎普尔(Kanpur)印度理工学院(Indian Institute of Technology)的行星科学家迪帕克. 德兴拉(Deepak Dhingra)在电子邮件中表示,「之后还会有大量的科学发现等着我们! 敬请关注。 」

但世界各地的科学家都在等待维克拉姆号和智能号的结果。 先前包括印度月船1号轨道飞行器在内的几个月球任务,都发现了月球土壤含有水冰的证据,这可能是未来月球航天员的珍贵资源。 此外,由于水是藉由古老的彗星撞击等数种方式抵达月球,因此月球上的冰也记录了太阳系的早期历史。

「全世界都在等待我们的数据,」席万在八月份表示:「对将来与全人类有关的重要计划来说,这将提供宝贵资源。 」

全神贯注,向上仰望

但是要让宇宙飞船在这么高的纬度着陆并不容易。 在阿波罗号(Apollo)载人飞行任务期间,美国航天总署(NASA)的计划设计团队出于安全考虑,并未尝试让宇宙飞船在月球极区附近登陆。 如果阿波罗号宇宙飞船的火箭引擎在试图进入月球轨道时发生故障,美国航天总署希望确保航天员能够绕着月球飞行,并只仰赖重力的帮忙而返回地球。 为了要达到这种「自由返回」的概念,就只能将阿波罗号任务的登月地点限制在月球赤道以南和以北的狭窄带状范围内。

但如果是无人的宇宙飞船,就不用担心返回地球的问题了。 而且从轨道器绕行的月球轨道来看,月球的南极是我们对月球地形研究最深入的区域之一(见下方编按说明)。 包括印度月船1号轨道飞行器,先前三次任务向月球南极地区表面发射了小型撞击器,为了让碎屑扬起以被上方的轨道探测器分析。

编按:NASA的月球勘测轨道飞行器的椭圆轨道在通过南极地区时会最靠近月球,透过它对月球的多次观测,十年来NASA搜集到大量关于月球南极的信息。

虽然如此,在月船2号之前,还未曾有宇宙飞船尝试在比嫦娥四号登月点更南的地方进行软着陆──无论是载人或是无人任务。 而且最近的太空任务更让我们发现,在登陆的过程可能会发生很多问题。 像是在今年4月,以色列非营利组织SpaceIL的「创世纪探测器」(Beresheet)宇宙飞船在尝试登月的最后时刻坠毁。 如果那时候创世纪探测器成功着陆,就会成为首度以受控方式降落月球的私人赞助宇宙飞船。

席万在8月时表示,先前已有许多宇宙飞船试图登月却以失败告终,ISRO从创世纪号及这些宇宙飞船学到了教训,希望维克拉姆号能够平安地登陆月球。 「幸好,我们能从失败中获取教训。 」当时的他如此表示。

以月船1号任务开始职业生涯的德兴拉表示,他希望能够挽救维克拉姆号下降时的部分数据。

他在电子邮件中写道:「我们为了月船2号已经努力了十年之久,我希望我们能够获取它所提供的一切数据,即使是任何型式的失败。 」

虽然维克拉姆号可能没有轻柔地降落在月球表面,但它仍是将宇宙飞船送往月球探险的更大全球化浪潮的一部分。 美国航天总署与私营公司合作,将科学仪器送到月球,包括中国、俄罗斯、日本、南韩在内的国家,也计划在未来十年内将宇宙飞船送往月球。

在登陆尝试前的采访中,尼尔对探测月球的未来表示乐观:「看到并未参与60年代太空竞赛的国家登上月球真是令人兴奋,」他说:「这表示我们正试图离开这颗星球并往太空探索──而且不只是美国或俄罗斯,其他国家也这么做。 」




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