印度月船三号着陆器二次登月，月面起飞，再次点火，月空横向移动

夕诺 · 发表于 2023-9-6 09:01:12

月船三号着陆器释放的普拉吉安号月球车在月面行驶了一百多米后，印度空间研究组织于上周日宣布这辆月球车完成了既定巡视探测任务，由于没有配置供月夜生存所需的热源装置，在即将迎来月夜的时刻，也等同于宣布了普拉吉安号月球车任务的终结。

然而，他们并没有就此作罢，先是抓紧时间给月球车充电，使其车载蓄电池以满电状态迎接月夜挑战，同时又将月球车的太阳能电池板调整至可以迎接下一个月昼到来后第一缕阳光可以照射到的方向。
普拉吉安号月球车的上述两个举措，一方面是印度航天期望有奇迹发生，虽然他们知道月球车大概率无法在月夜中生存，另一方面也是出于宣传考虑，美其名曰“进入休眠模式”，通俗点说其实就是“面子问题”。
月船三号探测器的维克拉姆号着陆器与普拉吉安号月球车一样，都没有搭载月夜保温装置。大家颇为诧异的是，当印度空间研究组织宣布普拉吉安号月球车进入休眠模式后，为什么没有宣布着陆器也进入休眠模式？

按照常理其实也好理解，因为普拉吉安号月球车需要通过着陆器与地球通信，如果着陆器先进入休眠模式，那么地面就无法对普拉吉安号月球车进行操作。
然而，事情并没有这么简单，接下来印度航天要执行的一项操作，可以说是十分惊艳：
就在普拉吉安号月球车进入休眠模式的次日，印度空间研究组织突然宣布，维克拉姆号着陆器第二次软着陆于月面（所谓“二次登月”），这是怎么回事？
维克拉姆号着陆器利用剩余推进剂进行了一次跳跃试验，着陆器从月面点火起飞，升空高度约40厘米，横向移动距离也是约40厘米，再次着陆月面后，三台科学载荷再次完成了展开部署，表明着陆器状态一切良好。
维克拉姆号着陆器月面起飞并再次着陆月面的动态图：

月面起飞这件事，历史上，20世纪的三次成功实施的月球系列采样返回任务，以及阿波罗计划的系列载人登月任务都进行过，自月球-24号之后将近半个世纪人类都没有再进行过月面起飞任务。
直到进入21世纪后，我国嫦娥五号才再次重启月球采样返回任务，此次任务也创造了多项第一，比如一次采样量最多的月球无人采样返回、首次进行地外天体轨道的无人交会对接。

印度空间研究组织在宣布维克拉姆号着陆器月面起飞任务时，也强调了此项任务对于未来的月球采样返回任务与载人登月任务的奠基意义。

的确，别看起飞高度连半米都没到，但确实是可以验证部分月面起飞技术，比如从带有坡度的月面起飞所需的测控、姿态控制等技术。
维克拉姆号着陆器虽然从月面起飞了，但并没有进入环绕月球飞行的轨道，所以并不是严格意义上的月面起飞任务，而是属于从月面一个地点到达月面另一个地点的跳跃式飞行，就这个任务定义来看，上一次这么干的探测器还是五十六年前美国的勘测者6号探测器。

半个世纪前，勘测者6号探测器在成功登月后的第七天执行了跳跃式飞行测试任务，探测器主控发动机再次点火，并持续运作2.5秒，探测器飞行高度达到了4米，向西横向移动了2.5米。
勘测者6号月面起飞的升空高度、横向移动距离均大于月船三号的维克拉姆号着陆器的跳跃飞行测试任务，这主要是因为勘测者6号着陆的是大片开阔平坦区域，而月船三号着陆的则是陨石坑密布的复杂月面地形，如果月船三号飞得高了远了，就可能落在尺寸较大的陨石坑里，测试任务就不会得到一个比较好的结果。
就月船三号执行月面起飞跳跃飞行测试任务本身而言，就已经说明印度空间研究组织对着陆器或者月球车度过月夜不抱什么希望，换句话说，就是光脚不怕穿鞋的，反正剩下的时间也没多少了，既定任务也完成了，那么索性就利用剩余资源做一些有意义的事。
月船三号着陆器月面起飞跳跃前后成像对比：

此项任务的难度并不是很大，比如我国的嫦娥四号，其在遭遇推进剂泄漏问题情况下，在完成登陆月球背面复杂地形任务后，仍有3公斤推进剂节余，要想执行类似的跳跃飞行测试任务是完全有能力的。
之所以没有这么干，是因为我们不是“光脚的”，毕竟嫦娥四号着陆器搭载了大量的科学探测载荷，还专门配置了可供月夜生存工作所需的同位素核热源、核电源，是朝着长期月面生存工作的目标去做的，当然就不能像他们那样。

像月船三号探测器的维克拉姆号着陆器并非是按照重复使用标准设计，其着陆支撑腿也属于一次性产品，它并不具备真正意义的二次着陆能力。

以嫦娥三号着陆器的着陆腿为例，其着陆腿内填充铝制蜂窝金属，落月时通过压扁自身吸收来自垂直方向的冲击力。在连接着陆腿的横杆里则配备有被命名为“嫦娥钢”的高效吸能合金拉杆，吸收来自水平方向的冲击力。

之所以“嫦娥钢”命名高效吸能合金拉杆，是因为在此之前没有任何一种材料可以满足工程总体给定的性能指标，该型拉杆最大拉伸长度可达自身长度的80%至110%，同时具备高强度、高塑性，满足探测器着陆的苛刻条件。
在该型材料助力下，我们不仅实现了嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号三次登月任务的100%成功，首次实施火星登陆任务的天问一号探测器的着陆平台也有应用。

嫦娥系列着陆器在着陆末段会在距离月面约3米至4米高度关闭发动机，最后的着陆缓冲能量由着陆腿吸收，怎么吸收呢？就是通过铝制蜂窝结构与合金拉杆吸收。
着陆器首次登月后，铝制蜂窝结构已经被压裂，合金拉杆也已经被拉伸，着陆腿复位能力有限，如果从月面起飞并再次着陆，着陆腿的缓冲能力就会大大折扣。

印度维克拉姆号着陆器的月面起飞高度并不高，只有不到半米，更低的高度可以降低再次着陆时产生的着陆冲击能量，这样就不会超出着陆腿的二次缓冲能力上限。
要说到跳跃飞行任务，更为专业的当然是我们的嫦娥七号探测器将在月面部署的飞越探测器：

按照计划，2026年前后嫦娥七号将实施发射任务，这是一个由轨道器、着陆器、月球车、飞越探测器，及其它月面部署载荷组成的多器联合的大规模无人探测器，该探测器的首选登陆地点将是85°S以南真正的月球南极圈内靠近月球南极极点的沙克尔顿陨石坑附近，其所展现的登月技术实力将远超印度月船三号，将具备着陆精度更高的月面定点着陆能力。

其中的飞越探测器将随着陆器一道登月，着陆器登陆月面后，飞越探测器锁紧机构解锁，并飞离着陆器至月面，具备月面起飞月面着陆功能，可以将其视为具备反复起飞与着陆能力可以大范围横向移动的着陆器，能够直接飞入永久阴影区，利用自身携带的“月壤水分子分析仪”在永久阴影区内直接获取水冰资源存在与否的证据。
完成一次永久阴影区探测任务后，飞出永久阴影区至光照区月面充电，至少具备连续执行一至二次永久阴影区探测任务能力。
据有关消息披露，该飞越探测器可能还具备利用着陆腿差动运行，从而具备月面行走功能，此功能尚未明确，但确实是未来月面移动机器人的首选移动技术方案，具有更加强大的复杂月面地形机动适应能力。

印度月船三号在寿命末期利用剩余推进剂进行的飞越测试任务主要是为未来的“月球采样返回任务”打基础，他们接下来会有这个计划吗？按照绕落回工程技术能力的突破顺序，接下来是有可能的。
运载火箭运力有多大，航天舞台就有多大。掌握月球采样返回任务能力的一个门槛就是要求运载火箭有更大的深空运力，在印度的未来运载火箭研制规划中，他们计划研制的Modular LV 火箭将具备16吨地球同步转移轨道运力，这样一来地月转移轨道运力就可以达到8吨，从而具备发射类似嫦娥五号月球采样返回探测器的能力，不过这还是一个遥远的未来规划，想要实现，至少也是十年以后的事情。

比起印度版嫦娥五号，时间比较近的是，印度与日本将大概率联合实施的一次更靠近月球南极的水冰探测任务，他们计划2025年发射，实际上能在2030年前发射都算是不错了。

印度将提供规模相较于月船三号维克拉姆号更大的着陆器，日本则负责月球车的研制，此项任务看起来像是印日版嫦娥七号任务，届时他们在月空之上也有具备高分辨遥感观测能力的月船二号轨道器，但相较于嫦娥七号任务的综合立体探测能力，他们仍然差得远。

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