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为何航天强国对月球南极争先恐后?有两大战略资源,印度先声夺人

 巅峰高地 2021-12-28

人类部署在月球表面的探测器通常都需要在月昼与月夜两种环境的交替下生存。月昼对于探测器而言是相对利好的条件,因为有光照就意味着太阳能电池翼可以提供充沛的能源供给。

而一旦进入月夜环境,无光照环境首先带来的影响是,太阳能电池翼无法发电,同时极低温环境对月面探测器的生存也将构成严峻挑战。

嫦娥四号着陆器

比如,昔日历次阿波罗载人登月任务没有任何一次敢于挑战月夜环境(部分实验载荷配有同位素热源可以度过月夜),从而直接制约宇航员在月面的活动时长。

阿波罗登月计划中月面停留时间最长的17号任务(74小时59分钟40秒)

月球南北两极地区则不同,受月球自转轴影响,这里存在极昼现象。尤其是靠近极点的部分地区,全年累计光照时间甚至可以长达300多天,连续光照天数也有200多天,对于探测器而言是绝佳的月面探测场地,连续光照使得月面探测器作业时间大大延长,探测效率要比非极地区域提高数倍。

玉兔二号月球车

月球南北两极虽然有连续光照,但是太阳高度角非常低,一般不超过2度,而这又带来了另一项利好因素,那就是受撞击坑环形山地形遮挡影响,这里又存在连续无光照的永久阴影区。

月球南极连续光照区与永久阴影区

永久阴影区内环境温度更低,极低温环境会束缚易挥发物质的逃逸,根据历次环月卫星探测数据间接证明,这些永久阴影区中存在水冰资源。

水冰可以为航天员提供生存所需的水源,也可以制备氧气,同时还能制造火箭发动机所需的液氧液氢推进剂。

嫦娥五号上升器月面起飞

可以说,月球极区的“连续光照”与“永久阴影区中的水冰资源”是当前人类探月的两大战略资源,因此世界上有实力的航天玩家都在瞄准月球极区,尤其是月球南极(水冰资源更多)。

广泛分布着永久阴影区的月球南极区域

俄罗斯目前列入计划的未来三次登月任务,都瞄准着月球南极区域,或者是靠近南极的高纬度区域。大洋彼岸NASA的商业月球有效载荷计划也规划了三至四次无人登月任务,其中近半数任务也是瞄准南极。

俄罗斯月球-25号月面探测器

在众多月球南极探测任务中,印度则是先声夺人,十三年前月船一号任务的成功使得他们掌握了绕月探测工程能力,而自月船一号任务之后他们沉寂了至少十一年时间。之后于两年前发射了月船二号探测器,也许是受嫦娥四号代表人类首登月球背面的刺激,它想要代表人类首次软着陆于月球南极。

月船二号着陆器与月球车

月船二号由轨道器、着陆器、月球车三部分组成,加装轨道器是因为印度火箭高轨运力有限,需要轨道器承担轨道控制任务。

虽然他们雄心勃勃,然而结果却是惨淡的,着陆器在距离月面2.1公里处发生了程序故障,导致姿控发动机在错误的时间点火,最终着陆器与月球车只得撞击月面。

月船二号下降轨迹异常

正所谓根基不牢地动山摇,月船二号的失败有两大原因:

1.在没有掌握月球正面软着陆能力前提下,硬要挑战更高难度的极区着陆,这是犯了拔苗助长的错误;

月船二号着陆器呈翻转姿态

2.想要挑战极区登陆这一高难度科目,又不舍得花钱(标榜为世界最经济的登月项目),地面验证不到位,所以出现了程序故障这种本不该犯的技术错误。

嫦娥五号月面采样作业

反观我们则不同,在先后取得嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号连续三次100%成功登月的基础上,由轨道器、着陆器、月球车、飞跃探测器、中继星组成的大规模月球极区探测器嫦娥七号,将拥有更完善的条件与充足的任务经验,它将是人类部署月球南极地区规模最庞大、技术难度最高的无人探测器。

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