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印度月船三号也是让全球航天迷们操碎了心。 本来，月船三号是印度航天“不蒸馒头争口气”也要做好的月球探测器，毕竟前两次都搞砸了，月船一号在环月探测过程中失联，月船二号在月面着陆前失控，翻着跟头扎进了月壤中，太丢面子了！但是印度兄弟还是很有志气的，接着搞月船三号，不达目的不罢休！ 看月船三号的制造和发射过程，说实话印度人搞得是不错的，从2019年9月月船二号着陆器撞月开始，在不到4年的时间中就把月球三号搞出来并且发射出去了，这种赶工精神非阿琼坦克和光辉战机可比。 所以，月船三号也是印度航天人的立志要为自己正名的“争气”探测器，为了保证落月的成功率，月船三号甚至使用了一种就连中美俄等航天大国都没有用过的自主着陆的方法，就是探测器虽然选定在月球南极附近某一区域着陆，但如果没有进入预定地点或者当时的着陆条件不理想，探测器也可以在其他地方登月，而且着陆的时候探测器自主操作，不用人为控制就能自主降落到月球表面，简单说就是无论情况怎么样，着陆器都能在月面软着陆，不会再像月船二号那样撞碎在月表上了。 这也算是印度航天人的一个新发明了，如果成功也算是一个创举。只是这个创举能不能实现？现在是一个很大的问号！因为目前看来月船三号能不能顺利飞到环绕轨道都是一个很大的问题。 月船三号虽然被发射到了太空，但入轨精度偏差太大了，第一次应该进入近地点170公里，远地点36,500公里，偏角21.3度的轨道上，但入轨之后才发现，印度现役推力最大的LVM3-M4火箭只把月船三号送到了近地点138公里，远地点36,306公里的轨道上，导致近地点高度差了32公里，远地点高度差了194公里，很明显入轨精度不理想。 但之后月船三号的主导方印度空间研究组织（ISRO）又对其进行了多次调整，也就是计划中的变轨，数据如下表： 由表中可见，经历第一次变轨之后，月船3号的运行轨道达到了近地点173公里远地点41,762公里的轨道上，已经满足并超出了初始轨道的要求，让人难以理解的是第二次变轨操作是月船三号飞到了近地点226公里，远地点41, 603公里的轨道上，近地点抬升了53公里，而远地点反倒下降了159公里。 搞不懂印度空间研究组织为什么会有这样的操作，推测可能只是为了离地球大气层远一点，免得靠太近了撞到大气层里，或者进行了探测器飞行姿态和轨道的微调，虽然这样的操作不能算多余，但这会使得月船3号在地球的变轨飞往月球的过程中时间变长，变轨次数增多，进而会影响后续的天下探测器进入月球轨道的时间和位置，使得之前的入轨月球轨道和月轨变轨的设计可能都需要推倒重来，重新进行计算和设计才能适应，并且这样也会更多地消耗燃料。但不管怎样，印度空间研究组织这样做的起因大概率都是不得已而为之。 那么第三次变轨就正常了吗？其实只是看起来正常，变轨后的轨道是近地点228公里，远地点51,400公里，相比第二次变轨后的远地点高度，第三次变轨后高度增加了近1万公里，看上去这是一个十分理想的数据，但实际上这个高度距离月球还十分遥远，因为月球远在38万公里之外。 再看2019年时印度月船二号发射后变轨的数据，会发现月船二号发射后的初始轨道的远地点高度就达到了4.5万公里，第1次变轨之后的轨道高度就超过了月船三号第三次变轨的高度，但即便如此，月船二号也围绕地球进行了5次变轨才到达月球轨道。 月船三号第三次变轨之后的轨道高度其实和16年前我国的嫦娥一号入轨的初始轨道差不多，当年“长三甲”火箭在西昌卫星发射中心升空之后直接将我国首个月球探测器“嫦娥一号”送入了近地点205公里，远地点50930公里，偏角31°的大椭圆轨道上，但即便如此，嫦娥一号也进行了四次变轨才到达月球轨道。 那么这样对照看来，月船三号已经不可能在5次变轨后到达月球轨道了，后续它又该如何变轨操作向着月球进发呢？ 7月20日下午，月船三号进行了第四次变轨，但变轨之后印度空间研究组织并没有立即给出轨道数据，后来又宣布第四次变轨成功，又称月船三号已按预期到达了近地点233公里，远地点71351公里，角度21.3的轨道上，这说明第四次变轨之后，近地点提升了5公里，而远地点提升了大约2万公里。 单看数据，这应该说是一个相当成功的变轨操作，但是这只是预期，而不是原计划，必须要知道这已经是月船三号的第四次变轨了，原计划是第五次就到达38万公里外的月球轨道的，然而在第四次变轨操作之后，月球仍然远在远地点外的31万公里之外。那么它将何去何从，还能飞到月球吗？ 按照原计划中正常操作，第四次变轨之后月船三号的远地点应该到达14万公里之外，但是目前的数据只有这个数值的一半，预估下一次的变轨，也就是第五次变轨，大致会到达9万公里左右的远地点附近，第六次变轨才能到达14万到15万公里之间，然后第七次变轨才能到达月球轨道。也就是说月船三号一共需要经历七次变轨，才能被月球引力捕获。 这比原计划多了两次变轨，这两次增加的变轨操作浪费了时间，也消耗了燃料，那么其燃料还能不能撑到月船三号进入环月轨道再降落月球呢？这里真是一个大大的问号！ 之所以出现轨道偏差如此之大的现象，很可能是当年月船二号发射时LVM3-M4卓越的表现给了印度空间研究组织一个错觉，就是这款火箭的推力是充足的，载荷入轨高度是给力的，既然能把月船二号送到超出预期的轨道上，那么也完全可以把月船三号打到原本设计的相对保守了一些的轨道上，推测轨道高度还会有富余的。 不料却在月船三号发射后才发现，这款火箭的推力和运力也不稳定，上一次月船二号的发射其实是超常发挥，这一次发射月船三号则是勉为其难，而且是相当差意思！ 所以目前来看，月船三号能不能成功落月，先要看看推进器携带的燃料够不够，如果印度空间研究组织还是按照了上次月船二号的飞行计划给推进器安排燃料的话，那么月船三号要飞到环月轨道所需的燃料将十分紧张，其着陆器登月任务就有点悬。毕竟月船三号要正常到达月球轨道要比月船二号多两次变轨，而且还是长程变轨，推进器上的发动机需要连续工作1000秒以上，这还不算中间的姿控调整等。 如果月船三号推进器上的燃料有不足之虞的话，那么印度空间研究组织还有可能选择两次变轨之后到达月球，就是第五次变轨选择增加至少5万公里，达到轨道远地点12万公里以上，接着第六次变轨变轨就向着月球轨道进发。 但是这样的操作风险比较大，需要把探测器的速度加速到第二宇宙速度，目前其速度大约为秒速10.5公里，要在两次变轨中加速到每秒11.2公里的速度是比较困难的，发动机一次超长程工作也未必能够完成，而且有累爆发动机的危险，如果第六次变轨到达不了月球轨道，那就会非常麻烦，那样所花费的时间更长，消耗的燃料就会更多，所以还是上述的七次变轨相对比较保险一些。 因此，在月船三号飞到环月轨道和着陆器分离之前，大概率还需要进行地球轨道的三次变轨加速，进入月球轨道后按原定计划也还需要五次减速，这个过程所需要的燃料也是相当多的。而且接下来的七次变轨是否顺利？也有待观察！在这一过程中，燃料够不够用？发动机工作是否稳定？轨道监测是否准确？加速时机是否恰当？都是考验！ 这其中的轨道监测十分重要，而目前来看，月船三号的轨道飞行数据有点让人看不懂，因为印度在航天器飞行监测方面能力不足，所以月船三号的监测任务是大部分交给了美国宇航局和欧洲空间局负责的，而通过前几次公布的变轨数据来看，美国给出的轨道数据和印度空间研究组织得出的数据有时并不相同，甚至有业余航天器观察者斯科特·蒂利通过自己的仪器得出的轨道数据都和印度空间研究组织并不相同，但却得到了美方监测机构的肯定，到底谁更正确让人无法分清。而如果印度空间研究组织得到的探测器飞行数据真有问题，那将是更大的麻烦！ |
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