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绕地球飞行半个多月的月船三号探测器终于正式踏上奔月旅程，本周二，凌晨3时许，印度空间研究组织（ISRO）正式官宣了第六次变轨的消息，月船三号成功进入地月转移轨道，预计将于本月5日进行近月制动，以期被月球引力捕获，进而绕月飞行。 
月船三号第六次变轨将探测器送入到的轨道是，近地点288公里、远地点369328公里，在这条轨道上月船三号将进入月球引力影响范围。 月球相对于地球的近地点距离约为 3,63,300 公里，月船三号当前轨道最高点高于这一数据，因此有足够的条件将月船 3 号送入月球轨道。 半个多月前，月船三号经由LVM3-M4运载火箭发射送入太空，初始轨道是，近地点138公里、远地点36306公里，相较于预定的初始轨道，在数据上有偏差，近地点低了38公里，远地点低了194公里。 
当时很多人都认为，近地点与大气层边界仅相距38公里，因而判断月船三号有坠入地球的风险。然而事实上，这是一条大偏心率椭圆轨道，约3.6万公里的远地点已经足够高，在这种轨道上飞行的航天器，地球大气耗散作用对其轨道寿命的影响微乎其微，同时根据远慢近快原则，月船三号来到近地点时的轨道速度会相对更快，反而是太阳、月球引力摄动的影响更大，即便航天器失去动力自由飞行，就是飞个几年也不会坠入地球。 话说回来，月船三号探测器本身的表现直到现在都是足够优秀，入轨初始轨道偏差那是火箭的责任，而且后来的几次变轨人家探测器都高标准的履行了自己的职责。 比如，月船三号不仅成功实施了近地点抬升作业，而且在第五次变轨时与预定轨道的远地点偏差仅有5公里，要知道这可是十几万公里量级下的偏差，可以说是非常精确。 
近地点抬升 由于初始轨道偏差，一度还有不少人认为，月船三号会增加变轨次数，但如今的结果表明，不仅没有增加变轨次数，甚至还抄了一条奔月近道。 月船三号与四年前的月船二号一样，都是通过6次变轨进入地月转移轨道，所不同的是月船三号前五次变轨的远地点相较于月船二号时期都要低不少，尤其是第五次变轨后，远地点是127603公里，月船二号第五次变轨后的远地点高度是142975公里，二者之间有约1.5万公里的高度差。 月船三号第六次变轨则大力出奇迹无视这一高度差，通过长时间点火加速，用更大的速度增量跨越了这一高度差进入到地月转移轨道。之所以可以这么干，其实还得感谢月船二号。 
月船二号是印度航天首次尝试软着陆月球表面的登月任务，虽然最终以着陆器撞击月面而告失败，但是它的服务舱作为一颗高价值绕月卫星至今仍在正常运行。 之所以说“高价值”主要归结于两点，首先是服务舱搭载了大量的科学探测载荷，比如高分辨率月球遥感相机，它的分辨率比NASA的LRO月球勘测轨道飞行器的LROC窄视场相机还要高，最高分辨率可以达到0.3米，是人类截至目前部署月球轨道分辨率最高的相机。 
月船二号服务舱绕月探测 
（两台相机都曾对阿波罗12号登月遗址进行过高分辨成像，通过对比可以看到月船二号服务舱拍摄的照片细节更丰富，这就是高分辨率优势，在用于登月任务时就可以识别出更多微小的撞击坑。） 另外一个高价值点就是月船二号服务舱的设计寿命达到了8年，可以长期服役持续产出科学探测成果。 也正因为有了月船二号服务舱绕月遥感探测的成功，所以月船三号服务舱就不必要再带过多的科学探测载荷，从而可以将更多的资源聚焦服务于绕着巡月球工程任务的可靠实施上，尤其是节省出来的重量资源可以用于加注更多的燃料。 
月船三号服务舱 据消息人士披露，月船三号服务舱多出来的燃料可以多出至少3次变轨机会，这就是月船三号在变轨任务上敢于大力出奇迹的底气所在。实际上，月船三号不仅变轨次数没有增加，甚至相较于月船二号时期，提前4天进入到了地月转移轨道，看来燃料多就是不一样。 得知月船三号成功奔月消息后，印度网民的表现用“沸腾”一词来形容都不为过： 
更有甚者认为，月船三号是令世界自豪的印度成就： 
说是世界自豪也不算太夸张，毕竟当今世界具备登月能力的有且只有我们一家，能多一家是一家。但是，也请他们在看到成绩时，也要看到差距，毕竟截至目前月船三号干的事，月船二号也早已做过，更大的考验还在后面，尤其是让多国探测器折戟月球的软着陆任务。 再有就是，从月船一号任务到现在，已经十几年过去了，印度航天至今都没能掌握地月直接转移技术，每一次月球探测任务都是要不停绕地球加速。 
月船一号
嫦娥一号 反观我们，嫦娥一号仅比月船一号早飞了一年时间，可以说两家深空探测几乎站在同一起跑线，所不同的是，十几年过后印度航天还在绕圈，而我们早在十几年前的嫦娥二号任务中就已经掌握了地月直接转移技术，后续又取得了嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号三次登月三战三捷的傲人战绩，其中嫦娥四号代表人类首次登陆月球背面，开启了拓荒之旅，嫦娥五号探测器更是人类探月技术的集大成者，任务的成功更是标志着探月工程绕落回三步走战略目标如期实现。
嫦娥三号
嫦娥四号
嫦娥五号 一系列嫦娥探月任务的实施让我们掌握了一揽子硬实力，比如深空测控、绕月飞行、地月直接转移、月面高可靠安全着陆、月面巡视、月面起飞、月面采样、环月轨道无人对接、月地高速再入返回、月背中继通信等，这些货架技术又让我们多快好省地实现了前无古人的一步完成火星绕落巡任务的天问一号火星探测任务，站在全新的起点上，如今我们又开始了新的征程：载人登月、国际月面科研站、火星采样返回等。 就拿十几年前同样是绕地球转圈加速抬升轨道的嫦娥一号来说，我们入轨的初始轨道的远地点就高达5万余公里，直接比月船三号高出1.2万余公里，而且后续轨道抬升作业也很简洁，只需要一次近地点抬升和三次远地点抬升，就直接进了地月转移轨道。 除了嫦娥一号，后续所有嫦娥系列探测器都是发射后直接进地月转移轨道，不再绕圈加速，这主要归功于我们火箭运力的强大。
地月直接转移 地月转移对于月球探测任务而言只是最基础的门槛技术，月船三号接下来的一个重头戏“近月制动”也是攸关任务成败的关键操作。 近月制动旨在让处在地月转移轨道上高速飞行的航天器进行动力减速，同时建立正确的姿态，使其被月球引力捕获，进而实现绕月飞行。
嫦娥二号近月制动实拍画面 这项操作有两个风险点： 如果减速量太大超出需求，探测器与月球相撞的概率就会上升； 如果减速量太小不满足需求，探测器与月球擦肩而过的概率就会上升。 不论是过大，还是过小，都会导致任务失败。 基于这两个风险约束情况来看，探测器实施近月制动时距离月球越近，越能证明其测控实力。因为只有对探测器进行精确的轨道控制才能实现这一任务目标，这就像射击能否命中十环一样的逻辑。
目前印度空间研究组织还没有公开接下来月船三号入轨月球的预定轨道数据，不过月船三号与月船二号登陆约束条件相似，就拿月船二号的数据来看，接下来探测器可能将进入近月点114公里、远月点18072公里的大椭圆轨道，之后再经过几次轨道调整，最终进入到平均距离约100公里的圆轨道。
拿同样是登月任务的嫦娥三号来看，早在十年前，我们就能直接切入平均距离约100公里的圆轨道。 嫦娥三号被月球捕获的初始轨道的近月点相较于月船二号/月船三号更低，说明我们测定轨技术实力更强，否则不会敢于离月球这么近进行近月制动捕获。
再就是远月点，由于我们是圆轨道，这个数据仍然是100公里，反观月船二号/月船三号的远月点则是18072公里，比我们高了将近1.8万公里，为什么他们离月球这么远？ 还得说是基础不牢，因为月船三号服务舱的轨控动力太弱，只有1台440N轨道控制发动机，反观嫦娥三号则是1台7500N变推力发动机，后者的推力是前者的17倍还不止。
月船三号服务舱440N轨控发动机
嫦娥三号配置的7500N变推力发动机 诚然，印度航天对于如今的我们而言，它是全面落后，但是我们在看到他们落后一面的同时，也要看到他们的进步性，毕竟如果没有我们，印度也是发展中国家的天花板了。 谈到这，我又想到了一个老生常谈的话题，印度航天真的没有月球轨道测控能力吗？ 过去很多人都经常说，印度的月球探测器都是依赖NASA的深空测控网，但事实并非完全如此。 对于印度航天究竟有没有月球轨道测控能力这件事，我们的航天科技集团官网其实早在十五年前关于月船一号发射任务的报道中就已经给出了定论：
早在月船一号绕月卫星发射之前，印度航天就在距离班加罗尔大约40公里一个叫比亚拉普的地方建成了一座深空测控站，这座站点配置有32米、18米、11米三种口径尺寸的测控天线。 至少可以肯定的是18米口径测控天线具备月球轨道测控能力，32米大口径测控天线则同时具备月球与火星轨道的测控能力。
印度比亚拉普深空测控站 正是因为有了这座站点，印度才能成为世界上少数几个掌握深空测控技术的国家。 32米口径测控天线，真的可以吗？ 是的，完全可以。比如我国在南美部署的内乌肯深空测控站唯一的一个大口径天线就是35米口径测控天线，其与32米口径测控天线相比，能力大体相当，连18米都能测控月球轨道，何况是比它大得多的32米天线。印度深空测控站还刻意强化了天线的发射功率，使得它不仅能测控月球，还是此前环绕火星运行的曼加里安号探测器的主力测控工具。
内乌肯深空站35米口径测控天线 鲜为人知的历史：嫦娥一号任务时期，我国深空测控专用硬件弱于印度 深空测控能力在嫦娥一号任务阶段一度成为制约整个探月工程的重大瓶颈，这主要是受当时的预算限制，没有条件建设专用深空站。 当时我们的测控系统主要是服务地球附近的卫星，最远测控距离连8万公里都没超过，就更不用说38万至40万里级的月球轨道，就硬件条件看，测控天线口径甚至没有超过12米的，彼时彼刻印度航天已经有了32米口径测控天线。
印度比亚拉普深空站32米口径测控天线 怎么办？当时真的是无米难为炊，不过呢，我们的人总是能善于发挥主观能动性，办法总是比问题多。首先从改善既有设备入手，利用有限的预算增配了必要的设备，比如只收不发的18米口径接收天线，还有其它必要的设备与技术攻关，就这样我们把大家经常在航天测控任务中听到的“USB（S频段统一测控系统）”的能力从8万公里扩展到了40万公里，实现了月球轨道的覆盖。 但这只是距离上的覆盖，究竟能不能用呢？航天测控的一项重要工作就是对航天器在太空中的空间位置进行精准测量，只有有了精确的位置数据，才能给航天器注入正确的指令，使其按照计划执行各种动作。 升级之后的S频段统一测控系统可以测距、测速、测角，然而随着距离扩展到40万公里，测角精度的误差就高达一百多公里，根本没法用，假如嫦娥三号用这种数据，一百公里的误差也足够撞月了。
在嫦娥一号发射前就已经投入运营的南方某地的40米口径射电望远镜 针对这个问题，我们的科学家们又创造性提出在测控系统中引入天文观测用射电天线的办法，使其进行甚长基线干涉测量（VLBI），这样的一张测量网有非常高的测角精度。 就是在这种条件下，我们也成了世界上少数几个具备月球轨道测控能力的国家，这张测控网不仅成功实施了嫦娥一号绕月任务，也为后续我国深空测控网的发展奠定了更为坚实的技术基础，后来我们的深空测控任务往往可以实现远超预期的测控精度，引入天文观测力量的方案是功不可没的。 再来看印度航天经常被诟病的“国际合作”，事实上我们也有 以印度月船一号与我们的嫦娥一号为例，其实都有外援，这两个任务都是各自深空领域的首次任务，当时双方的测控能力基本一致，都可以对月球轨道航天器进行测控，不过当时两家也都没有全球覆盖的深空测控网，不能对月球轨道航天器实现全时测控，存在较大的测控盲区，我们当时的测控覆盖能力是每天大约有8小时可测控时间。 要想尽可能弥补测控盲区就需要外援，印度月船一号探测器在东半球有俄熊湖测控站支持，西半球有欧空局与NASA的深空网支持。 我们的嫦娥一号在东半球有欧空局的新诺舍深空站，西半球有欧空局的库鲁深空站，这两个深空站在很大程度上帮助我们在部分空白弧段进行遥测监视和测轨任务。 在大多数情况下，航天测控资源的相互支持，各家都乐观其成。 例如，印度比亚拉普深空站的地理位置就很优越，那里是欧空局的澳大利亚新诺舍深空站与NASA的西班牙马德里站之间一万多公里纵深范围内唯一的深空测控站，如果能得到这座关键站点的支持，可以增强航天任务实施的可靠性。所以一般情况下，只要是印度航天提出测控合作需求，他们基本都会同意。 欲戴王冠必承其重：世界级航天强国必然拥有自己的全球深空测控网 还记得十二年前，探月工程二期先导星嫦娥二号在完成绕月探测任务后执行了一系列的拓展探测任务，比如日地拉格朗日L2点环绕、近距离飞越探测图塔蒂斯小行星、基于深空测控技术验证的器地距离连续突破1000万公里、2000万公里、5000万公里、6100万公里、1亿公里……。
嫦娥二号拍摄的图塔蒂斯小行星 然而，当年嫦娥二号其实并不打算这么干，当时科学家们想让嫦娥二号在探测完月球之后转道去火星，但是当时这事做不成，就是因为深空测控网还没有建好，国际合作领域的深空测控资源业有限，加上有时候也不是那么靠谱。 比如，嫦娥二号当年准备近距离飞越探测图塔蒂斯小行星时，NASA原本开源的小行星轨道数据库突然关闭，没有轨道数据，探测器就无法与小行星精准交会，逼得我们不得不集合当时的优势天文观测力量对这颗小行星测轨。 “自己动手丰衣足食”是永不过时的铁律。就在成功实施嫦娥一号任务之后，我国深空测控网建设就按下了快进键，没几年时间就建成了横跨我国东西边疆数千公里的喀什、佳木斯两座深空站，后者配置有66米口径的大型全可动测控天线，而后又在南美洲建成了内乌肯深空站。
佳木斯深空测控站 由此，我们独立拥有了布局全球的深空测控网，测控覆盖率高达90%，测控距离最远已经扩展至冥王星，以及太阳系边际空间，为后续实施火星探测、小行星探测、木星探测等任务的开辟了通路。 借着天问一号火星探测任务的东风，喀什深空站又得以进一步扩建，目前已建成亚洲最大的测控天线组阵，有4部35米口径测控天线，又同步在华北地区新建口径达70米的数据接收天线，目前我们还在建造世界最大的110米口径超大型全可动射电望远镜，深空测控实力可以说是与日俱增。
世界最大的110米口径超大型全可动射电望远镜 再看印度航天，其深空测控能力对比十五年前发射月船一号任务时的状态，并没有多大的改变。从昔日的同步起跑，到如今的天壤之别，再次证明 “中国能行，我们一定也行”注定是伪命题。 |
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