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登陸月球為什么這么難?哪個環節最容易出錯?

更新時間:2019-09-19 16:42:18點擊次數:0次
探索太空向來不是一件容易的事。今年7月,印度太空研究組織(ISRO)發射了月船二號(Chandrayaan-2)探測器,8月,該探測器進入月球軌道。9月7日,月船二號的著陸器“維克拉姆”(Vikram)在嘗試著陸月球南極時,在距離月球表面2.1千米處失去信號。

探索太空向來不是一件容易的事。今年7月,印度太空研究組織(ISRO)發射了月船二號(Chandrayaan-2)探測器,8月,該探測器進入月球軌道。9月7日,月船二號的著陸器“維克拉姆”(Vikram)在嘗試著陸月球南極時,在距離月球表面2.1千米處失去信號。這一切再次說明了登月的艱難程度。


  印度對太空探索一直雄心勃勃,已經準備好成為第4個成功登陸月球表面的國家,并且嘗試在一個其他國家從未到達過的地點著陸。目前,印度太空研究組織仍在忙于恢復與“維克拉姆”著陸器的通訊。9月8日,印度太空研究組織宣布,月船二號的軌道器已經發現了著陸器,但著陸器的狀況尚不清楚。


  這次不走運的著陸過程似乎是在回應今年早些時候發生的一次事件,當時以色列的“創世紀號”(Beresheet)探測器在下降過程中引擎故障并失聯,最后墜毀于月球表面。該探測器是以色列非營利機構SpaceIL發起的登月項目,若著陸成功,以色列將成為繼俄羅斯、美國和中國之后,第四個有探測器在月表軟著陸的國家。


  所有這些都在提醒我們,盡管人類在半個世紀前的阿波羅任務中就已多次登陸月球,但時至今日,這仍然是一項艱巨的任務。太空記者麗莎·格羅斯曼(Lisa Grossman)在社交媒體上寫道,在世界各地的航天機構和公司進行的30次軟著陸嘗試中,超過三分之一以失敗告終。


  那么,登月為什么會如此困難呢?


  美國國家航空航天局蘭利研究中心的航天工程師艾麗西亞表示,許多登月嘗試都以失敗告終,但沒有哪一次是特定的事件造成的。要登上月球,很多事情的發生順序必須完全準確,如果其中任何一個環節出錯,麻煩就來了。


  首先是進入月球軌道,這本身是一個不小的壯舉。阿波羅計劃的土星五號運載火箭裝載了足夠的推進劑,能在短短三天內將宇航員送上月球。相比之下,為了節省燃料成本,印度空間研究組織的月船二號任務使用了更為迂回的路徑,花費了一個多月的時間才到達月球。


  一旦進入軌道,探測器就會利用美國國家航空航天局的深空網絡(Deep Space Network)與地球保持聯系。深空網絡由位于美國(加利福尼亞州)、西班牙(馬德里)和澳大利亞(堪培拉)的深空通信設施組成,包括多座不斷監聽太空信號的拋物面碟形天線,可以與遙遠的太空探測器保持聯系。通訊故障可能是“維克拉姆”著陸器遭遇麻煩的部分原因。


  當探測器以類似導彈的速度落向著陸點時,幾乎沒有出錯的空間。據《以色列時報》報道,4月11日,以色列“創世紀號”著陸器發生了數據傳輸設備故障,導致發動機完全關閉。


  在地球上,工程師們可以依靠全球定位系統(GPS)來引導自動駕駛汽車,但在其他天體上卻沒有相應的系統。德懷爾說:“當你在一個信息匱乏的真空中快速旅行時,有時不得不放慢速度,無論你是誰,想做什么,都充滿了困難。”


  目前,美國國家航空航天局正與商業公司合作,計劃在未來幾年內將機器人送上月球。這些未來的月球導航“人員”需要足夠信任它們的傳感器。NASA還在設計一種儀器,可以安裝在飛行器的底盤上,掃描其他星球的地形,并尋找巖石、隕石坑和其他危險,從而修正航向。這種儀器可以用于私人航天器,也可以用于NASA未來的任務。這種技術將在NASA即將發射的“火星2020”探測器的下降過程中進行測試。火星2020探測器的設計源自好奇號火星車,將于明年發射,并計劃于2021年2月登陸火星。


  幾乎所有失敗的登月任務都是無人駕駛的,這或許表明,在遇到問題時,如果由人操縱的話結果可能更好。在阿波羅時代,登月器的成功著陸部分要歸功于人類的眼睛和反應能力。最出名的例子是,尼爾·阿姆斯特朗在發現預定的著陸點有巖石地形后,接管了阿波羅11號著陸器,使其飛向更安全的著陸點。


  然而,阿波羅時代與如今的情況已經有所不同。當時的宇航員可能還有一定程度的控制能力,但現在我們更接受自動化的機器。工程師們希望,未來的人類探險家可以依靠飛船自身的系統,安全地往返于地球和月球之間。


  印度工程師可以感到安慰的是,他們的月船二號軌道器仍在運行,還在進行科學研究,或許他們的下一次嘗試會更成功。在太空探索領域,眾多科學家和工程師們付出了無數努力和時間,但堅持不懈是有回報的,我們應該充滿希望。


來源:新浪科技

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