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印度月船2號將飛行約7周才到達(dá)月球

2019/7/25 8:34:01 來源:新浪科技 作者:任天 責(zé)編:騎士

北京時間7月24日消息,據(jù)國外媒體報道,印度的“月船2號”(Chandrayaan-2)任務(wù)目前正在前往月球的路上。該探測器由印度空間研究組織(ISRO)研制,是繼月船1號之后的第二個月球探測器。它的前方道路漫長:要到9月初,其月球車和著陸器才能抵達(dá)月球表面。

在50年前的阿波羅登月計劃中我們可以看到,登陸月球并不一定需要7周的時間。但是,月船2號的著陸器和漫游車原本預(yù)定在任務(wù)控制中心當(dāng)?shù)貢r間9月7日著陸,這還是發(fā)射推遲之前將近一周時的計劃。

月船2號將沿著緩慢而迂回的路線抵達(dá)月球,這反映了印度發(fā)射所用的“地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭3型號”(Geosynchronous Satellite Launch Vehicle Mark-III)火箭的強(qiáng)大推力。這枚火箭所攜帶的助推器并不如驅(qū)動阿波羅計劃的土星5號運(yùn)載火箭那么大,但這并不奇怪,因?yàn)橥列?號是有史以來最大的火箭。阿波羅任務(wù)也被設(shè)計用來搭載宇航員,而月船2號只是一個較小的無人探測器。

因此,月船2號計劃在進(jìn)入月球軌道之前先繞地球運(yùn)行一段時間。在7月14日發(fā)射推遲后,負(fù)責(zé)此次任務(wù)的印度空間研究組織工程師們調(diào)整了任務(wù)時間表,以確保著陸計劃不會受到嚴(yán)重影響。

防止著陸時間偏差過大是很重要的,因?yàn)橹懫骱驮虑蜍嚨脑O(shè)計無法承受月球夜晚的嚴(yán)寒。月球上的一晚持續(xù)354小時,相當(dāng)于地球上的兩周。

根據(jù)此次任務(wù)的新計劃,月船2號將在地球軌道上運(yùn)行23天,并在環(huán)繞地球的橢圓軌道一側(cè)逐漸升高高度。然后,在8月中旬,月球2號將把轉(zhuǎn)向月球,完成一系列操作后離開地球軌道,開始繞月飛行。

據(jù)印度媒體報道,為了適應(yīng)發(fā)射延遲,月船2號繞月飛行的時間將比之前計劃的要少。在9月的第一個星期,月船2號軌道器將釋放其維克拉姆(Vikram)著陸器,后者將下降到月球表面,預(yù)計著陸的時間將比任務(wù)原定時間表稍晚一些。如果一切順利,著陸器將在幾個小時后部署一個名為“普拉剛”(Pragyan,梵語中意為“智慧”)的月球車。

維克拉姆著陸器將在月球南極附近著陸。月球南極是科學(xué)家特別感興趣的地方,因?yàn)槟抢锾幱谟谰藐幱爸?,在隕石坑中可能儲存著水冰。著陸器和月球車上的幾個有效載荷被設(shè)計用來繪制和分析這些水冰。

如果月船2號的飛行和著陸一切順利,那么印度將成為第一個到達(dá)月球南極的國家,也是繼蘇聯(lián)、美國和中國之后第4個成功實(shí)現(xiàn)月球軟著陸的國家。

發(fā)射準(zhǔn)備期間的月船2號軌道器(底部)和維克拉姆著陸器(頂部有腿的部分)

任務(wù)簡介

發(fā)射月船2號的火箭被稱為地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭3型號,這是一枚三級火箭,號稱印度最強(qiáng)大的發(fā)射器。據(jù)印度空間研究組織稱,火箭將發(fā)射并最終將月船2號送入所謂的地球停泊軌道。這是環(huán)繞地球的一個穩(wěn)定的軌道,允許任務(wù)控制人員檢查月船2號軌道器和著陸器,并確保一切正常。

從那里,月船2號將被放置在月球轉(zhuǎn)移軌道上,這是它前往月球的路徑。到達(dá)月球附近時,月船2號將再次點(diǎn)燃推進(jìn)器,進(jìn)入月球軌道,然后在多次繞月飛行中逐漸靠近月球,直到抵達(dá)離月表100公里的圓形軌道。隨后,重約2400千克的軌道器和1500千克的著陸器將開始各自的任務(wù)。

月船2號的維克拉姆著陸器將在月球南極附近著陸

印度空間研究組織稱,著陸當(dāng)天,著陸器將與軌道器分離,然后進(jìn)行一系列復(fù)雜的操作。著陸器被稱為維克拉姆(Vikram),以印度太空計劃創(chuàng)始人維克拉姆?薩拉巴伊(Vikram Sarabhai)的名字命名。在進(jìn)入正確的軌道后,維克拉姆著陸器將在月球南緯約70度的兩個隕石坑之間著陸,兩個隕石坑分別被稱為“曼奇尼C”(Manzinus C)和“辛普路斯N”(Simpelius N)。

維克拉姆著陸器的下一步行動將是部署27千克重的Pragyan月球車。Pragyan的設(shè)計行程可達(dá)0.5公里,能持續(xù)運(yùn)行約一個月球日,相當(dāng)于14個地球日。

Pragyan月球車將把它采集的科學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)回維克拉姆著陸器,后者可以與軌道器通信,也可以直接與印度深空網(wǎng)絡(luò)通信。即使在月球車停止運(yùn)行后,軌道飛行器預(yù)計仍將繼續(xù)工作大約一年時間。

科學(xué)儀器

月船2號將把月船1號在10年前完成的科學(xué)研究繼續(xù)向前推進(jìn)。印度空間研究組織表示,他們希望通過對月球地形、礦物學(xué)等方面的研究,獲得更多關(guān)于月球起源和演化的信息。

印度空間研究組織的官員說:“我們還將探索月船1號的發(fā)現(xiàn),比如月球上存在的水分子,以及具有獨(dú)特化學(xué)成分的新巖石類型?!?/p>

根據(jù)印度空間研究組織網(wǎng)站上的信息,月船2號包括以下儀器。

月船2號的軌道器配備了兩個相機(jī):地形測繪相機(jī)和軌道器高分辨率相機(jī)(OHRC)。二者將提供詳細(xì)的月球表面地圖。在著陸器分離之前,OHRC還將通過尋找隕石坑或巨石來幫助其安全抵達(dá)月球表面。

有關(guān)月球成分的信息將通過兩個光譜儀獲得,分別是大面積軟X射線光譜儀(CLASS)和紅外光譜儀。一個合成孔徑雷達(dá)將掃描水冰,并估計土壤(風(fēng)化層)的厚度。軌道器還配備了觀測太陽X射線和月球稀薄大氣層(或外逸層)的儀器。

2019年7月22日,印度發(fā)射了月船2號任務(wù)。該任務(wù)由著陸器、月球車和軌道器三部分組成

維克拉姆著陸器上有三個主要的儀器:

?月球邊界超靈敏電離層和大氣射電解析儀(Radio Anatomy of Moon Bound Hypersensitive ionosphere and Atmosphere,簡稱RAMBHA)將研究月球表面附近電子的溫度密度。該儀器還將研究在不同的太陽條件下,月球表面附近的等離子體或過熱氣體是如何變化的。

?錢德拉表面熱物理實(shí)驗(yàn)(Chandra‘s Surface Thermo-physical Experiment,簡稱CHASTE)將詳細(xì)研究月球表面,包括了解溫度如何隨深度變化,以及月表如何導(dǎo)熱。該儀器包括一個熱探頭(由傳感器和加熱器組成),將被放置在10厘米深的風(fēng)化層中。

?月球地震活動儀器(Instrument for Lunar Seismic Activity,簡稱ILSA)將監(jiān)聽月球地震。印度空間研究組織稱,該地震儀的設(shè)計目的是“探測由月球地震引起的微小月面位移、速度或加速度”。

與此同時,Pragyan月球車也裝備了兩個儀器:

?阿爾法粒子X射線光譜儀(Alpha Particle X-Ray Spectrometer,簡稱APXS)將探測著陸地點(diǎn)周圍的元素組成。該儀器用X射線(或阿爾法粒子)轟擊月球表面,然后檢測結(jié)果。它能夠識別出構(gòu)成月球巖石的已知元素,如鈉、鎂和鋁等,還能探測鍶、鋯等微量元素。

?激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀(Laser Induced Breakdown Spectroscope,簡稱LIBS)也用于搜尋元素,但更多的是通過豐度來尋找。印度空間研究組織稱,該儀器可以在不同位置發(fā)射高能激光脈沖,并通過分析衰變等離子體發(fā)出的輻射來實(shí)現(xiàn)任務(wù)目標(biāo)。

印度空間研究組織表示,此次任務(wù)還包括美國國家航空航天局(NASA)一個小型的激光反射器陣列,其目的是“了解地球-月球系統(tǒng)的動力學(xué),并從中獲得月球內(nèi)部的線索”。就像過去幾十年在月球著陸的阿波羅任務(wù),以及蘇聯(lián)的“月面步行者”任務(wù)(Lunokhod mission)一樣,這個陣列將允許科學(xué)家從地球向反射器發(fā)射激光,再由反射器將把信號反射回地球,然后他們將通過測量激光返回時的色散及返回時間來獲取科學(xué)數(shù)據(jù)。

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