印度探测器成功在月球南极着陆

Nature Portfolio2023年08月26日约 5 分钟

原文作者：T. V. Padma

该探测器在月球南极完成了一次具有技术难度的着陆。 印度一个探测器成为了首个在满是岩石和陨击坑的月球南极着陆的探测器，印度也成为世界上第四个完成受控落月的国家。
“月船3号” （Chandrayaan-3）的前身“月船2号”在2019年曾登月失败，此次成功着陆是印度空间研究组织（ISRO）的一次重大胜利。ISRO在推特上表示已经和着陆器建立了通信链路，着陆器传回的图像显示它正在展开坡道，等待月球车驶上月球表面。

印度落月成功的消息引发全国欢腾。来源：Manish Swarup/AP via Alamy

印度拉曼研究所所长、宇宙学家Tarun Souradeep说，这次的成功再次有力而明确地展示了印度在科技方面日益提升的国际地位和实力。这将激励印度科学家“站出来，在全世界对月球科技探索的必由之路上扮演主要角色”。

ISRO主席S. Somanath在新闻发布会上表示，这次着陆“让我们更有信心策划后续的探月任务”。

水冰诱惑 7月14日升空的“月船3号”是印度的第三次探月任务。 这次发射了一个3.9吨的探测器，上面携带了1.75吨的“维克拉姆” （Vikram） 着陆器，着陆器上有一个6轮机器人火星车Pragyan。 一旦部署完毕，Pragyan将在着陆区域周围漫步一个太阴日（lunar day） ——相当于地球上14天。
月球南极一直是很有挑战的着陆点 ，由于可能存在水冰而受到很多国家的关注，月球南极附近的大型陨击坑或能为太阳系的早期组成提供线索。今后几年，多个任务计划前往月球南极，8月19日，俄罗斯的“月球25号” （Luna 25）在尝试南极着陆的几天前在月球表面坠毁。
澳大利亚国立大学行星地球化学家Marc Norman说：“ 俄罗斯‘月球25号’最近的坠毁告诉我们，成功在月球着陆是多么难。 ”以色列和日本的着陆器也在尝试月球软着陆期间坠毁过。 近年来，只有中国的嫦娥任务成功在月面着陆并开展月面任务。 美国和苏联是另外两个将探测器送上月球表面的国家。

班加罗尔KaleidEO公司专门对基于地球观测的太空数据进行分析，公司的任务系统工程师Kavya Karampuri说，印度的成功让大家对印度航天业的技术实力更有信心，这会吸引全球对印度私人空间领域的投资，建立国际合作，推动印度大学、实验室、初创公司和科研社区的创新。

位于班加罗尔的印度空间研究组织对“月船3号”着陆过程进行直播。来源：Aijaz Rahi/AP via Alamy

“月船3号”基于印度2019年取得的部分成功，当时的任务发射了一个有8个可运行设备的轨道器，但搭载月球车的着陆器在着陆前的最后时刻撞向了月球表面。

ISRO从那次的失败中吸取教训，对该任务的着陆器-月球车部分进行了多处改进。

新增加的设计包括：一台新的激光传感器来测量探测器相对于月球的实时速度；计算推力或轨迹非预期偏差以及更好地研判着陆地形的算法；更大更多的太阳板；更多燃料；一台四条腿更结实也更重的着陆器以应对更快的着陆速度。该探测器的目标着陆区为4千米×2.4千米，比之前的0.5千米×0.5千米大了不少。

崎岖地形 在月球南极着陆之所以难，是因为探测器需要瞄准与之前着陆任务的不同角度，而且这片区域崎岖不平。

值得一提的是，该探测器需要进入一个与月球轨道呈直角的轨道，Norman说，“这就需要额外能量将探测器送入一个‘非自然’轨道，这会给探测器的速度和位置等关键指标增加不确定性。”

缺乏该区域引力和表面特性的具体数据也增加了难度，Norman说，“比如，如果探测器在陨击坑里着陆，或是在斜坡上着陆，或是着陆器的一只脚被一块巨石绊住，任务都有可能泡汤。”

该区域附近的月震让问题进一步复杂化，贾瓦哈拉尔·尼赫鲁大学地质学家Saumitra Mukherjee说。Mukherjee团队负责分析印度2008年发射的首个探月任务“月船1号”传回的图像，该探测器在月球南极附近的两个陨击坑内发现了峭壁和地下岩石位移的迹象。

太阳光照不足也是一大挑战。 “有些区域一片漆黑，其他区域有光照，但日照角度极端，基本遮住了所有地形特征，”科罗拉多大学博尔德分校航天工程师Torin Clark说，“这和‘阿波罗’任务形成了鲜明对比，‘阿波罗’任务的着陆点和时间都是专门选定的，为了确保岩石和陨击坑等地形有高质量的日照。”
“月船3号”的成功恰逢ISRO发射首个探日项目的前一周，该探日项目计划于9月的第一周发射。 原文以 India lands on the Moon! Scientists celebrate as Chandrayaan-3 touches down 标题发表在2023年8月23日《自然》的新闻版块上 © nature doi: 10.1038/d41586-023-02690-7

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