俄“月球-25”号探测器失联坠毁，登陆月球为何如此艰难？

2023-08-22 13:35:29 来源：齐鲁壹点

俄罗斯时隔47年后再次发射月球探测器，任务前半段基本顺利，但在落月的最后一次轨道调整出现问题，最终撞月坠毁，只差临门一脚。

8月20日，俄罗斯国家航天集团公司发布消息称，“月球-25”号探测器目前已失联。据初步推测，探测器进入了非预先规划的轨道并撞上了月球表面。据介绍，探测器失联的原因将由专门成立的跨部门间委员会进行调查。

“月球-25”号探测器是俄罗斯历史上发射的首个月球软着陆探测器

(资料图片仅供参考)

只差临门一脚

8月11日发射的俄罗斯“月球-25”号探测器原计划在8月21日软着陆在月球南极地区，这是苏联/俄罗斯时隔47年后再次发射月球探测器。

俄罗斯国家航天集团公司19日发布公告称，按照预定计划，在莫斯科时间19日14时10分向“月球-25”号月球探测器发出信号，以便其进入着陆前轨道，但在操作过程中，探测器出现了异常情况，无法按照规定的参数进行操作。根据俄方公布的信息，这次变轨目的是让“月球-25”号进入一条18千米×100千米的预着陆轨道，但是这次变轨出现了异常，这也是该探测器进行软着陆阶段的关键变轨。

在这次变轨前，“月球-25”号在91千米×112千米的轨道上运行，有消息指出，探测器在进入预着陆轨道阶段出了问题，实际执行的脉冲大小是计算值的1.5倍，制动时间太长，通俗地说就是刹车时间过长，导致探测器的近地点高度低于0千米，最终导致“月球-25”号坠毁在月球表面。

在之前一篇关于俄罗斯探月的文章中，笔者提及“月球-25”是俄罗斯重返月球计划中非常重要一颗探测器，探测器的主要任务是操练环极地区软着陆的基础技术，并对月球南极地区的特定区域进行接触研究，包括测试软着陆技术，在月球南极地区寻找水的痕迹，研究月球两极地区的化学组成。除了科学任务外，“月球-25”号探测器的目的还在于检验工程体系，整合技术资源，培养和锻炼人才队伍。同时，该探测器还承担着为俄罗斯测试在月球极区软着陆、精准着陆、极地通信等技术的重任，并为俄罗斯今后建造月球基地的选址提供依据。

在“月球-25”号之后，俄罗斯还将发射“月球-26”号、“月球-27”号和“月球-28”号，其中“月球-27”号和“月球-28”号同样也进行月球软着陆探测，因此，作为俄罗斯新探月计划的“开山之作”——“月球-25”号探测器对俄罗斯航天事业发展的意义重大，如今“中道崩殂”势必对探月计划造成不小的影响。

“月球-25”号的失败再度引发了登陆月球有多难的讨论，因为从2019年至今，包括“月球-25”号在内，已经有5个计划前往月球进行软着陆的探测器先后失败。

登陆月球并不简单

2019年2月，以色列民营机构主导的“创世纪”号首开世界民营航天机构奔月之旅，在登陆月球数分钟前，探测器出现技术故障，与地面失去联系，撞向月球表面。该项目耗资约1亿美元，主要来自私人资金，探测器高1.5米，直径2米，重约600千克，失败原因是探测器主发动机出现故障，最终坠毁。

除了“创世纪”号，在2019年，印度的“月船二号”也在着陆月球的阶段失败。该探测器是印度发射的第一个月球软着陆探测器，重约3.85吨，包括轨道器、着陆器和月球车三个部分，着陆器被命名为维克拉姆（Vikram），以纪念印度航天之父维克拉姆，而月球车被命名为Pragyan，探测器于2019年7月22日发射升空，当年8月20日探测器进入月球轨道，9月7日开始实施月球软着陆，在高度降低到2.1公里高度时飞行轨迹开始偏移，遥测信号显示Vikram着陆器最后的垂直下落速度超过58米/秒，硬着陆月球。事后，美国LRO月球轨道器的高分辨率卫片显示，着陆器彻底摔碎，印度的首次月球着陆尝试以彻底失败告终。

2022年11月22日，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA），随美国新型火箭于16日发射升空的日本月球探测器“好客”（OMOTENASHI），在与火箭分离后姿态异常，太阳能电池板无法正常工作，多次尝试修正都未起效。日本探测器首次登月计划以失败告终。“好客”号是日本首个计划在月球表面着陆的超小型探测器，其任务包括验证在月球表面半硬着陆的可能性等，探测器长11厘米、宽24厘米、高37厘米，重12.6千克，由负责飞行至绕月轨道的轨道器、接近月面时用于减速的发动机和在着陆器三部分组成，由于探测器尺寸太小，无法配备大型缓冲发动机。为此，JAXA专门研制了超小型固体减速发动机，它将在距离月面约100米时与着陆器分离，最终着陆器将自由落地，靠充气气囊实现“半硬着陆”。

今年4月，日本太空初创企业iSpace公司研制的“白兔-R”号探测器因为软件问题在离月面约89米高度与地面失去联系，导致计划中的软着陆变成了硬着陆。“白兔-R”探测器高2.3米，重约1吨，配备了主减速发动机、辅助减速发动机和姿控发动机，除了着陆器，其还搭载了一个球形巡视器，探测器在2022年12月11日由美国“猎鹰9”号火箭发射升空。

根据相关统计，包括“月球-25”号在内，苏联/俄罗斯共进行了28次月球软着陆探测任务，其中13次成功进入环月飞行，只有7次成功，成功率25%，而过去四年国际上5次月球软着陆探测任务均以失败告终，更是说明虽然航天技术快速发展的当下，软着陆月球探测也不简单。这也是为什么至今只有苏联、美国、中国三个国家成功登陆月球，即使继承大量苏联航天遗产的俄罗斯也没有让“月球-25”号成功登月。

登陆月球首先要确保探测器成功发射，进入地月转移轨道，不然就会遭遇“出师未捷身先死”的情况，为了顺利进入月球轨道，让月球捕获探测器，需要准确地计算着陆器轨道与月球轨道的交会位置，如果错过，就要再等下个月甚至等好几个月。月球捕获的时候，还要精确控制探测器的大小和方向，如果没有刹住车，就直接撞到月球上坠毁或者与月球擦肩而过。

由于月球没有大气，而且表面不仅有山峰、谷地等复杂地形，平整一些的平原也是坑坑洼洼，一不小心就容易掉坑里。在登陆前，需要精心选择着陆地点，这需要高精度地图的支持。为了确保成功最好还有完善的测控系统，据称这次俄罗斯探月任务并没有完善的测控系统，部分区域无法覆盖。成功软着陆对探测器本身硬件和软件要求非常高，各种导航、避障设备，比如惯性测量单元、微波测距测速敏感器、激光测距敏感器、光学成像敏感器、激光三维成像敏感器等，才能让着陆器避开着陆过程中的各种障碍，这次“月球-25”号就没有避障相机（本来有这个设备，俄乌冲突后还给欧空局），所以说即使最后一次轨道调整没有出问题，在最后的着陆阶段因为避障相机的缺失，依然存在不小的风险。

“月球-25”号已经失败，接下来就看印度“月船三号”探测器在8月23日的表现了，让我们拭目以待！

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