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登月任务失败:为什么登月这么难?

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马克思 发表于 2023-5-1 22:15:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
ispace 着陆器的着陆失败凸显了登月带来的挑战,尤其是对私营公司而言。

中国嫦娥四号任务于 2019 年首次登陆月球背面。图片来源:Xinhua/Alamy

由总部位于东京的 ispace 公司建造的 M1 航天器勇敢地成为第一个登陆月球的私人航天器。相反,在 4 月 25 日,它成为一长串月球任务中的最新一项,但未能成功,显然是坠毁在月球表面。为什么安全着陆月球如此困难?第一家私营公司何时才能成功?

只有三个实体成功地在月球上软着陆——中国、苏联和美国政府资助的太空机构。自 1970 年代以来,只有中国在第一次尝试时就做到了。

“让登月如此困难的原因在于需要考虑的变量数量众多,”位于马里兰州格林贝尔特的 Honeybee Robotics 空间系统主管 Stephen Indyk 说。例如,与地球相比,月球的引力较小,大气层很少,灰尘很多。

为了成功着陆,工程师需要预测航天器将如何与这种环境相互作用——并花钱测试可能出现的问题。“需要进行测试、测试和更多测试,以在尽可能多的场景中证明着陆系统的有效性,”Indyk 说。“即便如此,也没有什么是可以保证的。”


壮观的失败

ispace 是第二家尝试登月的私人公司。2019 年,以色列公司 SpaceIL 的一次尝试也以迫降告终。

Indyk 说,商业公司在登月过程中遇到挑战并不奇怪。在 1960 年代,当美国和苏联竞相登陆那里时,他们击毁了一个又一个航天器,直到 1966 年各自成功。

政府航天机构能够从每次着陆尝试中学习。Indyk 说,相比之下,今天,私营公司有望重复这些成功,而无需政府资源,也无需从许多失败和成功的任务中吸取教训。“对于一家私营企业来说,要想在第一次尝试中就做对,要求很高。”

2013年,中国的嫦娥三号任务首次成功登陆月球。中国还实现了首次月球背面着陆,并带回了月球岩石样本。但就印度而言,它在 2019 年的登月尝试中坠毁了;它将在今年晚些时候再试一次。

早期挑战
在距地球约 384,000 公里的月球上执行任务比将卫星送入近地轨道更具挑战性——而且失败可能会在早期发生,即使对于不打算着陆的任务也是如此。这发生在 NASA 的月球手电筒任务中,这是一个于 12 月发射的小型航天器,本应绘制月球冰的地图。它的推进系统在发射后不久就发生故障,可能使其无法到达可以进行预期科学研究的轨道。

即使着陆器到达月球附近,它仍然必须在没有全球定位卫星引导的情况下导航到月球表面,而且几乎没有大气层可以帮助它减速。一旦进入关键的最后几公里,它的软件就必须快速、自主地处理任何最后一刻的挑战,比如它的传感器可能会被废气羽流从表面扬起的大量灰尘弄糊涂。

2019 年的两次着陆失败都可能源于这些最后时刻的软件和传感器问题。早期迹象表明,本周的 ispace 失败可能是由于着陆器在着陆前用完推进剂造成的。

商业登月热潮
ispace 坠毁事件提高了一系列其他计划登陆月球的商业任务的门槛,其中包括到今年年底由 NASA 部分资助的多达三个任务。这些着陆器是商业月球有效载荷服务 (CLPS) 计划的一部分,在该计划中,私营公司旨在建造着陆器,并将来自 NASA 和其他客户的有效载荷运送到月球表面。

其中一个着陆器由位于宾夕法尼亚州匹兹堡的 Astrobotic 公司建造,预计将于 5 月初起飞,但火箭准备工作的延迟意味着发射可能至少会推迟几个月。这可能意味着得克萨斯州休斯顿 Intuitive Machines 的月球着陆器将率先发射,最早可能在 6 月。

这些公司在尝试实现首次成功的私人登月时将参考其他公司的经验。“水涨船高,”马萨诸塞州剑桥 Draper 公司从事 CLPS 项目的工程师艾伦·坎贝尔 (Alan Campbell) 在 ispace 失败前的本周一次月球会议上说。“如果我们能够从商业或 NASA CLPS 任务中吸取教训并将其应用到其他领域——那绝对是我们应该做的事情。”
QZY 发表于 2023-12-9 16:25:38 | 显示全部楼层
我希望我国能有人能登上月球。
 楼主| 马克思 发表于 2023-5-7 01:56:15 | 显示全部楼层
慕星 发表于 2023-5-7 00:43
壮观的失败,你的帖子才是真正的壮观。

有问题可以反馈哦,这里是电脑端不清楚手机端的布局。该文转自NASA,机翻

点评

  发表于 2023-6-9 20:29
  发表于 2023-6-9 20:29
?  发表于 2023-5-13 09:39
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