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亚太国际备用网址·印度月船2号致命缺陷公开!发动机是硬伤,嫦娥四号1台抵5台

人气:3446时间:2019-12-25 14:16:13

亚太国际备用网址·印度月船2号致命缺陷公开!发动机是硬伤,嫦娥四号1台抵5台

亚太国际备用网址,进入21世纪以来截至今年4月11日以前,人类航天器软着陆月球成功率首次达到了100%,这是因为中国嫦娥三号、四号双双告捷。然而,100%成功率却最终止步于以色列的创世纪号登月器,该探测器在距离月面约10公里处发动机出现故障,最终撞毁于月面。

以色列创世纪号已经折戟月球

在中国能行我也能行的精神鼓舞下,越来越多的国家想在月球上一展拳脚。上个月22日印度重达3.8吨的月船-2号探测器在gslv-mak3运载火箭助力下进入远地点4.5万公里地球轨道,目前该探测器正在一圈一圈绕着地球飞行,为的是获得更高轨道速度,从而切入月球轨道,这主要是因为火箭运力不足,无法将其直接送入地月转移轨道。

然而真正的考验将是最晚于9月7日到来的月面软着陆环节,21世纪以前美苏月面软着陆成功率仅为51%,着陆器性能的优劣可以直接决定探测器的生死!

印度gslv mak3火箭运力弱于长征三号乙

由于月球环境的气动影响几乎为零,所以探测器完全依赖反推动力实现软着陆,这就要求反推发动机必须具备推力调节能力,否则探测器根本降不下去,最终会以硬着陆方式砸在月面上。

最近随着月船-2号高清照片陆续公开,该探测器的一个致命弱点也得以曝光。通过公开信息和照片观察可知,月船-2号反推主动力由5个800n液体燃料发动机组成。

月船2号着陆器反推发动机

因为印度至今没能攻克变推力发动机技术,所以推力调节只能靠逐步减少发动机工作台数来实现,这种反推技术诞生于半个多世纪前,发动机组合数量的增长也进一步降低了反推动力的可靠性。

相较于月船-2号的5台800n反推发动机,嫦娥三号、四号直接使用1台7500n变推力发动机,该发动机具备大流量深度推力调节能力,不仅能执行月面软着陆任务,在探测器地月转移轨道飞行期间还承担地月转移、近月制动、环月飞行等一系列变轨任务,是集多种能力于一身的新型登月动力。

鉴于7500n变推力发动机在两次登月任务中的出色表现,该型发动机也已经应用于我国明年发射的火星着陆器。

嫦娥四号7500n变推力发动机

月船-2号是由轨道器、着陆器、月球车三大组件构成的月球探测器,在地月转移轨道段主要由重量超过60%的轨道器负责,它装满了变轨所需的2吨燃料。月船-2号着陆器与嫦娥三号、四号相比体积虽略小,但其实相差不大,那为什么它们的月球车是如此微小袖珍呢?

因为月船-2号着陆器存在推力不足隐患,要知道即便是5台800n发动机推力总和也远弱于嫦娥四号7500n变推力发动机。此时往往需要延长发动机工作时间,来维持轨道,着陆器大部分重量其实都是被燃料占据,所以月球车的重量就被严格限制住了。

重量仅25公斤的月球车

加上印度对袖珍月球车的宇宙环境适应力信心不足,因此选择内置方式搭载月球车,进一步限制了车体尺寸。

与之对比,嫦娥四号在7500n发动机加持下动力充沛,同时对玉兔二号月球车有充分的宇宙环境适应力自信,因此不需要内置,而是直接外挂于着陆器顶部,腾出来的空间可以搭载更多大型科学载荷。

直接外挂搭载的玉兔二号月球车

有人说25公斤的印度月球车由于空间限制能搭载的科学载荷十分有限,人家就是为了月球飙车而来,其速度为1厘米/秒。140公斤的玉兔二号表示,要比飙车,咱速度是它的5倍。

在阿波罗载人登月50周年之际,美国nasa也正在全力推进旨在载人重返月球的“阿尔忒弥斯登月计划”,他们要在2024年发射一艘登月飞船,将两名宇航员送上月球南极区域,并在那里待上7天。

阿波罗登月工程着陆器测试

即便是成功将12名宇航员送上月球的美国也丝毫不敢懈怠,因为毕竟已经有将近半个世纪没有实施过月面软着陆任务。为了恢复技术成熟度,nasa将在正式实施载人重返月球计划之前发射三艘小型无人登月探测器,由宇宙机器人、直觉机器、超越轨道三家商业航天公司研制三款着陆器分别将23件有效载荷送上月球表面。

美国计划发射的小型无人登月探测器

中国嫦娥三号、四号两艘登月飞船之所以能够实现100%登月成功率,除了因为有7500n变推力发动机加持,更重要的原因在于一系列创新技术的应用。

以嫦娥四号为例,探测器在距离月面15公里处进入动力下降段,此后将经历接近段、悬停段、避障段、缓速下降段四大避障环节。此时着陆器制导导航与控制系统开始工作,这套系统主要由自主导航惯性测量单元、激光测距、微波测距、微波测速、光学成像、激光三维成像等一系列敏感器组成,加上图像数据处理计算机、水平机动推力器综合而成。

嫦娥四号激光三维成像悬停避障

这是国际首次实现基于机器视觉的软着陆自主避障,最值得称道的是在距离月面70至100米最危险的下降悬停自主避障段发挥作用的激光三维成像敏感器,该设备达到了国际领先水平。

最危险的降落环节在21世纪创新技术加持下变得更加可靠安全,这就是嫦娥三号、四号为人类拓展活动空间做出的最新工程贡献。而月船-2号仅配备了避障相机与高度计、速度计,着陆可靠性与嫦娥系列登月飞船相比完全不是一个段位。

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