日本月球探测器为什么“没完全成功”？

中华新闻网 2024-01-22 16:50

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）开发的SLIM小型探测器20日在月球表面着陆，实现日本登月零的突破。日媒称日本成为继苏联、美国、中国、印度之后第5个实现登月的国家。不过，着陆后太阳能电池无法发电，此次探月任务很可能提前结束。日方宣称本次任务“刚好及格”。此前俄罗斯、印度、美国也分别在探月过程中出现故障。落月难在哪里，为何航天大国这么重视对月球的探测？

已实现“最低限度成功”？

JAXA表示，虽然目前能接收SLIM的通信信号，SLIM也能接收地面的指令并执行，但SLIM的蓄电池电量有限，预计只能工作几小时，JAXA团队正在分析数据，以寻找太阳能电池板的故障原因。JAXA专家在记者会上表示，项目团队目前能做的就是努力将已经获取和存储的数据传回地球，从而使此次探测任务的科学回报最大化。

JAXA的另一名官员表示，太阳能电池板并未在着陆过程中受损，故障可能是由于探测器没有指向正确的对日方向造成的。项目团队表示，蓄电池供电结束并不意味着任务结束，他们寄希望于SLIM能在某个时刻“苏醒”，假设SLIM降落在非预定地点，太阳能电池板与太阳之间的角度随着时间推移，有可能会调整到一个适合角度，这样就有可能产生逆转困境的、足够的电量，当然这还取决于SLIM能否熬过寒冷的月夜。但有地面人员表示，这种方式并不确定，因为随着SLIM电量耗尽，无法正常运行，太阳能电池板就有可能会因月球白天的高温损坏。

尽管希望渺茫，但JAXA认为，此次任务已经达到了“最低限度成功”的标准，因为此次任务的目的是在预定目标地点误差100米以内的地方实现“精准着陆”。当被问及对SLIM的登月行动可以打几分时，平日里以发表“严厉评论”而闻名的JAXA宇宙科学研究所所长国中均表示，此次任务可以说获得了60分，勉强通过测试。

日本《读卖新闻》21日在社论中称，SLIM的特点是体积小、重量轻，并是世界第一个展示“精准着陆”的探测器。这一点意义重大。今后，通过“精准着陆”有可能从“在能够着陆的地方着陆”变为“在想要着陆的地方着陆”。然而，此次SLIM采用新方法着陆并不完全成功，有些地方让人难以释怀。

国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光1月21日在接受《环球时报》记者采访时表示，日本的SLIM是否成功实现了软着陆，这一说法还有待观察。因为现在虽然SLIM降落在月面，并与地面取得联系，但尚不清楚所出现的太阳能电池板的故障是否是着陆过程中造成的，如果因为软着陆的冲击造成探测器上部分器件无法正常工作，也很难判定SLIM成功实现软着陆。

此外，杨宇光认为，SLIM特殊的着陆方式也有可能导致太阳能电池板故障。“SLIM的设计比较‘奇怪’，其着陆过程不是此前各种探测器正常的着陆方式，而是用火箭发动机减速，再主动倾倒呈现‘躺平’状，假使在这个过程中，太阳能电池板朝向了不合适的方向，这都不能算作软着陆完全成功，一切都要等到一个月昼后，待月日处于一个合适的相对位置时，再看SLIM能否实现充电。”杨宇光称。

登月为何这么难

日本此次称不上完全成功的登月任务，再次凸显登月难的现实。以去年为例，虽然多个国家的航天机构都开展登月任务，但多以失败告终，部分取得历史性突破首次登月的国家，后续也遭遇探测器故障等问题。

2023年4月，世界首个民间企业挑战登陆月球，日本私人航天公司Ispace的“月兔-R”月球着陆器试图在月球表面软着陆时坠毁。2023年8月，俄罗斯的“月球-25”号探测器计划在月球南极的博古斯拉夫斯基陨石坑附近软着陆时出现异常。随后，俄国家航天集团发布消息说，根据初步分析，探测器偏离预定轨道，撞上月表后失联。同样是在8月，印度的月球探测器“月船3号”在月球南极附近着陆，印度成为继苏联、美国及中国后第四个实现月球软着陆的国家。然而，在进入休眠状态后，“月船3号”未能被唤醒。

而在本月，承载着美国五十多年来首次登月愿景的“游隼”月球着陆器，在发射升空不到24小时后，因故障导致推进剂出现“严重泄漏”宣告任务失败，并于美国东部时间1月18日在南太平洋水域上空重返地球大气层时烧毁。

世界航天技术不断发展，为何探月难度依旧很大？对此，杨宇光认为，但凡要实现软着陆的月球探测器，都有一个共同点，就是推进剂的重量在探测器总重量中占比很大。这是因为在实现软着陆过程中，几乎每一个步骤都要精准精确，需要推进系统深度参与，燃料需求很大。

“无论是飞往月球过程中的中途轨道修正，还是只有一次机会的近月制动，以及后续的降轨调相和减速着陆，这些过程都需要十分精确。当探测器从绕月轨道软着陆到月面时，相当于从每小时五六千公里的速度减到零，任何控制上的细微误差，都可能导致坠毁。从以上这些过程可以看出，整个落月任务实施过程难度很大。”杨宇光称。

为何航天大国接连探月

截至目前，人类探月的成功率在50%左右，虽然总体成功率不高，但全球各大怀有太空雄心的国家都争相尝试。月球究竟有何种“魔力”？杨宇光表示，从上世纪90年代开始的第二轮探月高潮，是以实际的科学研究价值和工程价值为主要驱动力，各国更注重科研实效，这一轮的最大发现就是在月球发现了以冰的形式存在的水，这对未来的月球开发非常有利，各方充满探月热情是因为能看到科学和工程层面回报的可能性。

此外，从掌握工程技术的角度而言，月球作为距离地球最近的自然天体，登陆月球是未来登陆火星以及走向深空躲不过的技术门槛。“如果连月球都登不上去，就不要奢谈登陆火星或其他深空计划，所以无论从科学价值、开发利用价值以及技术层面而言，探月的价值都非常高。”杨宇光称。

公开报道显示，在2024年一系列国外月球探测器有探月计划。今年全球探月任务的重中之重无疑是计划于上半年实施发射的中国嫦娥六号任务。据了解，嫦娥六号任务将突破月球逆行轨道设计与控制、月背智能采样和月背起飞上升等关键技术，实施人类首次月球背面自动采样返回，同时开展着陆区科学探测和国际合作。