负责监视和控制印度月球探测器Chandrayaan-3的测控体系结构

发布时间：2023-07-19 09:31:37 所属栏目：外闻来源：未知

导读： 　　印度成功启动了“月船3号”的Chandrayaan -3月球探测器，这也标志着该国正式开始执行第三个探索月球的任务以及第二个实现登陆月球的计划。

　　这是印度第二次尝试着陆

　　印度成功启动了“月船3号”的Chandrayaan -3月球探测器，这也标志着该国正式开始执行第三个探索月球的任务以及第二个实现登陆月球的计划。

　　这是印度第二次尝试着陆月球表面，如果成功，印度就将成为继美国、俄罗斯、中国之后，第四个在月球表面软着陆的国家。

　　相关人员在航天中心观看发射，另有100万人在社交媒体上“围观”发射直播。印度空间研究组织负责人索玛纳特当晚表示，“月船3号”正处于“精准轨道”飞行，并已经开始月球之旅。

　　Chandrayaan-3 任务包括一个推进模块，一个着陆器和一个漫游车。其主要目标是展示登陆月球和漫游月球表面进行探索的能力，以帮助开发行星际任务的新技术。推进模块将把着陆器和漫游车带到月球轨道，着陆器和漫游车将试图降落在月球上，携带六台科学仪器从月球表面收集数据。推进模块是一个箱形结构，一侧安装一个大型太阳能电池板，顶部安装一个大圆柱体，将保持在轨道上并充当通信中继卫星。着陆器配备了用于部署的坡道，将把漫游车带到月球表面。

　　Chandrayaan-3 任务只持续半天“月球日”，大约相当于 14 个地球日。

　　月船3号任务序列，“月船3号”从地球到月球的6周旅程。

　　印度空间研究组织将“月船3号”大约40天的月球之旅分为三个不同的阶段：地球中心阶段、月球转移阶段和月球中心阶段。

　　第一阶段现在已经部分结束，发射前、发射和上升期将在月船3号升空并与火箭分离后完成。该任务目前处于前往地球的机动阶段，这是第一阶段的一部分。

　　月船3号将绕地球运行五圈。每次它掠过地球时，航天器都会增加与地球的距离。最后的扫掠将有助于将月船3号置于月球转移轨道上，在月球转移阶段（第二阶段）将其送向月球。

　　月船3号接下来将进入月球轨道，这一举动将开启以月球为中心的阶段（第三阶段）。然后，该任务将绕月球运行四次，在随后的每一次循环中逐渐靠近月球表面。

　　“月船3号”不能直接从地球轨道飞向月球。

　　当航天器从太空返回地球时，它们会受到地球大气层的拖累，减缓其下降速度。但月球的大气层非常稀薄，因此要想登月，航天器必须放慢速度，采取更渐进的方式。

　　“月船3号”Chandrayaan-3 大约需要一个月的时间抵达月球附近，着陆器预计在8月23日着陆月球表面，并开展14天科学活动，包括在月球表面的岩石和陨石坑周围漫游，收集关键数据和图像，并返回地球进行分析。

　　2008年，印度成功发射首个月球探测器“月船1号”，获得大量图像和探测数据，但原计划运行两年的“月船1号”在次年失联。

　　 2019年印度宣布发射“印度尼西亚雅加达月船2号”小型月球探测器，但嫦娥三号着陆器尝试在月球表面进行软着陆时失联。而原计划于2021年发射的“月船3号”探月任务也经过了多次推迟。

　　去年印度成为与美国签署《阿尔忒弥斯协定》的第27个国家，该计划的目标之一是将第一批宇航员送上火星，并最终登上其他星球。此外，美印有意在2024年执行国际空间站联合任务，印度还计划明年执行对火星表面的观测和研究任务。

　　报道称，“月船3号”预算不到7500万美元。此次发射还有一个次要任务：表明印度对私营部门太空竞赛持开放态度。自2020年印度向私人发射开放以来，印度太空初创公司数量增加了一倍多，2022年底更是发射了印度首枚私人制造火箭。

　　据悉，印度的探月计划由于其技术短板在卫星测控领域，尤其在设备水平上，使得月船3号在发射后的飞行测控任务主要落在美国肩头。

　　据美国空军18SDS的报告显示，印度的月船3号只进入了138公里x 36306公里的轨道，这比印度原计划的170公里x 36500公里轨道低了大约32公里的近地点和大约194公里的远地点。

　　原计划中，月船3号将首先进入一个倾角为21.3º、170×36500公里的大椭圆环地轨道。在绕地球飞行五圈的过程中，它会在近地点进行五次轨道改变的机动，并将远地点提升至大约38万公里的高度，从而进入地球转移轨道。然而，目前看来，由于初步步骤没有顺利进行，误差已经变得相当大。

　　据了解，入轨精度的差距意味着飞船或卫星需要消耗更多的推进剂来调整轨道。目前，还没有出现太空中给飞船或卫星加注推进剂的技术。因此，如果初期消耗过多的推进剂，待到接近月球时没有足够的推进剂，飞船可能只能硬着陆，这将使任务以失败告终。

　　不过，月船3号虽然出师不利，但也有人认为，这个误差问题不大，随后可以进行调整，唯一的缺点就是费燃料。

　　印度必然也做出了这一件事情，并且也进行了月船三号的变轨，这会也是完全正常的，所以，这里为印度“鼓掌”，还好是在可控范围，不然整个任务又会受到重大的影响，甚至可能提前宣布失败。

　　而这一次变轨的成功，也是为下一次的任务执行，做好了相应的准备了，这就是大概的情况。

　　不过，最考验月船3号的并不是目前已经发生的问题，而是8月23日至24日这段期间，月船3号进入到具有100×30公里尺寸的着陆准备轨道后，将面临的生死存亡抉择。

　　由于测控技术与燃料因素的制约，月船3号只有一次成功着陆的机会，再次尝试便无法成行。

　　的确，印度月船三号针对月船二号的问题，提升了不少，并且也进行了很多的改进。

　　按照印度空间组织指出，在计算机、硬件、软件和传感器都改变了，还进行了优化算法，安装了新的软件，加固了着陆腿，改进了软着陆序列，为在预定地点以外区域的着陆做准备。而这种的方案实施，的确解答了印度的着陆成功率。按照我们常规的情况来看，一般在着陆上，我们都是选择好预定区域，然后实施着陆，无论是成功，还是失败，都会在这个区域。

　　但是印度就不一样了，采取的方式居然还可以再预定区域之外，那这种充分地准备方案，的确也是中美都没有使用过的。可以做到月球任何一个区域的随机着陆，这样来完成地实现自己的月球探索。

　　所以，这就分为了四种着陆的情况：

　　第一、直接软着陆成功，并且在预定区域着陆，创下世界历史。

　　第二、直接软着陆，但是不在预定区域之中，这也算是成功的。

　　第三、软着陆变成硬着陆，但只要着陆在月球预定区域，探测器也没有问题，那也算是成功了。

　　第四、软着陆变硬着陆，在预定区域之外，探测器没有问题，那也是成功。

　　这四种方式，任何一种着陆下去，在印度都算是成功的，他们最为关键的其实已经不是只考虑软着陆，只要在月球上可以执行都行，这的确是在月船三号的任务上，提升了不少的。

　　在对“月船3号”的测控任务中，除了印度空间研究组织ISRO自己的深空通信天线外，该任务还将依靠由ESA欧空局和NASA美国国家航空航天局协调的世界各地地面站的支持。

　　测控和通信是每一次深空任务的重要组成部分。地球上的地面站让操作员在冒险进入未知和风险的太空时与航天器保持安全连接。如果没有地面站的支持，就不可能从航天器上获得任何数据，不可能知道它是如何运行的，不可能了解它是否安全，甚至不可能知道它们在哪里。

　　印度空间研究组织在印度运营着一个32米深的空间跟踪站，使其能够定位、跟踪、指挥和接收来自遥远航天器的遥测和科学数据。但有时，印度空间研究组织的运营商需要在航天器位于该天线视野之外时跟踪或指挥航天器。而在世界各地建造新的巨型天线和控制站是非常昂贵的。因此，与全球许多航天机构和商业公司一样，印度空间研究组织将获得合作组织空间站的支持。这不仅大大降低了成本，而且促进了国际航天合作。

　　得益于其全球深空站“Estrack”网络，欧空局可以通过其位于德国达姆施塔特的ESOC任务控制中心，帮助其合作伙伴跟踪、指挥和接收来自太阳系几乎任何地方的航天器的数据。

　　欧空局位于法属圭亚那库鲁的15米天线将用于在发射后的几天内跟踪“月船3号”，以帮助确保该航天器在艰难的发射中幸存下来，并在开始登月之旅时保持健康。

　　随着航天器离开地球，欧空局将协调来自英国贡希利地球站有限公司（Goonhilly Earth Station Ltd）运营的32米天线的跟踪支持。贡希利将支持Chandrayaan-3的推进和着陆模块。至关重要的是，它将在月球表面运行的整个阶段为着陆器提供支持，有助于确保火星车获取的科学数据安全地到达印度空间研究组织。

　　“月船3号”经由库鲁和贡希尔返回的数据和遥测数据将首先转发给ESOC。从那里，它们将被送往印度空间研究组织进行分析。然后，这些数据将被用于开发月球表面的物质和化学信息，包括岩石、矿物和生命迹象。

（编辑：鞍山站长网）

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