在航天领域,印度的实力还是比较强的,虽然比不上中国、美国这些强国、大国,但是与绝大多数国家相比,印度的航天实力还是很拔尖。而印度方面也表示,想要成为一个“有声有色”的大国,所以这些年,印度在很多领域都不断加大投入,航天就是其中一个。
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作为世界上为数不多的能够发射探测器去月球、去火星、去探索太阳的国家,印度和我们一样也有一个登月的梦想。在10多年前,印度的月船1号探测器成功进入环绕月球的轨道,科学家从月船1号探测器传回的数据中,初步确认月球上存在固态的水冰资源,随后这一个探测器失去联系,任务结束。
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在2019年印度的月船2号探测器在登月过程中失联坠毁,虽然着陆器登月失败,但是轨道器正常运行,至今仍在环绕月球飞行,还为后续的月船3号探测器通过了通讯支持。在今年8月,月船3号再次挑战登月并且取得了成功。
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印度也因此成为了“月球着陆俱乐部”第四个成员,此前只有中国、美国、前苏联能够完成登月任务,印度方面甚至直言称,他们用了很少的成本就打造出了这么先进的探测器,NASA的科学家在考察了月船3号探测器后表示想要购买月船3号。
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月船3号探测器包括1个推进舱、1个着陆器和1辆月球车,在飞往月球过程中,月船3号探测器需要进行多达5次的变轨,才能提升飞行轨道,然后进入地月转移轨道飞往月球。在进入环绕月球的轨道以后,探测器还进行了几次制动减速来降低飞行高度,为登陆月球做准备。
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由于奔月过程中涉及到很多次变轨,这也导致月船3号探测器的奔月时间很长,从发射升空到登陆月球,前前后后飞行了接近40天时间。这也是没办法的事情,因为印度用来发射月船3号探测器的LVM3火箭的运力不足,没法将月船3号探测器直接送上地月转移轨道,只能消耗探测器自身的燃料去加速、升轨,才能去月球。不管整个工程有多曲折,月船3号探测器还是成功登陆月球。
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探测器登陆月球,仅仅是印度登月梦想的一步,他们的想法和我们的嫦娥探月工程类似,在后续,印度也希望能够完成去月球取样返回地球的任务,甚至还希望在2040年将印度宇航员送上月球,实现载人登月。
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月船3号探测器的成功,让印度人自信心爆棚,因为此前印度就曾经提出了环绕探测、着陆探测、月面取样和取样返回共4个阶段的探月任务规划。在月船3号探测器成功登月的基础上,印度就有机会开展下一阶段的任务,也就是去月球取样了。
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按照计划,印度计划在2026年到2028年发射月船4号任务,这个任务由印度和日本一起联合开展,计划登陆到月球的南极附近,然后用钻进去钻取月球地表下的样本进行分析,看看月球地表下的样本中释放含有挥发物质,特别是看看是不是含有水冰物质。
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除此之外,印度还在论证月船5号任务,这个任务预计会在2030年前后实施,一样是登陆月球南极,去钻取月球样本进行研究。在后续,印度还计划发射探测器去月球取样返回地球,这个任务可能就是月船6号,不过实施的时间要到2030年之后。
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月球上没有火箭,怎么返回地球
现在中国、美国都在积极推进载人登月计划,美国计划在不早于2025年发射猎户座飞船将宇航员送上月球表面,我们国家也计划在2030年之前实现载人登月,印度计划在2030年后实现去月球取样,随后在2040年实现载人登月。俄罗斯也计划在2031至2040年间将宇航员送上月球,实现他们的首次载人登月。
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从这些计划来看,如果这一切都顺利的话,在未来20年时间内,很多国家的宇航员都会踏足月球表面。而在这期间,这些国家预计还会发射一些探测器进行登月,或者发射探测器去月球取样返回地球。例如我们计划在2025年前后发射嫦娥六号探测器去月球背面采样返回地球,这将会是人类历史上第一次去月球取样返回地球的任务。
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不管是探测器去月球取样,还是载人飞船登月后返回地球,都涉及到从月球表面起飞。在地球出发的飞船、探测器,需要有运载能力强大的火箭才能发射升空,月球表面并没有火箭,也没有发射场,那探测器、飞船是怎么从月球返回地球的呢?
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从地球出发的飞船、探测器之所以需要有这么强大的火箭才能发射升空,一方面是地球的引力比较大,第一宇宙速度、第二宇宙速度也就比较大,再加上从地球出发的飞船总重量也很大,所以对火箭的要求就比较高。
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从月球表面起飞的探测器、飞船面临的情况就没那么复杂。月球的引力只有地球的六分之一左右而已,月球的第一宇宙速度、第二宇宙速度很小,再加上月球没有空气,所以从月球表面起飞就不需要太大的推力。
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以我们的嫦娥五号探测器为例,整个探测器重达8吨,需要长征五号那样的火箭才能送上月球,但是在登陆月球过程中,只有上升器、着陆器组合体进行登月,这个组合体的总重量其实不是很重。
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在完成月球表面任务准备起飞时,着陆器就会充当发射场、发射台,而上升器的发动机就会充当火箭。由于上升器很轻,月球引力也很小,月球又没有空气阻力,所以蹦一下就飞起来了。
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在进入环月轨道以后,上升器就会和轨道器、返回器组合体进行交会对接,并转交样本,完成任务后,上升器与轨道器、返回器组合体分离然后受控再次登月。而轨道器、返回器组合体就会带着月球样本飞向地球。
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从这里可以看得到,从地球表面起飞,整个火箭、探测器组合体的总重量就达到几百吨,对火箭的运载能力要求自然也就高了。而在月球表面起飞时,只有一个小的上升器从月球表面飞起来,重量没有多大,对推力的要求不高,发动机稍微加大推力就能起飞。
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