■本报见习记者 赵广立
当地时间11月5日下午，印度“曼加里安”号火星探测器发射升空，运载火箭已将探测器送入地球同步轨道。按计划，探测器将绕地球运行20～25天后飞往火星。
作为印度火星探索的处女航，该计划因筹备时间短（仅15个月）、成本投入低（约为美国NASA同类计划的1/6），引发了外界对探测器能否抵达火星的质疑。“曼加里安”号面临哪些挑战？它能否冲破前路的凶险？
运载火箭没大改进
中国空间技术研究院研究员、《国际太空》杂志副主编庞之浩在接受《中国科学报》记者采访时指出：“印度此次发射火星探测器，在运载火箭方面没有任何大的改进，使用的是此前发射过‘月船1号’的运载火箭系列。”
2008年10月，印度使用极轨卫星运载火箭-XL（PSLV-C11）成功将“月船1号”送入地球同步转移轨道，5年后，其兄弟型号PSLV-C25又将“曼加里安”号送上太空。庞之浩介绍说，PSLV-C25并不是很先进，其在近地轨道的最高承载能力约为3吨，而在太阳同步轨道的最高承载约为1.8吨。
“虽然不够先进，但可靠性很高。”庞之浩告诉记者，印度拥有的另一款火箭“地球同步卫星运载火箭”因依赖俄罗斯的低温液态引擎，可靠性比不上PSLV。
庞之浩捕捉到印度此次火箭发射中的一个变化：星箭分离的时间延后了。
“可见，这次火箭发射印方在控制上有所改变。一般卫星发射十几分钟后就星箭分离了，‘曼加里安’号与火箭约40分钟后才分离。”庞之浩猜测，可能的原因是火箭在级—级分离的过程中，没有马上点火下一级火箭，而是自由滑翔了一段时间。
由于“曼加里安”号没有大推力运载火箭的推送，只好通过探测器自身的力量不断加速，直至达到第二宇宙速度才能脱离地球引力束缚，进入地火转移轨道。这也是“曼加里安”号要绕地运行20多天的原因。
考验重重
“探测器现在已经进入了地球同步轨道，20多天后能否加速到11.3km/s，并顺利进入地火转移轨道，非常关键。”庞之浩说，能否顺利变轨，是对“曼加里安”号的第一大考验。
然而，要实现变轨并非易事。变轨时，火星探测器需要以精确的方向、足够的速度出现在准确的位置上。庞之浩举了一个详细的例子：“就好像高速公路的出口一样，探测器必须在特定的出口、以合乎规定的速度并以正确的方向行进，才能达到预定目标。”
毫无疑问，如果能够顺利进入地火转移轨道，则预示着“曼加里安”号阶段性的成功。
然而，接下来的行程为这班廉价的火星之旅准备了更严苛的考验。庞之浩告诉《中国科学报》记者，变轨成功后的在轨飞行同样充满未知。
“印度太空机构在‘曼加里安’的轨道设计上似乎选择了一条弯路。”庞之浩指出，“‘曼加里安’号总共要运行7.8亿公里，这意味着要向着红色星球飞行300多天，无论如何是一个巨大的考验。”
美国在类似的火星探测计划中，仅需要3亿～4亿公里就能到达火星，除需要绕行蓄积速度外，印度为何舍近求远不得而知。“不过，信号强度跟距离平方成反比，要在干扰复杂的宇宙环境中把微弱的信号传回来，非常考验测控通讯系统的技术深度。”庞之浩指出。
测控通讯技术瓶颈曾是印度月球探测计划的噩梦。他们的月球探测器设计寿命为2年，结果工作了10个月后就与地面失去了联系，最终迫使印度太空机构放弃“月船1号”。
“如何进入火星轨道，这是最难的一关。‘刹车’早了进不去，‘刹车’晚了撞到火星上，方向不对可能掠过火星。”庞之浩说道。另外，探测器太阳能板能否正常供电、轨道修正等，都将是横亘在“曼加里安”号火星征途上的屏障。
风险很大
人类的火星探测计划从上世纪起就已经如火如荼，与之形成显著对比的是，火星任务失败率非常高，几乎与成功率平分秋色。印度“曼加里安”号探测火星计划起初就不被看好，如今已踏上征程的“曼加里安”，它的胜算有几何？
对此，庞之浩直言“风险很大”。
“我认为成功的概率不是特别高。印度的技术基础并不强，以这么短的时间，这么少的投入，要攻克这么复杂的技术难关，太难了。”庞之浩认为，印度有些急于求成，“一旦成功，绝对是个奇迹。”
庞之浩还表示，火星探测任务的一系列挑战，发射、变轨、测控通讯、轨道修正、进入火星轨道、遥测遥控等等，任何一环的疏忽都有可能使整个计划宣告失败。
“哪怕仅实现了工程目标，也实属不易了。”庞之浩认为，“曼加里安”号最终的命运10个月后才能见分晓。
《中国科学报》 (2013-11-15 第12版 新知)
