作者:唐军 来源:澎湃新闻 发布时间:2023/8/11 16:02:56
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时隔47年再次发射月球探测器,俄罗斯欲重振探月雄风

 

8月11日,俄罗斯“月球-25”号探测器发射升空。如果一切顺利,该探测器计划在8月21日软着陆在月球南极地区,这是苏联/俄罗斯时隔47年再次发射月球探测器。

虽然“月球-25”号探测器是苏联探月工程任务的延续,但却是俄罗斯研制的首个月球探测器。那么,“月球-25”号探测器有什么特点?俄罗斯未来探月计划如何规划?

“月球-25”号探测器是苏联解体后俄罗斯发射的首个月球软着陆探测器。

俄想紧跟世界探月大潮

近年来,中国、美国、印度和日本等国家相继开展了一系列月球探测计划,其中,中国研制的“嫦娥五号”探测器成功实现了采样返回任务,美国的“阿尔忒弥斯”计划也拟在未来几年实施载人登月任务,印度发射的“月船三号”探测器已经进入地月轨道,并计划8月23日实施软着陆月球。

除上述“国家队”外, 世界民营航天企业的探月热情也非常高涨,但基本上都以失败告终。2019年2月,以色列民营机构主导的“创世纪”号首开世界民营航天企业/机构奔月之旅,但探测器在着陆时坠毁。今年4月,日本太空初创企业iSpace公司研制的“白兔-R”号着陆器,因为软件问题在离月面约89米高度与地面失去联系,导致计划中的软着陆变成了硬着陆。

俄罗斯一直将月球作为深空探测的首选目标,苏联时期一共实施了60多次探月任务,发射了“月球”、“宇宙”等系列探测器。

在1959年至1976年的第一次美苏月球探测竞赛潮中,苏联发射了24个月球着陆探测器,其中18个完成任务,经历了飞越、硬着陆、环绕、软着陆和取样返回等阶段,创造了人类多个重大航天成就。例如,“月球-1”号探测器是人类历史上首个飞越月球的探测器,“月球-3”号探测器首次获得月球背面照片,“月球-9”号探测器第一次在月面软着陆,“月球-16”号探测器成功实现第一次月球无人采样返回。

在本轮探月热潮中,印度近期发射了“月船三号”,俄罗斯和印度的探测器都将在本月软着陆,结果如何,我们可以拭目以待。

1976年,“月球-24”号探测器成功软着陆在月面危海地区,钻采并带回了170克月岩样品,此后苏联就再也没有实施过月球探测任务。1998年10月,俄罗斯科学院院士加利莫夫在莫斯科国际月球探测会议上再次提出月球探测计划,但由于当时预算不足,“福布斯-土壤”火卫一探测器和“光谱”系列天体物理观测台被列为更高优先级任务,月球探测计划只能暂时被搁置。

进入新世纪后,随着俄罗斯国力复苏和重塑大国形象的战略需要,开始重启月球探测与开发计划,并在制定任务架构、明确科学目标、推动技术发展等方面全力推动计划实施。俄罗斯政府和主责机构相继签署和发布了中长期航天政策与实施计划,先利用无人航天器开展月球探测,以便为后续载人登月、建设月球基地等远景目标奠定技术基础。

根据《2016-2025年联邦航天规划》,俄罗斯将在2025年前完成包括实施“月球-25”号探测器在月球南极软着陆,“月球-26”号探测器绕月探测和“月球-27”号探测器在月球南极着陆巡视等任务。

此次俄罗斯在苏联中断月球探测47年后发射的“月球-25”号探测器,算得上是苏联时期探月任务的延续,也是俄罗斯实施探月工程的第一步,肩负着验证俄罗斯新时期月球软着陆技术的重任。

用于发射“月球-25”号探测器联盟-2.1b运载火箭。

对俄意义重大的探测器

“月球-25”号探测器由俄罗斯拉沃契金公司负责研制,发射质量1600多千克,设计寿命1年。该探测器携带有月球红外光谱仪、中子-伽马频谱仪、无线电信标机、气体复合分析仪和激光质谱仪等在内的8种探测设备,科学数据无线传输速率为128比特/秒,图像传输速率不低于64千比特/秒。同时,“月球-25”号探测器的计算机系统与俄罗斯“格洛纳斯-K”新一代导航卫星系统相似,足以完成科学成果解算。

需要说明的是,欧空局原计划在“月球-25”号探测器上安装PILOT-D相机用于进行技术验证,并将其作为PILOT导航系统光学器件的原型机,用于保障航天器在月表的精准和安全着陆。2022年2月俄乌冲突爆发后,欧空局终止了与俄罗斯在月球探测器任务上的合作,并要求俄罗斯归还属于欧空局的设备。

该探测器原定于2016年发射升空,但由于缺乏资金和遇到一些技术问题推迟至2022年发射。随后,科研人员发现该探测器的速度和飞行距离测量仪不符合探月任务的技术要求,再次推迟到今年6月发射,而后又因为工程进度等原因推迟到现在才发射。

按照计划,“月球-25”号探测器将在8月16日进入近月轨道,然后利用5天时间从椭圆环月轨道变轨为近圆环月轨道,于8月21日实施月球软着陆。该探测器的目标是成为世界第一个在月球南极地区实现软着陆的航天器,首选着陆区位于博古斯拉夫斯基环形山以北,备选着陆区在曼齐尼环形山西南处。首选着陆区的最大空间分辨率为2米,备选着陆区的最大空间分辨率为30米,且探测器降落在备选着陆区的时间将比首选着陆区晚2天左右。

根据俄罗斯国家航天集团公司发布的消息,“月球-25”号探测器的主要任务是操练环极地区软着陆的基础技术,并对月球南极地区的特定区域进行接触研究,包括测试软着陆技术,在月球南极地区寻找水的痕迹,研究月球两极地区的化学组成。同时,该探测器携带的探测设备也将对月球两极散逸层的尘埃等离子体进行研究。

除了科学任务外,“月球-25”号探测器的目的还在于检验工程体系,整合技术资源,培养和锻炼人才队伍。同时,该探测器还承担着为俄罗斯测试在月球极区软着陆、精准着陆、极地通信等技术的重任,并为俄罗斯今后建造月球基地的选址提供依据。因此,“月球-25”号探测器对俄罗斯航天事业发展的意义重大。

俄罗斯计划在2028年发射的“月球-27”号探测器。

后续探月计划已经提上日程

从目前俄罗斯公布的月球探测计划看,一共分为四个阶段实施:第一个阶段的目标是验证月球极区着陆技术和工作环境,开发月球探测所需的关键技术,研制地-月往返运输系统等;第二个阶段将实施月球极区土壤采样返回,开展极区自然环境综合性研究,启动载人登月任务准备工作;第三个阶段将全面开展月球科学实验,建立月球自动站系统和射电天文观测设备,开发生命保障系统,建设可容纳10人以上的月球基地;第四个阶段是月球基地进入全面运行阶段。

“月球-25”号探测器作为俄罗斯探月计划第一阶段的开始,以发展月球科学为主要目标,解决地月间运输系统、长时间无人照料月面基站运行等工程技术问题,以及极区月面资源等科学问题,为未来在月面建立有人驻留基地和继续开展深空探测提供技术验证和必要条件。因此,俄罗斯的航天和深空探测部门本着锻炼磨合科研团队的目的,开展了具有月面软着陆特点的“月球-25”号探测器任务。

2027年计划发射的“月球-26”号探测器质量为2250千克,将携带13种有效载荷设备,设计寿命3年。该探测器将不着陆月球,而是在轨道上对月球进行测绘和遥感,开展宇宙线和超高能中微子等方面的研究。

2028年计划发射的“月球-27”号探测器质量为2200千克,设计寿命1年。该探测器装备高灵敏度仪器,用以测量月球南极地区的土壤温度,其主要科学目标是探测月表水冰,研究月表磁异常现象和行星际介质对月表产生的影响,研究月表下2米深月壤的矿物学、化学、同位素组成和研究月壤热能等物理特性,其着陆区域今后还将成为俄罗斯建造月球基地的首选。 

在此之后发射的“月球-28”号探测器将是俄罗斯实施载人登月前的最后一个无人探测器,也是俄罗斯探测月球计划中的首个返回式航天器。届时,探测器会采集月表地下2米深处的月壤,然后将其样本送回地球。

总之,“月球-25”号探测器成功发射只是万里长征的第一步,该探测器能否成功软着陆在月球南极地区才是关键,也关系到俄罗斯后续的月球探测计划能否如期进行,所以,该探测器能否实现既定目标要等到10天后才能揭晓答案。

 
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