同探月球，结果天差地别：中印探月差距在哪？

今日新闻 2025年10月27日 01:51 0 aa

书接上文，上文书讲到玉兔2号在月球上发现了一些颜色不一样的岩石，这有点发绿，而且有光泽。这东西到底是什么呢？我看网上传得还挺邪乎，有人说是外星人的鼻涕，诸如此类的言论其实都是起哄。反正都是看热闹不嫌事儿大。大家也都明白，这东西还是石头只是有点特殊罢了。

后来，中科院的研究团队在期刊上发表了分析，认为这个东西是一种冲击融化的角砾岩。我们在地球上偶尔也能捡到一些来自月球的陨石，这些陨石基本上都是冲击角砾岩。

说白了就是小天体撞击了月球，撞击产生极高的温度，导致一部分岩石发生了融化。因为月球上杂七杂八的岩石很多。某些岩石融化以后，熔融体之中就夹杂很多小颗粒，这些颗粒自然是什么成分都有。如果撞击太猛烈，这种融化的，包含了大量杂七杂八颗粒的熔融团块飞溅了出去，冷却以后，就会形成冲击角砾岩。扔的近的，就掉在月球其他地方，比如玉兔二号看到的这块墨绿色有光泽的石头就是，上回不是说了嘛，几十公里之外的芬森陨石坑被撞击成型的时候，有很多物质被抛射出来了，其中不少就掉在了冯卡门撞击坑里。沙土融化会形成墨绿色的玻璃。这东西应该就含有玻璃成分。

如果撞击力道太大，飞溅出去很远，就变成流星飞向太空了。巧不巧，掉到地球上，没有完全烧成烟，被科学家捡到，那就成了来自月亮的陨石。现在博物馆里也有类似的展品展出。一块冲击角砾岩被切开，磨平了切割面，你能看到，玻璃态物质包裹着大量杂七杂八的颗粒，有点像装修用的水磨石。

冲击角砾岩标本

咱们国家的探月工程，真的是稳扎稳打。咱们南边的邻居印度看着也眼儿红啊。他们就是所谓“中国行，我也行”的典型案例。咱们的探月工程大概是在2007年前后展开的。嫦娥1号是2007年10月24号发射的。印度干啥事儿都想跟我们对标啊，他们马上也拿出一个月船1号，也要去绕着月球转悠。他们差不多比我国的嫦娥1号晚了1年，他们是在2008年10月22号发射了月船1号探测器。

印度用来发射月船1号探测器的火箭叫做“极轨卫星运载火箭”这个东西比较奇葩。它的第一级火箭是固体的，周围捆了6个助推器，每个助推器细的跟牙签差不多。二级火箭是个液体火箭，用偏二甲肼+联胺。第三级又是个固体火箭。这种搭配组合比较奇葩。有人说印度比较热，液体火箭用起来很麻烦，容易挥发。这也是一个可能的原因。一般来讲，技术具有延续性。咱们国家当初的洲际导弹就是用的液体发动机。运载火箭就沿着这个传统一路用下来了。印度可能一开始搞导弹走的就是固体路线，于是这个传统也就延续下来了。

印度极轨卫星运载火箭（PSLV-XL ）准备发射月船1号

固体火箭的特点是容易做大推力，但是燃烧时间太短，比冲太小。所以印度的这枚火箭要想把月船1号送到环绕月球的轨道是有点难度的。咱们用长征3号乙发射，嫦娥1号，嫦娥2号这样的探测器，走个4~5天也就到月亮了，但是月船1号足足走了半个月。因为火箭的推力不够，因此他们采用了一种非常特殊的低能量转移轨道。说白了就是绕着地球一圈一圈转，每次到了近地点就开发动机推一把。这样的话就把轨道的远地点不断的向外延伸。逐渐积累能能量，直到最后进入地月转移轨道。

月船1号探测器

“月船1号”个头不大，是个1.5米见方的立方体，发射时重1304公斤，到了月球轨道以后，燃料烧得差不多了，重量只剩下590公斤。这枚探测器也是国际合作的产物，它携带着11台科学仪器，既有印度自主研发的“本土选手”，也有美国、德国等国家合作提供的“外援”。但凡是这种绕着转圈圈的探测器，携带的仪器也都大同小异，负责拍照的，负责分析各种光谱的。分析X射线频段，分析伽马射线频段。还有激光高度计，探地雷达之类的，反正就是专门用来观测月球的地形、探测矿物成分，还肩负着寻找月球水冰的任务。

因为轨道特殊，操控起来麻烦事很多。发射以后，“月船1号”先是进入近地椭圆轨道，随后经过5次“拔高”变轨，远地点逐渐延伸，就这么慢慢兜圈子，直到11月8号了，它才被月球成功的捕获，后边又经过4次轨道调整，最终在11月12日进入100千米高的圆形极轨道，正式开启探测工作。折腾完毕，前后一共20天。

月船1号的轨迹

探测任务中，最亮眼的“动作”当属释放“月球撞击探测器”。11月14日，这个34千克重的“小跟班”从“月船1号”上分离，带着印度国旗，以6100公里/小时的速度冲向月球南极。在下降过程中，它用自带的相机拍月面、用质谱仪岩石成分、用雷达记速度，最后“壮烈撞月”，从此印度成为继苏、美、日之后第四个将国旗送上月球的国家。撞上去的也算啊？对啊，硬着陆也是着陆啊。

“月船1号”的轨道器还是在一圈圈的绕着月球转悠。还是获取了不少的科学数据，它飞行3400多圈，传回7万多张月球图像，包括清晰的两极月坑阴影图和三维立体图。摸清了月球表面镁、铝、铁等元素的分布，甚至对月球重力场进行了研究。更重要的是，它为后续探测月球水冰提供了重要线索，基本完成了95%的预定任务。不管是从技术层面来讲，还是科学成就来讲，月船1号的成功，都是印度科技水平的重大进步，这还是要承认的。虽然印度人的很多表现比较抽象，但是这个雄心壮志，还是值得称赞的。其他的发展中国家还不如印度呢。

可惜的是，“月船1号”最终还是因为温度失控而出了问题。2008年11月，当它运行到太阳与月球之间时，同时吸收太阳和月球反射的热量，内部温度升到了50℃，不管怎么调整，这温度就是不下来。就这么苦撑了几个月，到了2009年4~5月，负责定位的两个星敏感器因高温先后“罢工”，地面团队只能把月船1号的轨道抬高到200公里，用陀螺仪临时替代星敏器来控制自身的姿态。

任何陀螺都有一个问题，那就是误差会随着时间不断的积累，过一段时间就要调整一次。对于月船1号来讲，它每个礼拜都要校准。陀螺仪应该和星敏器保持一致才行。现在星敏器坏了，陀螺仪想校准也没依据了。8月29日，“月船1号”突然与地面失去联系，任凭科学家怎么呼叫，月船1号都没反应。事后调查发现，最初的温度计算错误和发射前热真空试验不充分，是导致这场悲剧的重要原因。

班加罗尔的印度空间研究组织总部

我也觉得蹊跷，50度的高温就受不了吗？不对啊，印度夏天不经常出现50度高温吗？按理说，印度人肯定不缺测试条件。你把这东西扔到大太阳底下，它肯定能飙到50度。难道是这颗探测器就一直待在空调房里没出去过吗？这事儿我就不太想得明白了。

印度人也是按照先绕后落的顺序计划的。那么好了，下一步就是派探测器可控着陆，而不是撞上去。于是有了月船2号，这家伙就携带着一个着陆器，还带了一个小的月球车。当然，这个月球车很小，只有27公斤重，电源功率只有50瓦。相比之下玉兔号就大了不少，足有136公斤。

轨道器头上顶着着陆器

这东西依然是国际合作的产物。本来印度和俄国人合作，月球车和着陆器是俄国人去做，拉沃契金设计局曾经干过这种事，按理说是不难。不过后来俄国人退出了。没办法，这个探测器还得印度人自己来。

另外，着陆到月球表面，离不开深空测控网络，印度人虽然也建造了几个大天线，无奈没有全天候的监控能力，月亮要是落山了，无线电信号就不通了，于是他们求美国人帮忙，靠NASA的深空网络来进行测控，欧美的朋友不帮忙，很多事儿还真不好办。

另外，探测器变大了，就得换更大的火箭。这次印度人用的是“地球同步运载火箭3型”。这个火箭长得比较像欧美的风格。装了两根胖胖的固体助推器，中间芯级火箭用的是偏二甲肼+联胺，上面级用的是氢氧火箭。近地轨道运载能力达到8吨，同步转移轨道运载能力是4吨。月船2号着陆器和轨道器的总重量是3.8吨。火箭的发射能力实在是有点勉强。

地球同步运载火箭3型运载火箭（LVM3）胖胖的，还显得有些呆萌可爱

2019年7月22日，月船2号探测器从发射场顺利升空，这趟奔月之旅起初还算顺利，既然火箭的推力不够，那就只能采取老办法，先绕着地球转悠，探测器只能先进入近地点180公里、远地点4万公里的超同步转移轨道，每次到近点都会开发动机推一把，轨道的远地点就会不断抬升。如果远地点能搭上月球轨道，能量差不多就够了，只要算准了时间，在远地点恰好和月球相遇，探测器就会被月球俘获，只是这个过程太长了，探测器越重，绕着地球兜圈子的时间也就越长。月船2号足足兜了20多天，一直到8月14日，探测器才进入地月转移轨道，路上慢慢悠悠的走了一个礼拜，8月20日成功进入绕月轨道，之后经过多次轨道调整，9月2日着陆器“维克拉姆”与轨道器分离，为最终着陆做足准备。

这个着陆器长得很有意思。这家伙的4条腿是不能收缩折叠的。就是为了去掉各种伸缩折叠装置，这样比较可靠，而且重量也很轻，无奈造型比较难看。这种设计有个问题，整流罩的尺寸有限，维克拉姆着陆器伸着腿的最大尺寸也不能超过这个限度。尺寸受限，落下去稳不稳，会不会在月球上躺平，这就难说了。

着陆器和月球车

9月7日凌晨，“维克拉姆”着陆器进入关键的动力下降段，原计划平稳降落在月球南极附近、这次要是成功了，月船2号将成为人类探测器首次在靠近月球极区的地方软着陆。

可是，就在距离月面仅2.1公里高的时候，着陆器突然与地面失去通信联系，印度首次月面软着陆尝试以失败告终，原本近在咫尺的成功最终“功亏一篑”。事后，印度空间研究组织联合NASA展开调查，结合各方分析，“月船2号”失败的原因可归结为技术、工程经验等多方面问题。

有一些是明摆着的。比如俄罗斯人临时撂挑子。印度只能仓促接手着陆器研发。而“月船2号”本身就比月船1号复杂得多。包括轨道器和着陆器，着陆器还包括月球车。设计复杂程度远超印度此前的“月船1号”，这其中有有太多的事儿，印度人是第一次碰到，技术储备和工程经验的不足，直接导致任务发射时间一推再推，也为后续失败埋下隐患。

月球车地面模拟测试

另外，印度人存在核心技术短板，一方面，着陆器的制导与导航系统“掉了链子”。软着陆对精度要求极高，从绕月到着陆的每一步都需要精准计算，而制导导航系统的微小偏差都可能引发连锁反应，有分析认为软件和算法故障导致着陆器速度失控、偏离预定轨迹，甚至出现“翻跟头”的情况。印度人写的软件已经坑惨了不少人了。在这件事上，连本国人带外国人，他们倒是一视同仁，统统都坑。

另一方面，月船2号的推进系统存在先天不足。火箭反推着陆月球并不是个简单的事，燃料越烧越少，重量越来越轻，你要想让探测器落月。必须跟随重量来憋油门。这就是所谓的发动机深度节流能力，油门小了，发动机还得可靠的运行，不能中途熄火。我国的嫦娥探测器落到月球上，靠的是7500牛顿的变推力发动机，这个发动机可以深度节流，把推力压低到1500牛。

麻烦在于，印度人没有掌握大幅度变推力发动机技术，只能用5台800N制动发动机和8台50N姿态控制火箭组合工作，调节幅度不大。不得不通过“关闭发动机”的方式调节速度。这种设计不仅推力难以精准控制，多台发动机切换时还容易出现受力不平衡，

大家设想一下，5台发动机，采用关闭发动机的办法，可以凑出5种推力大小。那么，你打算让这5台发动机如何排列呢？对称的排列方式是摆成十字，按照“梅花桩”的位置去布置。那么好了，要关掉1台发动机，你关哪一台？最合适的是不是中间的那个？因为关中间的那台，不影响推力平衡，对吧。

OK，下面要关掉2台发动机，只开3台。你关哪1台？你随便关掉哪一台都会引起推力的不平衡，那你应该怎么办？最简单的办法是打开中间那台发动机，关掉对称的2侧发动机，这样的话剩下3台就排成一条直线了，基本也还算对称。

那么好了，下一步我们要关掉3台发动机，只留2台，毫无疑问就是把中间那台关掉呗，那不是就剩下两台了吗？如果我再要关掉一台。肯定又会不对称，我还得把中间那台打开。然后把两边的两台关掉，剩下一台发动机。

这个过程中，中间那台发动机开了关，关了开，你不嫌麻烦吗？如果这台发动机在月球轨道上打不着火，出故障了，你该怎么办？这种头疼的问题纯粹就是因为印度人没有变推力发动机造成的，否则只要一台就够了。

再者是运载火箭能力不足，间接增加了任务风险。印度火箭的地球同步转移轨道运载能力仅4吨，前后折腾了好久。复杂的变轨过程不仅消耗更多燃料、限制科学载荷重量，还延长了任务周期，增加了故障发生的概率。

“维克拉姆”着陆器和月球车效果图

此外，着陆环境与设备配置也加剧了风险。“月船2号”选择的月球南极着陆区地形崎岖，光照条件差，对探测器的避障能力和能源管理要求更高。但着陆器不仅避障设备性能有限，也没有像咱们“嫦娥4号”那样实现精准悬停避障，发动机推力无法精确调节是个大问题。

另外，这个家伙的太阳能电池板是装在探测器的侧面，不是平摊开的。如果着陆姿态出现偏差，万一太阳能板没对准太阳。很容易出现电力耗尽，没电了，那当然也谈不上什么通讯了。

尽管“月船2号”软着陆失败，但轨道器仍正常工作，完成了90~95%的预定科学任务。这次失败也为印度后续航天计划提供了宝贵经验，月船2号后边还有月船3号呢。是不是可以改进一下制导的算法呢？是不是可以解决一下能源系统和推进设计呢？印度人又该怎么办？

我们下次再说。

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