ISRO（印度空间研究组织）在7月17日发布了月船三号第二次变轨的数据，眼尖的朋友发现了一个惊人的事实，与第一次变轨相比，第二次变轨的远地点轨道数据比第一次变轨反而下降了159千米，很多航天爱好者们都是一头雾水，这三哥到底在干嘛？怎么离月球越来越远了？
印度时间7月14日14点35分，印度东海岸附近的斯里哈里科塔发射场，LVM3“巨型”火箭点火成功的将Chandrayaan-3（月船-3）月球探测器送入准备地月转移的大椭圆形轨道，但是随后的轨道公布却吓了大家一跳：
近地点138千米 x 远地点36306千米 x 倾角21.3°
就算是完全不懂航天的朋友也知道这个轨道有点怪，原因很简单，100千米就是卡门线了，月船三号的近地点在138千米，这个高度太低了，要是不赶紧变轨离开轨道，估计过几天直接就掉下来了。
果然笔者一查ISRO官网公布的数据是标准轨道数据170 x 36500千米，两者近地点低了32千米，远地点差了194千米，这个误差可不是一般的大，远地点差点倒也没啥大关系，但近地点低了却很是要命！
不过好在是7月15日23点16分，ISRO发布了变轨成功的消息，在位于班加罗尔的ISTRAC控制下，月船三号的轨道提升到了41762 千米 x 173 千米的轨道上，尽管还是比较低，但为后续安全提升轨道争取了时间。
第二次变轨：远地点反而低了，这三哥搞什么鬼？
7月17日15点44分，ISRO发布了第二次变轨的消息，月船三号的轨道最新数据为41603 x 226 千米，相信熟悉轨道数据的朋友又懵圈了，这轨道的近地点是提高了56千米，但远地点为什么低了159千米？
因为按月船三号的轨道数据，近地点高度不变，远地点不断抬升，一直到远地点能够着月球，这就进入了地月转移轨道，下文会比较详细的分析下为什么要这样变轨。要达到这样的目的，必须在近地点加速，此时的远地点会不断抬高，而这次却反而下降，这个操作完全看不懂。
第三次变轨：ISRO干脆不公布数据，这是啥操作？
7月18日17点35分，ISRO公布了已进行第三次变轨，但却没有公布最新的轨道数据，只是在其官方推特上公布了下一次变轨时间将会在7月20日（美国标准时间）下午2点至3点进行。
网友都留言，ISRO这次轨道控制太差不好意思公布了吗？也有网友表示，难道太阳风暴太猛，把月船三号刮跑了吗？
霍曼转移轨道：也许能告诉我们部分答案
估计绝大部分朋友都有一个疑问，为何印度的月船三号需要用这种绕圈圈的模式飞向月球，不能直接将月船三号送入地月转移轨道吗？答案是可以的，只是在这种模式下对火箭推力要求很高，燃料消耗也比较大，因此在火箭推力和燃料消耗都很紧张的情况下，大部分时候都是以绕圈圈方式前往月球的，而这种从低轨前往高轨的模式还有一个正式的名称：霍曼转移轨道
这是一种轨道机动方式，用于在围绕中心天体的两个不同高度的轨道之间转移航天器。比如用于低地球轨道和月球、或另一个太阳行星或小行星之间的轨道转移，它的基本操作只需要两步：
在椭圆形轨道的近地点加速时近地点高度不变，远地点高度会越来越高，而在远地点加速时远地点轨道高度不变，会提升近地点的高度，这个变轨操作可以分成多次，比如这次月船三号就准备分成5次抬升轨道。
霍曼轨道转移也可以用来“减速入轨”，在远月点减速，速度可以让月球捕获，并进入一条大椭圆轨道，然后在近月点多次减速后圆轨，进入环月轨道，比如月船三号也将进行5次减速进入一条100 x 100千米的绕月“停泊”轨道。
为何这次会出现如此奇怪的轨道方式？
我们把几次轨道数据列出来对比下估计大家就能发现问题所在：
从这几次变轨数据来看，ISRO极有可能是为“长期作战”作准备，原因是这样的，月船三号的发动机很有可能推力不是特别满足要求，这几次变轨都未能达到理想数据，因此先提高近地点，防止轨道过低大气分子密度过高，接下来ISRO就要准备长期作战了。
原因可能是多个的，此前燃料消耗过度，这次没法直接提升轨道了，先提升近地点，然后将5次加速改成6次或者8次甚至更多，就像ISRO当年的火星探测器用了一个多月的变轨才正式转入地火转移轨道。
假如用股市行情来形容的话，月船三号是低开低走，而月船三号则是高开低走，因为月船二号在2019年7月22日进入轨道时的数据为45,475 × 169 km，这个轨道基本上就是目标轨道，而且精度还不错，近地点169千米与目标170千米仅仅低了1千米，而远地点轨道为4.55万千米，比现在的月船三号初始轨道整整高了将近1万千米，抬升到这个高度至少得1~2次加速，所以说当初的月船二号出发时真的是高开，但它却没有高走！
历尽千辛万苦：5次变轨进入环月轨道，却在最后时刻掉了链子
经过一次近地点轨道提升（远地点加速）和五次远地点轨道提升（近地点加速）后，月船二号的轨道达到了142,975×276千米，在2019年8月13日进了跨月轨道注入，也就是是在这一天的经过近地点时再次点火，将轨道远地点提升到了40万千米，进入地月转移轨道。
2019年8月20日，在远地点的月船二号进行了轨道插入减速，进入了一条18,078 x 118千米的环月轨道，之后在远月点进行了5次减速，最终月船二号进入了一条128 x 114千米的大致圆形轨道。
5次减速后的轨道
2019年9月6日世界标准时间 20:08:03，与轨道器（地月转移动力单元，兼任轨道器和中继通信）分离的着陆器进行了减速，准备进行登月操作，全部流程都非常顺利，月船二号在可变推力发动机的减速下抵达月面上方2.1千米处却突然出现了异常。
ISRO直播显示的数据表明，这个探测器减速速度异常，在最后一次取得的返回数据表明，探测器在距离月面330米高度时的垂直速度依然高达58米/秒，之后失去了信号，当时ISRO主席K. Sivan认为这是一次硬着陆（坠毁），但也有ISRO官员表示，着陆器完好但位置倾斜，姿态不佳！
撞击后散落的碎片
之后ISRO一直尝试恢复通信，并且还求助NASA动用LRO（月球轨道勘测器）搜索月船二号的信号，但在持续约2周的观测中没有接收到任何有关月船二号的信号，2019年12月2日，美国国家航空航天局公开了月球勘测轨道飞行器拍摄到的维克拉姆号着陆器在月球表面的残骸照片，证实了着陆器已经坠毁。
撞击点
2019年11月16日，ISRO故障分析委员会公布了调查结果，认为坠毁是软件故障引起的：
从月球表面上方30km高度下降到7.4 km的第一阶段按预期进行，速度从1683m/s降低到146 m/s。着陆器的发动机只能以20%的增量在40%至100%的范围内节流。以这种渐进方式节流发动机不足以完成减速，因此下降第二阶段期间的速度超过预期。再加上其他控制和制导相关问题，标称速度降低的偏差超出了机载软件的设计参数，最终导致着陆器硬着陆。
撞击点变化
月船三号会步入后尘？
与月船二号相比，月船三号还是有改动的，比如激光高度指示计改为了印度国产，并且着陆器由5台发动机改为了4台，去掉了中间固定推力减速发动机，原计划是作为吹除着陆地周围月尘使用的，但ISRO认为其可能会影响着陆。
因此这次的月船三号还是有很大改变的，另外在软件上肯定也做了修正，不至于出现月船二号同样的问题，但坊间也认为，仅仅依靠四台变推力发动机可能存在减速推力不足等情况，不过目前最大的问题是如何飞离地球，要是这次连飞离地球都做不到，估计印度的探月计划得归零了！
月船三号：最大的问题是燃料可能消耗过度
发射时高度过低，两次变轨高度变化不明显，未来可能会面临多次变轨，所以月船三号最大的问题可能会面临燃料不足，但这不会对月面降落产生影响，因为轨道器和着陆器燃料是分开两部分的。
月船三号的地月转移部分除了火箭外还担任了轨道器的角色，另外上文中也说明了还兼任通信中继功能，所以轨道器燃料不足不影响着陆，但会影响减速进入月球这个大问题，如果燃料消耗过度，可以通过修正轨道或者小推力增加多次减速来实现。
还可以通过引力弹弓模式来减速，方法倒也不难，只要让探测器从月球公转的前进方向的前方通过即可，此时绕过月球正在向后方前进的探测器会被月球的引力拉一把，起到了减速作用，并且控制得好点还可以变轨。
只是用引力弹弓减速并变轨的话对测控要求比较高，印度得用甚长基线射电望远镜测量下月船三号未来抵达月球前的位置精度，笔者没查过印度是否具有这种技术，但美国和欧洲确定是可以的（当然中国也可以），印度和美欧关系都不错，可以请他们帮忙测量下。
#所见所得，都很科学#
联系客服
