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详细分析印度月船2号为何着陆失败

当地时间7日凌晨2:15(北京时间7日凌晨4:45)左右,印度空间研究组织宣布,印度“月船2号”着陆器在距离月球表面2.1公里的时候失去了信号。根据现场发射中心的模拟视频数据来看,这台月球探测器是翻着跟头摔下去的,毫无疑问,它现在已经摔得支离破碎,没有挽救的可能性。

为什么会出现这样的结果呢?两大原因:

  • 第1:技术落后,用的还是50年前的技术

  • 第2:没钱,月球登陆器的配置太差

先说技术落后

航天飞行器火箭发动机有一项重要的技术发展趋势,就是功率越大越好。比如同样达到8000牛的推力,3台2880牛的发动机,比10台800牛的发动机要强得多。原因也很好理解,只要是机器设备,都存在一定的故障率。发动机数量越少,全程出现故障的可能性就越低。比如说现在的技术能保证发动机每发射100次才会出一次故障,那么三台发动机的火箭全程不发生故障概率是99%×99%×99%=97%;那么10台发动机呢?就是99%的10次方:90.4%。

发射中的月船2号

这还是在稳定性相对较好的情况下,如果本身发动机的可靠率没有那么高,譬如可靠率是90%,那么3台发动机全程不出故障的概率就是72.9%,勉强还能接受;而10台发动机的安全完工概率仅有34.8%,这还玩个毛啊……

轨道器、登陆器和月球车

这一次的月船2号使用的就是5台800牛的小发动机捆在一起,这不仅是因为印度没有大功率发动机,他们也没有搞定可变推力技术。这是什么意思呢?月球上没有空气,降落完全靠发动机的推力抵消重力。我国嫦娥3号使用的是一台1500~7500N的大幅可变主发动机,在降落时会逐渐降低发动机的功率,让登陆器缓缓下降,当距离月球表面足够近时才关火着地。印度则是通过关发动机的方法实现降落…………

印度的5台发动机

这种方法随便想想就能知道,实在是太不靠谱了。

首先是推力方向的不稳定,因为5台发动机分布的方位不同,一台一台关闭发动机必然导致受力出现偏移。

其次是关闭发动机会导致受力急剧变化而非线性变化,就好像吊电梯的钢索突然断了一根,电梯肯定会急剧的向下坠一段。

这二者都给稳定性造成了极大的挑战,容易出现空中翻跟头的情况。

嫦娥三号的单台发动机

正是因为以上2点,这种技术方案还带来一个巨大的副作用。就是为了保持稳定性,必须要延长喷火着陆的时间,而喷火时间越长,所需的燃料就越多,印度这次着陆器搭载的月球车就只有25公斤;相比之下,嫦娥3号的月球车是140公斤,跑起来的速度是印度的5倍(当然我们到月球并不是去飙车的,那确实他们飙车也飙不过我们)。看来这台月球车的任务不过是写下的“印度到此一游”这几个字罢了……

再说没钱

屋漏偏逢连夜雨,通过上面的内容,大家已经知道印度这个着陆器的稳定性很差,那么按道理来说,就应该多安装姿态调整发动机,保护着陆器在空中不会翻跟头。嫦娥三号用了总共28个姿态调整发动机,有150牛和10牛推力的大小两种规格,可以非常准确的调整姿态。

计划中的登月路线

可是印度的月船2号却只搭载了8个50牛的姿态调整发动机……本来就不稳,在调整发动机上还舍不得花钱,翻车几乎已经成了必然事件。这一次印度的登月计划只用了1.5亿美元,而嫦娥三号用了14亿人民币。看上去好像差不多,其实根本不能同日而语,因为印度的航天器大量配件都是从其他国家购买的,堪称“万国牌”,价格非常昂贵。但嫦娥3号绝大多数都使用的是自主研发的器件,很多部件的价格和印度相比能差到10倍到15倍以上!也就是说,按购买力来计算的话,嫦娥3号的综合造价可能是印度月船2号的10倍

迷你小小月球车

印度的野望

印度的开国总统尼赫鲁就曾经说过:“印度必然是一个不甘于平凡的国家,不在这个地球上出人头地,就在这个地球上灭亡!”,从这些话中我们也能看出来,印度确实是一个比较喜欢表现自己,拥有很大野心的国家。可是还有一句话曾经这么说:“人一生绝大多数的悲哀,都是源自能力与野心的不匹配”。以目前印度的综合国力和科技水平来看,登月工程并不像是给人类太空计划做贡献,倒像是一个急功近利、好大喜功的面子工程。

完美执行任务的嫦娥三号

不过在这里,我也希望印度下一次的登月计划可以成功,毕竟人类文明最终一定是会离开地球,冲向宇宙的。即使失败了,也不能否认印度这次探索的意义和积极的影响,加油吧,三哥,我看好你哦!

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