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石豪：印度登月的“小目标”
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石豪科研工作者、航空航天观察者
最后更新: 2019-09-09 09:53:16【文/ 观察者网专栏作者 石豪】
北京时间9月7日凌晨4:45，备受关注的印度“月船2号”探月迎来大结局，着陆器在距离月面仅2.1千米时与地面失去联络，印度的首次月球软着陆任务以失败告终。
不再发射的信号
这次探月的“月船2号”探测器，是今年7月22日由印度自己的GSLV Mk3火箭发射升空的，通过多次变轨，于8月20日进入月球轨道。
“月船2号”轨道示意图（图/ISRO）
“月船2号”探测器由轨道器和“Vikram”号着陆器组成，总重3850千克，其中Vikram着陆器只有不到1500千克，地球变轨和进入月球轨道所需的大量燃料由轨道器提供。
“月船2号”组合体（图/ISRO）
在与轨道器分离后，Vikram着陆器利用自带燃料完成落月，如果一切顺利的话，还会在软着陆后释放出名为“Pragyan”的小型月球车。
Vikram着陆器（左）与Pragyan月球车（右）（图/ISRO）
从发射到落月，一切进行的都很顺利，看起来印度即将成为第四个实现月球软着陆的国家。
但偏偏在最后时刻出了岔子。
早期版本的Vikram着陆器着陆过程（图/ISRO）
根据后期版本的设计，着陆器将从30千米高度开始“急刹车”，到7.4千米高度转为精细制动，在2千米高度调正姿态、选取着陆点，在100米高度悬停、避障、最后降落。
在精细制动过程中，着陆器的姿态应该是与竖直方向成50°夹角的，但是遥测信号显示，着陆器在距离地面不到3千米时是“拿大顶”的。
着陆器“拿大顶”（图/ISRO直播信号）
从空间轨迹上看，探测器从3千米高度开始，表示实际位置的绿线就和表示设计值的红线有明显分离，最终探测器在高度还没到0的时候就失联了。
着陆器下降轨迹（图/ISRO直播信号）
在最关键的时刻姿态失控，着陆器根本来不及修正，来不及补救。因此可以判定，Vikram着陆器坠毁在月球表面，没有完成软着陆。
不断变动的方案
“月船2号”的研制过程可谓一波三折。
早在2007年，“月船1号”月球探测器尚未发射之时，印度就与俄罗斯方面签署了协议，共同开发“月船2号”，印度提供轨道器和月球车，俄罗斯负责着陆器。
好景不长，尽管两国科学家完成了方案设计，但由于俄罗斯方面的原因，着陆器迟迟无法交付，印度因此决定独立研制着陆器，“月船2号”进度也一拖再拖。
不过很显然，在独立自主这件事上，只有雄心壮志是不够的。
月球着陆器的一大核心硬件就是“变推力发动机”，因为在减速下降的过程中，推进剂大量消耗，着陆器的质量时刻处在变化中，如果发动机推力恒定的话，着陆器在最后时刻非但不能悬停着陆，反而会因为推力大于重力而升高。
因此着陆器的主发动机一定要能够“节流”，在一个很大的范围内调整推力。美国、苏联和中国在登月过程中都研发了具有节流能力的变推力发动机，其中以阿波罗计划的登月舱下降级发动机（LMDE）最为典型。几十年后，这种节流技术被SpaceX继承，用于火箭回收。
阿波罗登月舱的下降级（图/NASA）
但印度实在是没有这项技术，因此只能另辟蹊径。
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