失敗中的成功之處

文/遲惑

印度未來(lái)的月球探測(cè)計(jì)劃有沒(méi)有可能更進(jìn)一步呢？印度有沒(méi)有可能在月球探測(cè)這個(gè)全人類都很關(guān)心的重大科學(xué)項(xiàng)目上有所貢獻(xiàn)呢？筆者對(duì)此還是抱著謹(jǐn)慎樂(lè)觀態(tài)度的。

印度完全可以充分發(fā)揮運(yùn)載火箭的能力，研制一種大型的月球軌道器，裝上分辨率更高的月面遙感相機(jī)，為更精確全月圖的繪制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這樣在選擇著陸地點(diǎn)的時(shí)候可以擁有更加精確、更加可靠的依據(jù)。月球表面沒(méi)有大氣，軌道器可以在非常低的高度運(yùn)行，那么在極區(qū)尋找水冰，也是可以做到的。而且，“月船2號(hào)”的這次任務(wù)也不是完全沒(méi)有可圈可點(diǎn)之處。

首先是GSLV-III運(yùn)載火箭表現(xiàn)出了穩(wěn)定的性能。這種火箭雖然技術(shù)水平不高，運(yùn)載比嚴(yán)重不足，但是已經(jīng)連續(xù)成功發(fā)射了好幾次，相信在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，它將依然穩(wěn)坐印度最強(qiáng)大火箭的寶座。

另外一個(gè)成績(jī)就是月球軌道捕獲，看來(lái)印度已經(jīng)完全掌握了這項(xiàng)技術(shù)。可以注意到，在早期美國(guó)和蘇聯(lián)實(shí)施的月球探測(cè)當(dāng)中，因?yàn)榧夹g(shù)不成熟而錯(cuò)過(guò)月球捕獲點(diǎn)的事情并不是沒(méi)有發(fā)生過(guò)。

最后一項(xiàng)是“月船2號(hào)”的軌道器依然在軌運(yùn)行。雖然它的主相機(jī)分辨率有限，但畢竟還是攜帶了多臺(tái)國(guó)際合作的科學(xué)儀器，能夠發(fā)揮不可忽視的作用。

▲組合體在軌飛行的外觀

▲著陸器外觀

▲月船2號(hào)軌道器的在軌外觀

▲“月船2號(hào)”正在進(jìn)行太陽(yáng)電池展開試驗(yàn)

▲即將發(fā)射的GSLV -III火箭

▲組裝完成的“月船2號(hào)”和“維克拉姆號(hào)”組合體

相關(guān)鏈接：

月船2號(hào)上有哪些科學(xué)儀器

地形測(cè)繪相機(jī)2

這臺(tái)相機(jī)是從“月船1號(hào)”的地形測(cè)繪相機(jī)改進(jìn)而來(lái)，主要任務(wù)是在全色頻段（(0.5 微米-0.8 微米）測(cè)繪月面地形，空間分辨率達(dá)到5米，幅寬20公里～100公里。圖像將用于月球表面三維地圖的繪制。

廣域軟X射線波譜儀(CLASS)

這臺(tái)儀器用于測(cè)量月球的X射線熒光波譜，檢測(cè)一些重要元素的存在，包括鎂、鋁、硅、鈣、鈦、鐵和鈉。這些元素在太陽(yáng)射線激發(fā)之下，會(huì)發(fā)射出具有特定波段的X射線。實(shí)際上，這臺(tái)儀器已經(jīng)開始了正常的科學(xué)探測(cè)工作。

一家叫做“氣象”的網(wǎng)站在報(bào)道“月船2號(hào)”科學(xué)探測(cè)成果的時(shí)候，用了“我們看到電子在跳舞”這樣的標(biāo)題。在這篇報(bào)道的配圖當(dāng)中，我們確實(shí)看到月球表面縈繞著一圈藍(lán)悠悠的電子，據(jù)說(shuō)這幅圖像正是用“月船2號(hào)”的廣域軟X射線波譜儀觀測(cè)到的。

月球每自轉(zhuǎn)一圈，就會(huì)有一段時(shí)間處在因太陽(yáng)風(fēng)作用而形成的地尾當(dāng)中。這段時(shí)間的長(zhǎng)短大概是6個(gè)地球日。就在剛剛過(guò)去的9月，廣域軟X射線波譜儀探測(cè)到了地尾中帶電粒子和通量密度。根據(jù)印度空間研究組織發(fā)布的報(bào)告，這些帶電粒子大多數(shù)是電子。它們的通量密度比地尾之外的電子增大了十倍以上，反映了帶電粒子在磁場(chǎng)當(dāng)中的復(fù)雜相互作用。

太陽(yáng)X射線監(jiān)視儀（XSM）

這臺(tái)儀器用來(lái)觀察太陽(yáng)及其日冕發(fā)射出的X射線，測(cè)量這些射線的輻射強(qiáng)度，用來(lái)和CLASS觀測(cè)到的數(shù)據(jù)形成對(duì)照。XSM的具體任務(wù)是提供能量范圍在1～15 千電子伏特范圍內(nèi)的太陽(yáng)X射線數(shù)據(jù)，能實(shí)現(xiàn)較高的X射線波譜能量分辨率和高起落測(cè)量（每秒都可以對(duì)整個(gè)頻段進(jìn)行測(cè)量），用來(lái)作為CLASS的輸入條件，供其實(shí)施數(shù)據(jù)分析。

軌道器高分辨率相機(jī)（OHRC）

OHRC用于提供“維克拉姆號(hào)”著陸地點(diǎn)的高分辨率圖像，確保在著陸器分離之前就探測(cè)出各種環(huán)形山和巨石。這臺(tái)相機(jī)可以從兩個(gè)不同的角度來(lái)拍攝同一個(gè)地點(diǎn)，然后生成數(shù)字高程圖。同樣的圖像也能用于其他科學(xué)目的。它的分辨率可以達(dá)到0.32米，單幅圖像可以覆蓋12公里×3公里的月表。不過(guò)因?yàn)椤熬S克拉姆號(hào)”著陸失敗，我們暫時(shí)還無(wú)從知道OHRC到底有沒(méi)有完成使命，要等ISRO公布它拍攝的圖像之后才能做進(jìn)一步判斷。

紅外光譜成像儀（IIRS）

這臺(tái)儀器有兩個(gè)主要任務(wù)，首先是對(duì)月球表面進(jìn)行全面的礦物學(xué)和揮發(fā)性物質(zhì)測(cè)繪成像，頻率范圍設(shè)定在0.8微米～5.0微米，分辨率可以達(dá)到20納米。這是月球探測(cè)史上的首次。其次是對(duì)月球上的水/羥基物質(zhì)進(jìn)行探測(cè)，中心頻率設(shè)定在3微米，幾何分辨率達(dá)到80米，頻率分辨率為20納米。這也是月球探測(cè)史上的首次。紅外光譜成像儀還打算在256個(gè)相鄰頻段上觀測(cè)月面所反射的太陽(yáng)輻射。

雙頻合成孔徑雷達(dá)（DFSAR）

這臺(tái)雷達(dá)有L和S兩個(gè)頻段，是在“月船1號(hào)”的S頻段微型合成孔徑雷達(dá)基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)。L頻段可以對(duì)月面下5米深的位置進(jìn)行探測(cè)，是S頻段的兩倍。這種雷達(dá)采用偏振測(cè)定法，可以實(shí)現(xiàn)2米～75米的分辨率和9 ～35°的入射角，能夠?qū)υ旅嫔媳坏匦握趽醯牡貐^(qū)進(jìn)行探測(cè)。它的主要科學(xué)任務(wù)包括以下三類：對(duì)極區(qū)進(jìn)行高分辨率測(cè)繪、對(duì)極區(qū)水冰進(jìn)行定量測(cè)量、對(duì)月面風(fēng)化層的厚度和分布進(jìn)行測(cè)量。

大氣成分探測(cè)器（CHACE 2）

這也是“月船1號(hào)”上同類型號(hào)的改進(jìn)型。月球上沒(méi)有大氣層，設(shè)置這樣的儀器不是畫蛇添足嗎？實(shí)際上，月球表面存在著極其微量的氮?dú)鈱印HACE 2采用四極質(zhì)譜儀，探測(cè)范圍在1～300原子質(zhì)量單位（碳12元素原子質(zhì)量的1/12為一個(gè)原子質(zhì)量單位），分辨率為0.5原子質(zhì)量單位。可以探測(cè)這個(gè)氮?dú)鈱拥拇嬖诤头植肌?/p>

雙頻射線科學(xué)儀（DFRS）

用來(lái)探測(cè)月球電離層的瞬時(shí)電子密度。它同步發(fā)射X頻段（8496兆赫）和S頻段（2240兆赫）信號(hào)，由美國(guó)深空網(wǎng)來(lái)接收反射信號(hào)。