人類探測器密集奔月

近期，人類月球探測器密集奔赴月球，標誌著新一輪探月熱已經到來。探月國家增多、國際合作增強、商業探月興起，成為本輪探月熱潮的新趨勢。

探月高潮的背後，無不是各國厲兵秣馬多年的技術積累，凸顯了月球在未來科技發展與資源開發利用方面的戰略地位。隨著人類探索宇宙的日益深入，探月的科學內涵還將不斷擴展，甚至會超越月球本身。

新一輪探月熱 正在全球興起

7月14日，印度“月船-3”探測器發射升空，於8月23日晚在月球南極表面軟著陸。8月11日，俄羅斯“月球-25”踏上奔月征程，遺憾於19日撞月失聯。這是俄羅斯時隔47年再次發射月球探測器，任務前半段基本順利，但落月的最後一次軌道調整出現問題，只差臨門一腳。

昨日，日本準備發射“小型月球探測智慧著陸器”，結果卻因為天氣原因推遲發射。

按計劃，美國直觀機器公司“新星-C”月球著陸器將於11月15日發射。它是美國航空航天局（NASA）“商業月球有效載荷服務計劃”的第一個著陸器，有可能成為第一個在月球著陸的美國私營公司探測器。年底，美國擬用新研製的“火神-半人馬座”火箭發射航天機器人技術公司的“遊隼-1”著陸器。

這輪探月高潮湧起的背後，無不是世界各國多年厲兵秣馬的技術積累。探月在未來科技發展與資源利用中的戰略地位愈加凸顯。

日本努力多年

再度衝擊“成功落月”

日本對探月的興趣由來已久。早在1990年1月24日，日本率先打破美蘇對探月的壟斷，發射了首個月球探測器“飛天號”，成為第三個發射月球探測器的國家。

日本的月球軌道器曾實現過一次撞月。2007年9月13日，日本發射“月女神”月球軌道器，在經曆了約10個月的定期運行和7個半月的後期運行後，於2009年6月11日撞月。

2022年11月16日，日本首個月球著陸器“好客號”承載著首次落月探測的希望，搭乘美國“航天發射系統”重型火箭升空。6天后，日本宣佈“好客號”任務失敗。不過，與“好客號”一起升空的日本超小型月球軌道器“小馬座”目前運行正常。

作為全球首個商業登月任務，去年12月11日，日本民營航天公司ispace“白兔-R”M1月球著陸器搭乘美國“獵鷹-9”火箭發射升空。不過，今年5月26日，ispace宣佈著陸月球任務失敗。搭乘在該著陸器上的阿聯酋第一個月球探測器“拉希德號”月球車任務也宣告失敗，阿聯酋探月初試由此夭折。

這一次，日本使用H-2A運載火箭從種子島航天中心發射“小型月球探測智慧著陸器”，旨在驗證精準的月球軟著陸技術。

這台著陸器長1.7米、寬2.7米、高2.4米，研發費用達180億日元。它將在月球正面風暴洋馬呂斯山區域的一個小隕石坑（月球南緯13°，東經25°）軟著陸，著陸精度優於百米。

“小型月球探測智慧著陸器”將對月球表面多個地點進行拍攝，運用數碼相機的面部識別技術檢出環形山，並通過之前由“月女神”軌道器收集的數據來確定著陸器當時的位置。為了實現精確著陸，它可通過雷達測量高度，並借助傳感器感測自身傾斜度。

著陸後，這台著陸器將用多波段相機評估當地的礦物環境，尤其是月面上的橄欖石，它可能起源於月幔。著陸器還裝有一個小型激光反射器陣列，專家將借助它考察月球環境及資源能否供人類利用，並對將航天員送上月球開展長期活動的可能性進行研究，也為無人探測器考察火星積累經驗。

作為參加美國阿爾忒彌斯（Artemis）計劃的一部分，日本還將在美國幫助下把航天員送上月球空間站，並期待登上月球。今年7月21日，豐田汽車公司透露，正與日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）聯合研製重約10噸的載人加壓月球漫遊車，計劃於2029年用美國火箭發射，用於支持美國抓總的阿爾忒彌斯月球探索計劃。

月球南極首落

印度俄羅斯競爭激烈

最近一二十年，印度一直在為亞洲探月霸主地位而努力，近年來更是在落月探測上與日本展開激烈競爭。

2008年10月22日，印度發射了第一個月球探測器“月船-1”軌道器。2019年7月22日，又發射了“月船-2”嚐試著陸月球，但在著陸時刻以失敗告終。

今年7月14日，印度發射“月船-3”，以期完成“月船-2”未完成的任務。因此，“月船-3”的著陸點與“月船-2”相同，著陸器和月球車設計也相似，但著陸器上的800牛著陸緩衝發動機數量從原來的5台減少到4台，以降低系統的複雜程度，減少故障率。

為提高著陸成功率，“月船-3”重新匹配了姿控發動機，將其姿態修正能力整整提高了一倍，並增加了多普勒激光測速儀，以實時測定著陸器的三維姿態。此外，其飛控軟件和緊急控製系統也得到了加強，以應對著陸時可能出現的意外。

同時，印度還簡化了留軌的推進艙，將減重額度用於增加著陸器的推進劑，並設計了錯過預定登陸地點後擴大範圍隨機登陸的“失敗模式”。

由於印度目前推力最大的地球同步軌道運載火箭MK-III的地月轉移軌道運載能力僅約2噸，無法將“月船-3”直接送入地月轉移軌道，因此“月船-3”進入地球軌道後要靠自身發動機多次點火加速變軌，才能進入地月轉移軌道。

所以，“月船-3”在發射20多天后的8月5日才進入月球軌道，8月17日進入100千米高度的環月極地軌道。此時開始，裝有月球車的維克拉姆著陸器與推進艙分離，進入距離月面35至100千米的橢圓軌道，為在月球南極表面著陸做準備。

然而，讓印度沒想到的是，俄羅斯“月球-25”著陸器後發先至，於8月11日發射後，16日即順利進入月球軌道，並計劃8月21日在月球南極著陸。可就在8月20日，俄羅斯國家航天集團宣佈，“月球-25”探測器因偏離預定軌道，於19日與月球表面相撞後失聯。

根據俄羅斯此前公佈的月球探索與開發計劃，“月球-25”是該計劃第一階段的首個任務。此後，俄羅斯計劃在2027年發射“月球-26”月球軌道器，對全月球進行普查，為2028年發射的“月球-27”提供數據中繼服務和選擇載人登月地點提供信息。而“月球-27”著陸器則將用於研究月球內部結構和月震機制以及月表下2米深月壤的礦物學、化學、同位素組成等。2030年或更晚些時候則將發射“月球-28”。

耗資7500萬美元的“月船-3”著陸點選在月球南極附近的曼齊努斯U隕石坑西南方向（南緯69.37°，東經32.35°）。軟著陸成功後，它將釋放小型月球車。不過，印度著陸器和月球車設計壽命僅為1個月亮日（14個地球日），因為它們沒有裝放射性同位素加熱器，無法熬過嚴寒的長月夜。俄羅斯“月球-25”設計壽命為1年，原本計劃在月球南極博古斯拉夫斯基隕石坑附近（南緯69.5，東經43.5）軟著陸，距離“月船-3”著陸點僅相距120千米。

隨著俄羅斯“月球-25”的墜毀，在地形複雜的月球南極首次著陸的重任再次回到了印度“月船-3”的肩上。

終於，北京時間8月23日20時34分，“月船-3”成功軟著陸在月球南極附近的預定地點。這使印度成為“月球著陸俱樂部”第四個成員，“月船-3”也成為首個在離月球南極最近地點著陸的人類探測器。

美國重返月球

商業探月方興未艾

作為世界探月強國，上世紀六七十年代，美國為了實現載人登月，先後發射多個、多種月球探測器，最終通過“阿波羅”飛船使12個美國人登上月球。過去30年，美國的探月努力不曾停止，發射了多個月球探測器，最近兩年更是在商業探月上頻頻發力。

去年6月28日，美國將“拱石”月球探測器送上太空。同年11月，“拱石”採用彈道月球轉移方式進入月球軌道。這是NASA主導的一項地月空間立方星任務，旨在通過與商業夥伴的合作，低成本地完成任務，對未來月球空間站計劃將採用的軌道進行驗證，並測試新型導航技術。已升空一年多的繞月立方星“拱石”目前運行良好，為阿爾忒彌斯重返月球項目提供了數據支持。

去年11月16日，美國用首枚“航天發射系統”發射了“獵戶座”無人繞月飛船，實施“阿爾忒彌斯-1”任務，開啟重返月球之旅。

阿爾忒彌斯項目分為3個階段：“阿爾忒彌斯-1”任務是實施無人繞月飛行，研究“重返月球”對人體可能產生的影響；“阿爾忒彌斯-2”任務是實施載人繞月飛行，有4名航天員參加；“阿爾忒彌斯-3”任務是實施載人登月飛行。

阿爾忒彌斯計劃有3個特點：一是廣泛開展國際合作，截至今年7月27日，已有28個國家簽署《阿爾忒彌斯協定》；二是建立月球空間站，航天員先飛往月球空間站，然後根據需要從月球空間站出發完成載人登月任務，最終再返回月球空間站；三是讓私營企業也參與其中，NASA“商業月球有效載荷服務計劃”為那些對月球感興趣的小公司提供了一個機會。

今年11月15日，美國休斯敦直覺機器公司將用“獵鷹-9”發射“新星-C”無人月球著陸器，首次執行“商業月球有效載荷服務計劃”。今年底，美國匹茲堡太空機器人技術公司將用首枚“火神-半人馬座”火箭發射“遊隼-1”月球著陸器，它將把20多個“商業月球有效載荷服務計劃”有效載荷送到月面。

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