为确保9月7日着陆月球 印度大面积更改月船2号的运行轨道和时序

两天前,印度空间研究组织(ISRO)曾高调宣布,尽管月船2号的发射时间推迟了一周(7月22日),但因为之前预留的登月时间充足,对最终着陆月表的时间没有影响。实际上由于地球与月球之间是相互运动的,最初为7月15日发射所设计的运行轨道已经不再适用新的发射日期。尽管7月22日的发射采用了非常精确的发射窗口,但依然不得不为新的发射日期重新设计轨道,导致整个月船2号的飞行计划全面大改。

发射月船2号的GSLV火箭移出厂房

尽管ISRO坚持说登月的时间保持不变,但通过最新发布的飞行时序看,落月的时间已经至少被推迟了一天(从9月6日推迟到7日或者更多)。由于一个月昼只有宝贵的14个地球日,月船2号每晚着陆一天,它在月球上的寿命就会缩短一天。同时越接近月午,日照强度越大,着陆也就越困难。因此不管从哪个角度讲,印度都必须选择在新月的时候进行着陆。因此最新的轨道设计也是为了着陆时间进行的妥协。

印度“月船2号”最新轨道运行时间表【7月22日发射】
月船2号运行阶段 具体日期
地球轨道运行 7月22日 – 8月14日(13天)
奔月轨道插入(TLI) 8月14日
奔月轨道运行(LTT) 8月14日 – 8月21日(7天)
月球轨道插入(LOI) 8月21日
月球轨道运行(LBN) 8月21日 – 9月3日(13天)
着陆器与轨道器分离 9月4日
着陆器减速降轨 9月5日
动力下降开始 9月7日(最晚9日)
成功着陆 9月7日(最晚9日)

月船2号修改后的轨道变化还是很惊人的,GSLV火箭将飞船送入的轨道远地点从41000公里降低到39000公里;飞船在地球轨道上5次变轨的时间增加了6天,也就是需要围绕地球轨道飞行23天;奔月轨道飞行时间增加2天,变为7天,整个奔月之旅将耗费30天;绕月飞行时间从28天降低到13天,但落月时间依然将至少推迟1天到9月7日,这还需要ISRO在任务中继续优化轨道。

月船2号装入火箭整流罩

必须指出的是,印度之所以延长奔月的时间,是因为地月之间位置发生变化后被动选择的结果。目的就是在恰当的时候以恰当的角度插入月球轨道,这样才能让飞船的运行轨道更容易经过着陆点。实际上最终进入奔月轨道的速度是不变的,而被月球引力捕获后,月船2号需要进行4次轨道制动点火花费3天的时间,才能将轨道从1.8万×100公里降低到100×100公里的正圆轨道。

等待发射的月船2号

月船2号登陆月球前5天,着陆器将与轨道器分离。登陆前4天进行降轨点火,最终进入30×100公里的落月轨道。着陆器将在此轨道上运行4天,比之前多出来的一天就认为用在了该轨道的倾角调整上。着陆器最后的落月过程将持续15分钟左右,并通过AI技术避开陡峭地区,最终安全降落在月球南极。

如果7月22日依然不能发射的话,这个时序和轨道将会立即失效,ISRO又必须为新的发射日期重新设计新的轨道和火箭飞行时序。读完之后,相信你一定也看懂了奔月飞行的难度之大,因此不管印度这次成功与否,都应该为他们的勇敢和坚持鼓掌。

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