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來源：互聯網

月船3號（英文名：Chandrayaan-3）是印度于當地時間2023年7月14日14時35分發射的月球探測器，重3900公斤，耗資7500萬美元，由推進模塊、著陸器和漫游車組成。它搭乘印度運載火箭Mark-3，從印度安得拉邦斯里哈里科塔(Sriharikota)航天中心發射升空。這是印度第三次登月任務，也是該國第二次嘗試登陸月球表面。“月船3號”的成功登陸，標志著印度成為繼蘇聯、美國和中國之后第四個登陸月球的國家，以及世界首個在月球南極附近實現受控軟著陸的國家。

2023年8月5日，“月船3號”進入橢圓形月球軌道。8月7日，印度航天局（ISRO）宣布完成一次月球軌道縮減機動，航天器的遠月點距離從18074公里減少到4313公里，并發回首批“月船3號”拍攝的月球照片。8月20日，印度空間研究組織表示，“月船3號”完成最后一次降軌，準備8月23日晚在月球表面著陸。8月21日，“月船3號”月球探測器與過去四年來一直繞月飛行的“月船2號”軌道器建立了通信連接，并于同日發布“月船3號”探測器傳回的影像，畫面中清晰標記了海因環形山、博斯環形山、別利科維奇環形山和洪堡海等特征。8月23日，“月船3號”成功在月球南極附近地區著陸。次日，月球車“普拉吉安”開始展開14天的科學實驗。8月29日，印度ISRO正式公布了月船三號月球車“智慧號”拍攝到的月表圖像。印度空間研究組織表示，“月船3號”探測器在月球南極附近的月球表面檢測到硫元素。“普拉吉亞”號月球車和“維克拉姆號”著陸器分別于9月2日和9月4日進入休眠模式，截至9月26日，印度在喚醒“月船3號”的過程中始終未能收到其發出的信號。

發展歷程

歷史背景

印度一直將發展航天技術作為提升國際地位和加快科技發展的重要手段，從20世紀70年代開始，印度就將空間發展計劃列入國家重點發展領域。

印度航天工業在蘇聯的幫助之下建立，后在與美俄等國的合作中不斷進步，迅速崛起。在人造衛星領域，1980年7月18日，印度第一次用自制運載火箭從本國發射場發射衛星成功，成為世界上第6個具有獨立衛星發射能力的國家。截至2012年，印度已發射各類衛星50多顆，用于教育、衛生、減災、自然資源利用、國防等方面。在深空探測領域，2014年9月，印度“曼加里安”火星探測器成功進入火星軌道，使印度成為首個成功進行火星探測的亞洲國家，完成了印度航天“十二五”規劃的重要里程碑，在空間探測上取得突破性進展。在空間運輸領域，印度擁有4種類型國產運載火箭，其大部分技術和部件均是印度本土研發。除此之外，印度積極鼓勵工業部門參與航天活動，大力發展商業航天，并且采取多途徑、多維度合作方式，通過有效載荷搭載、衛星數據共享、整星購買、聯合研制和提供商業發射等各種途徑，在衛星研制、衛星應用、空間科學、空間探索等領域開展了深入、廣泛的國際合作。

研發進程

2008年10月，印度成功發射首個月球探測器“月船1號”，獲得了大量圖像和探測數據，但原計劃運行兩年的“月船1號”在2009年8月失聯，共運行了約10個月時間。

2019年7月22日，印度發射“月船2號”月球探測器，旨在讓月球車登陸月球南極；9月7日，該探測器的著陸器嘗試在月球表面軟著陸時失聯。印度空間研究組織此后多次嘗試恢復通信未果，印度首次探測器登月嘗試失敗。“月船2號”的著陸器和月球車撞毀了，但軌道器仍在工作，印度決定讓“月船2號”任務發射的軌道器用于“月船3號”任務，作為“月船3號”著陸器和月球車的通信中繼。

2020年1月，印度政府批準了“月船3號”任務，最初定于2021年發射，但由于新冠疫情影響和技術問題，印度航天局已經多次推遲發射日程。2021年7月，印度政府宣布將“月船3號”發射推遲到2022年第三季度。2022年10月，印度航天局又將發射時間推遲到2023年6月。2023年2月，印度空間研究組織一位官員表示，印度將在2023年底至2024年初發射“月船3號”；5月21日，印度空間研究組織下屬太空部一名高級官員表示，“月船3號”發射任務定于2023年7月的第二周（即7月9日到7月15日）進行。

當地時間2023年6月12日，印度空間研究組織（ISRO）主席索馬納特宣布，印度計劃在7月12日至19日之間擇機發射“月船3號”探測器。該任務的目標是實現月球表面的軟著陸，釋放月球車以及開展科學研究。此外，索馬納特表示，“月船3號”探測器已經運抵斯里赫里戈達島的薩迪什·達萬航天中心，探測器和LVM-3運載火箭的裝配工作預計在6月底結束。

2023年7月9日，印度航天局（ISRO）宣布，計劃于北京時間7月14日17點05分發射Chandrayaan-3任務；當地時間7月13日，在印度安得拉邦，搭載“月船3號”月球探測器的火箭等待發射。

發射升空

當地時間2023年7月14日14時35分，由推進模塊、著陸器和月球車組成的“月船3號”搭乘印度運載火箭Mark-3，從印度安得拉邦斯里哈里科塔(Sriharikota)航天中心發射升空。當晚，印度空間研究組織負責人斯里德哈拉·帕尼克·索馬納特表示，“月船3號”正處于“精準軌道”飛行，航天器的整體狀況“正常”，并且已經“開始月球之旅”。

當地時間2023年8月1日，印度空間研究組織(ISRO)在社交媒體上發文稱，“月船三號”月球探測器已完成繞地旋轉，并成功進行了向月球變軌機動，已進入近月軌道。“月船三號”號探測器的液體發動機計劃在8月5日再次啟動，將其送入月球軌道。隨后，將進行四次變軌機動，將探測器送入距離月球表面約100公里的最終軌道。

2023年8月5日，印度發射的“月船3號”月球探測器已進入月球軌道；8月7日，印度航天局（ISRO）宣布完成一次月球軌道縮減機動，航天器的遠月點距離從18074公里減少到4313公里，并發回首批“月船3號”拍攝的月球照片。

2023年8月20日，印度空間研究組織宣布，已經成功縮短了“月船三號”任務登陸模塊的軌道，最后一次減速行動已成功將著陸模塊的軌道縮短為25公里x134公里，降軌已經成功。模塊將進行內檢并等待預定著陸點日出，動力降落預計于2023年8月23日印度標準時間17點45分左右開始。

當地時間2023年8月21日，在嘗試著陸月球前，印度“月船3號”月球探測器與過去四年來一直繞月飛行的“月船2號”軌道器成功建立通信連接。當天，印度空間研究組織發布了“月船三號”裝載的LHDAC相機（著陸器危險探測與規避相機）拍攝的月球表面圖像。該相機拍攝了月球遠端區域（月球暗面）的表面，圖中標記出了海因環形山、博斯環形山、別利科維奇環形山和洪堡海等特征。

成功著陸

當地時間2023年8月23日18時04分許（北京時間20時34分許），“月船3號”月球探測器在月球南極洲附近地區著陸，著陸點位于月球Manzinus C隕石坑附近的南緯69.373°、東經32.319°，其著陸點已被命名為Shiv Shakti Point。其著陸器和月球車會在月球表面開展為期14天的科學活動。

月球探索

2023年8月24日，月球車“普拉吉安”開始展開14天的科學實驗，如分析月球表面礦物質成分，尋找月球南極是否存在“水冰”等。

當地時間2023年8月28日，印度空間研究組織發文稱，月球車“普拉吉安”裝備的激光誘導擊穿光譜儀經探測“清晰確認”月球南極附近的月球表面存在硫元素。此外，探月車還探測到其他多種物質，包括鋁、鐵、鈣、鉻、鈦、錳、氧和硅，接下來將探測月球南極是否存在“水冰”。同年8月29日，印度ISRO正式公布了“月船三號”月球車“智慧號”拍攝到的月表圖像。

2023年9月2日，“月船3號”攜帶的月球車已在月表行駛65-70米，與探測器一起收集科研數據。“普拉吉亞”號月球車于9月2日進入休眠模式，“維克拉姆號”著陸器9月4日印度空間研究組織宣布再次在月球軟著陸，完成了一次跳躍測試，著陸器點燃發動機，上升約40厘米，并在距離起點30-40厘米的地方安全著陸，隨后進入休眠模式，原定于9月22日喚醒恢復運轉，但仍處于失聯狀態。

2024年8月，《自然》發表一篇行星科學論文報告，研究人員利用印度“月船3號”任務數據對月球南極洲高緯度地區的月壤進行的分析表明，月球南極存在古代巖漿洋的遺跡。該論文介紹，2023年8月，印度“月船3號”任務中的Vikram登陸器成功在月球南極附近軟著陸，隨后，其Pragyan月球車首次利用自身搭載的阿爾法粒子X射線光譜儀，沿著月球表面103米長的路徑上的不同位置進行了23次測量，檢測月球月壤的元素組成。論文作者Santosh Vadawale和同事通過分析Pragyan月球車的測量結果顯示，月球南極洲高地風化層具有實質性空間均勻性，且在登陸器周圍的月壤中存在著相對統一的元素組成，主要為含鐵斜長巖。該結果表明，這些地理距離遙遠的樣本有著類似的化學成分，支持了月球巖漿洋假說。

結構組成

“月船3號”重3900公斤，造價約7500萬美元，由推進模塊、著陸器和月球車組成。其主要目標是展示登陸月球和漫游月球表面進行探索的能力，以幫助開發行星際任務的新技術。

推進模塊

推進模塊是一個箱形結構，一側安裝一個大型太陽能電池板，頂部安裝一個大圓柱體，將保持在月球軌道上并充當通信中繼衛星，并負責把著陸器和漫游車從地球軌道帶到月球軌道。

著陸器

著陸器名為“維克拉姆”，通常是箱形的，有四個著陸腿和四個著陸推進器，約3900磅（1752公斤），包括錢德拉表面熱物理實驗（ChaSTE）測量表面的熱導率和溫度、月球地震活動儀器（ILSA）探測月震、朗繆爾探測器估計月球環境中等離子體或過熱氣體的密度和變化、激光反射器陣列（來自美國航空航天局）測量距離。“月船3號”配備了探測著陸點周圍月震和其他數據的儀器，還配備了用于部署的坡道，將把漫游車帶到月球表面。

月球車

月球車名為“普拉吉安”，是一個安裝在六輪搖臂轉向架輪驅動組件上的矩形底盤，重57磅（26公斤），其儀器包括阿爾法粒子X射線光譜儀（APXS）在月球土壤和巖石中尋找元素、激光誘導擊穿光譜儀（LIBS）用于檢查月球表面的化學和元素組成，用于探索著陸點附近地區。“月船3號”的漫游車配備了激光誘導擊穿光譜儀和α粒子X射線光譜儀，以研究月球表面的化學成分。它將開展的實驗包括，用激光轟擊月球巖石，并分析釋放出來的氣體。

總體優化

印度航空局（ISRO）對“月船3號”進行了有效優化，包括：

簡化其任務設計，利用月船2號的軌道飛行器來處理從推進模塊，漫游車和著陸器到地球的所有通信。

2.推進模塊僅攜帶一個科學儀器，而月船2號攜帶了九個

這將簡化推進模塊執行的工作量，使工程師能夠專注于其在將漫游車和著陸器帶到月球方面的關鍵作用。

目的在于幫助著陸器在下降過程中避開地面上的障礙物。而月船2號只攜帶了一個攝像頭。

飛行任務

進入月球軌道

“月船3號”的推進模塊將著陸器和漫游車一起運送到月球的南極，該模塊將進入月球軌道，并機動到地表以上約60英里（100公里）的大致圓形路徑。

月球表面軟著陸

“月船3號”的著陸器（攜帶漫游車）與推進模塊分離，瞄準月球表面進行軟著陸。在著陸艙脫離推進艙之前，整個航天器必須從橢圓形繞月軌道進入100公里高的圓形軌道，然后再嘗試將著陸器“維克拉姆”和月球車這些著陸艙模塊與推進模塊分離。

實施科學試驗

“月船3號”月球探測器成功著陸后，著陸器和漫游車將在月球表面進行為期14個地球日的科學試驗。ISRO表示，航天器包（漫游車、著陸器和推進模塊）包括滿足任務目標的“先進技術”，例子包括漫游車上的危險檢測和避免、瞄準軟著陸的著陸腿機構以及估計月球上方高度和速度的高度計和速度儀器。ISRO已經進行了幾項技術測試來模擬月球條件，重點是在類似于月球的低溫下浸泡儀器或在不同著陸條件下在模擬表面上進行著陸器腿測試。