美国月球探测器设计出错,时速22公里撞月,已知至少两条腿断裂。

2024-03-01 生活常识 关注公众号
    自上世纪阿波罗十七号壮丽登月以来,历经五十余载的沉寂,美国航天器终于再次实现了对月球表面的软着陆。本月23日,承载着NASA商业月球有效载荷服务计划CLSP-2使命的直觉机器公司进行了一场备受瞩目的登月尝试,其自主研发的新星-C着陆器在月球南极区域的Malapert A陨石坑附近着陆,然而这次回归却未能达成理想的软着陆状态。
时速22公里撞月?美国登月探测器,设计缺陷曝光,至少弄断两条腿    新星-C着陆器自地球启程以来便问题频发,与火箭分离后即遭遇了星敏感器指向故障,致使姿态控制系统失常,产生了每秒0.15度的自旋速率,直至通过地面上传补丁指令后才重新调整至正确姿态。该着陆器在地月转移轨道上回望地球的画面令人印象深刻,但其旅程中的挑战才刚刚开始。
时速22公里撞月?美国登月探测器,设计缺陷曝光,至少弄断两条腿    抵达月球时,新星-C着陆器面临入轨偏差难题,预定绕月轨道高度应为近月点100公里,而实际进入的绕月轨道高度却是92公里,误差显著。即使在进入绕月轨道后拍摄的自拍照中,它依然展现着坚韧不屈的形象。
时速22公里撞月?美国登月探测器,设计缺陷曝光,至少弄断两条腿    更严重的问题在于“人祸”:激光测距敏感器因发射前工作人员疏忽未解锁硬件保险而无法启用,这对探测器自主登月而言无疑是致命的,如同剥夺了探测器感知自身速度和距离月面数据的“眼睛”。虽然后期启用备份的NASA兰利研究中心提供的激光雷达作为替代,但由于临时配置导致15公里以下高度的数据无法被计算机实时处理,使得激光雷达功能近乎失效。
时速22公里撞月?美国登月探测器,设计缺陷曝光,至少弄断两条腿    在诸多技术难关面前,新星-C着陆器只能借助地形导航相机获取速度和距离数据,但其精度极其有限,即便结合惯性导航修正,也因基础数据不准,最终造成数据修正上的恶性循环。结果,在接近月面的关键时刻,着陆器误以为自己仍在距月面100米高空,尽管液氧甲烷主发动机已启动节流减速操作,但在无法精确感知下降状态的情况下,这些努力均化为泡影。
时速22公里撞月?美国登月探测器,设计缺陷曝光,至少弄断两条腿    于是乎,新星-C以6米/秒的垂直速度及2米/秒的水平速度硬生生撞向月球,远超设计标准,犹如以约22公里时速撞击月面。庆幸的是,着陆腿吸收了一定冲击能量,勉强算作一次硬碰硬的软着陆。然而,着陆后的图像资料显示,新星-C侧翻于月表,至少两条着陆腿折断,其命运颇为坎坷。
时速22公里撞月?美国登月探测器,设计缺陷曝光,至少弄断两条腿    与此同时,日本ispace公司的白兔-R着陆器也因类似的人为失误,误判落月时机而提前耗尽燃料,最终撞毁于月面。反观我国嫦娥系列探测器,凭借精密的伽马关机敏感器实现精准着陆,与新星-C的境遇形成了鲜明对比。
时速22公里撞月?美国登月探测器,设计缺陷曝光,至少弄断两条腿    新星-C虽然以非正常姿态着陆且太阳能电池发电效率受限,导致剩余寿命可能仅以小时计,但它仍能保持通信并回传图像数据,证实此次登月仍是软着陆范畴。这一路走来所遭遇的众多问题,从激光测距敏感器的解锁疏漏到备份系统设计缺陷,无不凸显出工程管理和系统级试验工作的重要性。
时速22公里撞月?美国登月探测器,设计缺陷曝光,至少弄断两条腿    NASA推行的“商业月球有效载荷服务计划”,旨在服务于“阿尔忒弥斯载人登月计划”并节约开支,但从新星-C项目耗资高达1.16亿美元的成本来看,是否真正实现了省钱目标值得深思。相比之下,我国嫦娥四号任务的成功实施,不仅造价更为合理,而且至今仍在月球背面稳定运行,其中玉兔二号月球车更是创造了人类在月球行驶探测时间最长的记录。
时速22公里撞月?美国登月探测器,设计缺陷曝光,至少弄断两条腿    新星-C着陆器原计划利用地形相对导航技术实现100米内的精准着陆,但最终落在预定地点1.5公里范围之外,显示其在定位技术上存在较大差距。此外,NASA为其配备的末端安全着陆激光雷达只具备测距测速功能,主要依赖光学相机避障,而在月面光照反射影响下,光学相机可靠性不足。相较之下,我国嫦娥系列着陆器配置的激光三维成像敏感器确保了障碍识别的极高准确度,这正是我国探月行动屡次成功的基石。
时速22公里撞月?美国登月探测器,设计缺陷曝光,至少弄断两条腿    在此前一个月,美国游隼号着陆器也因燃料泄漏问题未能进入绕月轨道,最终重返地球大气层销毁。游隼号与新星-C的失败案例仿佛让人穿越回半个世纪前人类探索月球初期的高失败率阶段,这也反映出当前NASA面对动员能力下滑、受制于军工复合体困境的无奈现状,不得不倚仗商业航天公司的力量去开辟新的太空疆域。
时速22公里撞月?美国登月探测器,设计缺陷曝光,至少弄断两条腿

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