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直到2024年,隻有四個國家能夠在月球上軟着陸:大陸、俄羅斯、美國和印度。與此同時,俄羅斯航天局、美國私營公司Astrobotic以及以色列和日本私營企業的最新此類嘗試均以失敗告終。日本宇宙航空研究開發機構成為第五個能夠做到這一點的機構,顯示出不平凡的高水準能力。
SLIM 着陸器的藝術想象圖。在他的左邊,跳月者(一種日本特有的行星漫遊者)将其分開
探月智能着陸器(“探索月球智能着陸器”,SLIM)原計劃于 2021 年發射,但實際上要到 2023 年 9 月 6 日才能發射。與許多其他月球登陸器不同的是,它使用的軌道非常耗時,是以直到 12 月 25 日才到達月球軌道。從2024年1月17日開始,該裝置開始逐漸減速,降低賽琳娜上空的飛行高度。到19日,該軌道的最低點已達到15公裡,此後SLIM開始降落在地球衛星上。中原標準時間13點20分,他在月球上軟着陸。
該裝置的着陸點位于月球可見面南緯 13 度,靠近 300 米高的 Shiori 隕石坑,位于較大的基裡爾隕石坑内。這與去年的印度任務形成鮮明對比,去年印度的任務降落在月球南半極緯度地區,以更好地研究地面可能富含水的地區。
選擇“汐織”,是因為日本任務團專門選擇了一個隻有着陸精度極高才能安全着陸的地方。事實上,SLIM 開發人員認為他們的裝置“着陸點”的可能尺寸為 100 米。作為比較:阿波羅任務的最後一個載人登月艙的着陸發生在 15 x 5 公裡的着陸橢圓内。盡管美利堅合衆國當時已經積累了豐富的經驗,但在着陸過程中,與預期着陸點的偏差仍達400米。
到目前為止,大陸已經在月球上展示了最高精度的着陸:着陸點是六乘六公裡。能夠偏離其中心僅 89 米。去年着陸的“月船3号”着陸點為4×2.5公裡,但着陸過程中偏離中心點已達350米。
日本裝置必須達到100米的着陸點精度,并不是為了威望,而是因為未來的月球任務計劃在南極地區進行,那裡有許多非常困難的地形。巨大的巨石、斜坡等意味着着陸點精度的一個小錯誤可能對任務造成緻命的影響。即使将車輛降落在沙克爾頓隕石坑的斜坡上(由于斜坡的陡度超過 30 度),也可能導緻車輛側翻,之後将無法正常操作(和生存)。
橙色表示 SLIM 應該着陸的地方,照片中的比例在右下角給出
為了在如此困難的條件下練習着陸,日本人選擇了坡度高達15度(彈坑的坡度)的地形來着陸SLIM。這對于“幹”重為 120 公斤的裝置來說是非常危險的。除了精度之外,它還需要相當特殊的着陸腿:它們被設計成在着陸過程中故意塌陷,并且這些鋁制腿的變形應該吸收一些沖擊能量。
此外,該裝置采用了獨特的着陸技術,一種在月球着陸時向一側傾斜的技術。如果沒有它,當他降落在高度傾斜的表面上時,他将很難確定太陽能電池闆朝向太陽的正确方向。
月球南極附近沙克爾頓隕石坑附近的傾斜角。可以清楚地看到,即使忽略巨石,這裡的表面角度往往也很難着陸。日本宇宙航空研究開發機構 。
為了確定高精度,該裝置将在着陸過程中使用高分辨率攝像頭明确其具體位置。通過将其中的資料與記憶中的月球表面地圖進行比較,他可以實時調整着陸發動機的操作。這項任務非常困難,因為這對機載計算機的性能要求非常高,而計算機性能太強會消耗太多能量。
該裝置的有效載荷不僅包括用于分析着陸區月壤成分的儀器,還包括兩輛月球車。而且,第一艘探月車一号的設計也很獨特。它更準确地稱為“月球跳躍者”,因為它必須通過跳躍在衛星表面移動。這是一項非常有用的技術,因為正如 Naked Science 已經寫過的那樣,标準漫遊車的越野能力極低。而且,這個問題在輪式甚至履帶式車輛上幾乎不可能解決(月球甚至火星的風化層具有太特殊的特性)。
探月二号車重250克,必須将其形狀從球形改變為這樣才能移動。目前尚不清楚是什麼導緻了這種不尋常的技術解決方案。
與此同時,重要的科學成果往往需要進入最崎岖的地形——例如,在隕石坑的陡坡上,那裡太陽光線無法到達,并且儲存了更多的輕元素(甚至是永久凍土)。原則上,輪式履帶式車輛不适合進入巨大的月球洞穴(熔岩管)的開放部分,但由于當地重力較低,“月球跳躍者”可能是合适的。當然,第一次月球跳躍将具有有限的儀器負載和能量能力——僅需要展示沿斜坡的穩定運動。
第二輛月球車——月球遊覽車二号——在某些方面更加奇特。它的品質為250克,其原始形狀是一個直徑為八厘米的球。由于其移動部件,月球車能夠改變形狀并在風化層中移動長達兩個小時(然後電池電量将耗盡)。這種相當不尋常的産品的開發商是一家日本兒童玩具制造商。
從初步資料來看,盡管實作了軟着陸,但該裝置不太可能進行長期且富有成效的工作。由于着陸方式過于複雜(計劃中的側滾以避免跌落到斜坡上),SLIM 要麼翻轉,要麼以與地面成非計劃的高角度着陸。是以,太陽能電池闆無法以所需的角度朝向太陽。如果沒有這個,裝置很快就會失去所需的電池電量并出現故障。
目前,SLIM 仍在繼續傳輸,并在地球上接收,但其電池在這個位置上無法持續很長時間。至少第一個月球車已經部署,但尚不清楚它是否能夠在很長一段時間内傳輸資料(它自己的通信系統功率相當低,這可能會阻止它在沒有月球車中介的情況下有效到達地球) SLIM 基本子產品)。
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