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为什么登陆月球那么困难?

已有 3046 次阅读 2019-9-15 15:52 |个人分类:科学感想|系统分类:科普集锦

太空事业很难。9月7日,印度空间研究组织(Indian Space Research Organisation, ISRO)在试图在月球南极着陆时,失去了与Vikram登月器的联系。
这一切都提醒我们,尽管半个世纪前阿波罗登月任务中人类曾多次登上月球,但登月仍然是一项艰巨的任务。航天记者丽莎·格罗斯曼在推特上说,在全球航天机构和公司进行的30次软着陆尝试中,超过三分之一以失败告终。
但是为什么登陆月球这么困难呢?
美国宇航局位于密苏里州科斯比的兰利研究中心的航空工程师艾丽西亚·德怀尔·齐亚西奥洛告诉《生活科学》杂志,导致许多失败并不是什么特殊的原因。她说,要登上月球,“很多事情都必须按照正确的顺序发生。”如果他们中的任何一个不这样做,那就是麻烦开始的时候。”
首先,是进入月球轨道的问题,这是一个不小的壮举。阿波罗计划的土星五号运载火箭装有足够的推进剂,可以在短短三天内将宇航员送入月球。但为了节省燃料成本,最近执行的搭载Vikram的月船二号任务,使用了一条更加迂回的路径,用了一个多月的时间才到达月球。
一旦进入轨道,宇宙飞船就利用美国宇航局的深空网络与地球保持联系,该网络由位于地球不同地区的三个设施组成,这些设施装满了可以随时收听的抛物面天线,这些天线与遥远的太空机器人探测器保持联系。通信故障可能是Vikram问题背后的部分原因,因为该机构在距月球表面仅1.2英里(2公里)时与登陆器失去了联系。
当探测器以导弹般的速度冲向它的着陆点时,几乎不能有出错的余地。据《以色列时报》报道,4月11日,以色列Beresheet着陆器发生故障,导致发动机完全关闭。
在地球上,工程师们可以依靠GPS来帮助引导自主飞行器,但在其他天体上却没有相应的系统,德怀尔·齐亚西奥洛说。她补充说:“当你在一个信息很少的真空地带快速旅行,不得不放慢速度时,无论你是谁,你想做什么,都很难做到。”
美国宇航局目前正与商业公司合作,计划在未来几年将机器人送上月球。这些未来的月球导航者将需要能够利用他们自己的传感器,德怀尔说。
她还说,这就是为什么宇航局正在设计一种仪器,这种仪器可以安装在飞行器的底盘上,用来扫描地面上的岩石、火山口和其他危险区域,并进行航向修正,这些修正可以用于私人航天器以及未来的美国宇航局任务。这项技术将在美国航天局即将发射的火星2020探测器的下降序列中进行测试,该探测器将于明年发射,并计划于2021年2月登陆这颗红色星球。
几乎所有失败的登月任务都是未经修正的,这可能意味着在出现问题时有人掌舵是有用的。早在阿波罗时代,人类的眼睛和反应帮助成功着陆。尼尔·阿姆斯特朗在预定的着陆点发现岩石地形后,以控制阿波罗11号的下降飞行器并飞行寻找更安全的着陆点而闻名。
但德怀尔·齐亚西奥说,由于他们是实验性试飞员的背景,当时的宇航员预计会有一定程度的控制能力。”她还说,工程师们希望将来的人类探险家能够依靠这些系统来帮助他们安全地往返月球表面。


Why Is It So Hard to Land on the Moon?

https://www.livescience.com/why-is-it-so-hard-to-land-on-moon.html




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