印度月船三号任务宣布结束，但并不甘心，月球车仍做出最后一搏

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周日凌晨，印度空间研究组织发布消息确认，月船三号探测器的普拉冈号月球车已完成任务，并进入休眠模式。


普拉冈号月球车的数据需经由着陆器回传地球，所以是月球车先休眠，着陆器随后不久也将进入休眠模式。
这一消息其实已经宣布了月船三号任务的终结，但是，他们并没有死心，而是期望能有奇迹发生。
为此，普拉冈号月球车在失能之前加紧充电，让车载蓄电池以满电状态进入月夜，同时将太阳能电池板调整至可以迎接下一个月昼日出第一缕阳光的位置。


月船三号的任务告别仪式可谓是戏码充足，但又不完全是演戏。自8月23日成功登月至9月3日凌晨，月船三号的寿命为何如此之短？
原因很简单，因为月船三号着陆器与月球车均没有搭载可供月夜生存所需的“同位素核热源”，月球非极区的月昼与月夜时长均为14天，漫长的月夜期间探测器不仅接收不到光照，而且要面临-180℃的低温环境，在无热源供热情况下，大部分电子设备都将被冻坏。


综上所述，普拉冈号月球车的所谓休眠模式充其量也只能算是一种宣传技巧，当然了，也不能排除在无热源保障条件下度过月夜仍能唤醒的概率存在，只不过这种概率很低。
什么是月球车真正的月夜休眠模式？我国的嫦娥三号、嫦娥四号两次登月任务就可以现身说法。
两次任务的着陆器与月球车均配置有同位素钚-238核热源，半衰期长达87.7年，均应用了以同位素核热源为供热源的两相流体回路的热控方案。
该系统在发射段、地月转移段、月面月昼段均不工作，只在月夜及月昼月夜转换阶段工作，可利用月面重力驱动流体工质，单套产品重量仅2.2公斤，实现了轻量化设计，而且没有活动部件，极大程度提高了设计可靠性。


嫦娥四号登陆月球背面至今已有四年多时间，玉兔二号月球车已经成为人类部署月面正常开展巡视探测工作时间最长的月球车，并且仍在持续刷新时长纪录。
更为夸张的是嫦娥三号任务，其搭载的玉兔号月球车在第二个月昼期间遭遇了运动部件故障而无法再移动探测，甚至连原位探测任务也无法胜任，所得到的数据都是乱码。就是在这种情况下，玉兔号仍然能自主进行月昼月夜的模式转换，在行驶探测功能失能情况下，又存活了两年多。


将玉兔号送至月面的嫦娥三号着陆器同样是长寿命设计的一个奇迹，其着陆器的设计寿命只有一年，然而运行近十年之后仍有一台载荷处于工作状态，这台载荷就是每天能获取5000多幅星图的月基光学望远镜，这一切都离不开同位素核热源的保障。






嫦娥三号探测器总共携带了两款4枚同位素核热源，分别是用于整器保温的120W同位素核热源、用于仪器保温的8W同位素核热源，2枚120W同位素核热源在着陆器的左右两侧布置，另外1枚120W同位素核热源在玉兔号月球车的车体尾部。


设计最精妙的是小型8W同位素核热源，它主要用于为着陆器极紫外相机供热，该核热源与镜头保护盖实现了一体化设计，在月昼期间，极紫外相机工作保护盖需要打开，此时同位素核热源远离镜头，当进入月夜之际，保护盖关闭，此时同位素核热源近距离为仪器加热保温。




有人说，嫦娥三号、嫦娥四号的同位素核热源都是进口的，这种表述是不准确的，仍以十年前的嫦娥三号为例，其搭载的4枚同位素核热源中，只有一枚8W小型同位素核热源是整套进口，而3枚120W同位素核热源均由国内单位与外国联合研制。
到了嫦娥四号任务，我们又以120W同位素核热源为基础研制了同位素温差发电机，实现了着陆器的月夜供电。


我们在争取外援的同时，历来都是以自力更生为主，其目的在于学习，并提高自主能力。在接下来的探月任务中，有月夜生存需求的是嫦娥七号，该探测器将有望搭载完全国产化的同位素核热源。
实际上早在上世纪七十年代初期的那段激情燃烧的岁月里，我国就成功研制出钚-210同位素核电源，并计划在第一颗人造地球卫星上应用，只是由于后来任务变动，才转为地面试验，如果当初我们可以坚持发展下去，如今也会有更大的成就。
接下来，到2030年以后，探月工程将建成由我国主导的国际月面科研站，该站点也有核电源应用需求，那么，我们最新的核电源技术发展到了哪一步了？
去年，由中科院牵头的国家重点研发计划“兆瓦级超小型液态金属冷却空间核反应堆电源”顺利通过项目综合绩效评价，专家组一致认为，该项目成果形成了一整套技术参数居于国际先进水平的兆瓦级锂冷空间核反应堆电源创新设计，并且建成了非核集成原理样机，运行温度处于世界最高水平，取得了一大批研究成果，为后续空间核电源发展提供了一条可供选择的技术路线。


鉴于嫦娥三号、嫦娥四号的超长寿命表现，嫦娥七号探测器也表现的更为自信，设计寿命整体翻了8倍，着陆器、月球车、轨道器均为8年，服务嫦娥七号任务的鹊桥二号中继卫星设计寿命更是长达10年，而设计寿命是基于探测器工况表现预估的保守估值，实际寿命通常都远大于设计寿命。


嫦娥系列探测任务之所以有如此优异的表现离不开强大国力的支撑，要不然我们也做不到单独为一台探测载荷专门配置核热源保温（嫦娥三号极紫外相机）。
反观印度月船三号任务，其任务表现至少说明两个问题，可以用一句话来总结一下，就是“花小钱可以办大事，但是花小钱并不是长久之计”。
之所以说花小钱可以办大事，是因为月船三号在有限的预算支持下，不仅实现了月面软着陆的工程能力突破，而且基于地形相对导航技术实现了人类有史以来无人着陆器登月的最高精度纪录，其实际着陆点与地面选择着陆点之间的偏差仅有约360米，嫦娥系列登月任务中，精度控制最高的是嫦娥三号的约600米。


在掌握登月能力这件事上，印度月船三号抓住了主要矛盾，但花小钱不是长久之计，说的是在掌握登月工程能力基础上，如果没有持续的资源投入能力，就无法将工程能力转化为科学探测成果，主要体现在月船三号探测器超短的设计寿命，无月夜生存能力，只能获取一个月昼的科学探测数据便早早终结，可持续发展能力十分欠缺。
月船三号相较于月船二号，是打了一场漂亮的登月翻身仗，但与我们的整体探月实力相比仍然有相当大的差距，因为我们后续的月面科研站、载人登月，都不是他们在可预见的未来能够企及的。


但是，我们也不能过于轻视他们，就在月船三号成功登月之际，他们的“加甘扬号”载人飞船也即将起航。回顾过去，当我们的载人航天工程与嫦娥探月工程艰难起步时，谁也不曾想到我们今时今日的成就与未来。

来源：https://view.inews.qq.com/k/20230903A075VE00
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