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印度月球車「歇了」,會成月球垃圾?印度專家:中國月球車就沒事

2024-08-11科學

印度艱難送至月球的月球車,連同著陸器難道均為「一次性」的?不僅如此,其科學家以中國「玉兔二號」月球車為例:當初中國的月球車能夠成功蘇醒,或仍存希望!

2023 年 7 月 14 日,印度於薩迪什·達萬航天中心順利發射月球探測器「月船 3 號」,旨在對月球南極展開探索。

伴隨科學家針對月球研究的持續推進,人們察覺到,月球南極極有可能存有水資源,此發現對人類後續於月球建設基地意義重大——故而,諸多大國紛紛競相朝著月球南極前行。

8 月 23 日,月船 3 號於月球南極周邊順利實作軟著陸(減速從而無失真降落於地表),印度由此躋身世界上成功著陸月球的第四個國家之列,同時成為首個在月球南極附近登陸的國度。

印度竟成為了率先嘗試者——這還是我們所熟知的印度嗎?然而,這「嘗試」並非易事,印度月球車很快遭遇了「棘手難題」,碰到難以突破的技術障礙,致使月船 3 號進入休眠,無法再返回地球。印度的專家甚至發出了「中國能夠做到」這樣的感慨!究竟是何緣由?

【來不及慶祝登陸,接踵而至的是「休眠危機」】

8 月 23 日,月船 3 號成功著陸之後,月球車「普拉吉安」(梵語意為「智慧」,足見印度人對其的期望)依計劃得以順利部署,進而開啟月球探索使命,且成功於月球表面行駛了 101.4 米。

據印度空間研究組織(ISRO)所述,有關月球土壤的一批數據已順利傳回地球。

歷經近 11 天的工作,普拉吉安面臨重大挑戰——月夜將至。事實上,月球與地球相同,皆存在晝夜更替現象,然而,鑒於自轉周期的差異,月球的白晝和黑夜時長均遠超地球。在月球,一天約等同於地球上的 29.5 天,一晚則近似於地球上的 14.25 天。

不管是地球,還是月球,太陽未直接照射的那一側表面溫度均會下降。然而月球缺少用於保溫的大氣層,且其晝夜時長均頗長,溫差因而極為顯著。白晝時,月球溫度能達 127℃,到了夜間,則會驟降至-183℃。

此次印度月球車的目標區域位於月球南極,夜晚時分氣溫會更低。

這使印度科學家陷入困境——就普拉吉安的制造技術水平而言,即便讓月球車進入休眠狀態,也無法安然度過月球上那漫長的黑夜。

不論是極度的高溫,抑或極度的低溫,皆會給月球車上的器材帶來淪陷性的損害。然而,為將普拉吉安的效用發揮至最大,他們仍舊決定「冒險一試」。

在月夜來臨前 4 日,有關人員已將普拉吉安月球車的蓄電池電量充滿,以保障其擁有充足能量抵禦月夜的酷寒。由此,普拉吉安原規劃的工作時長(14 天)為充電做出讓步,縮短了 4 天。為使月球車於白天初至時即刻充電,技術人員亦將其太陽翼朝向太陽升起之處,其後,它提前進入了休眠態勢。

不久之後,印度科學家再度啟動月球車著陸器「維克拉姆」的發動機,操控這重達 626 公斤的大家夥實作了一次跳躍。

它起初「遲緩」地向上躍起約 40 厘米,接著朝一側位移了 30 至 40 厘米。完成這一系列舉動後,著陸器亦進入了休眠狀態。

接下來可行之事,唯有等待——需待下一次太陽在月球升起,我們方可最終明晰印度月球車的命運。

然而,眾多專業人士早早就對此呈現出消極的姿態。ISRO 的專家曾坦言,認定月球車的設計水準有限,將其喚醒的可能性不高,不過仍期望能有好運,「否則它會作為印度的‘月球大使’永遠留在那裏。」

印度科普作家兼航天分析師帕拉瓦·巴格拉(Pallava Bagla)直陳月球車存在的弊端:「電池電量受限」,並且,「印度尚不具備制造可耐受月球極低溫環境的電路與電子元件的技術」。

【意料之中的期望落空,印度月球車到底輸在哪裏?】

9 月 22 日,月球的白晝悄然降臨,此日乃印度科學家預定喚醒月球車之時。但至 9 月 23 日,ISRO 仍未能與月球車及著陸器建立聯系。二者均無響應,月船 3 號全然「停止運作」!這一來自印度的探測器,或許自此便會永遠留存於月球南極。

然而,ISRO 尚未完全放棄。ISRO 主席、航天專家索馬納特稱,月夜的酷寒可能致使月球車的器材受損,但他們不會舍棄任何一線希望。月船 3 號或許仍存在復蘇的可能。

印度專家之所以持有這般觀點,乃是鑒於中國航天航空領域的例項。中國的「嫦娥四號」與「玉兔二號」月球車多次在月夜休眠後蘇醒,並能夠持續正常執行。基於此,他們遂覺得,或許,印度的月球車亦能如此「死而復生」!

然而,顯而易見的是,這些持樂觀態度的印度專家的構想註定無法成為現實。印度與中國在航空航天技術方面,存在著本質性的差距!

實際上,誠如印度科普作家帕拉瓦·巴格拉所指明的那般,印度月球車不能安穩度過月夜,而印度月球車和中國月球車的關鍵差別,正是在於電池!

一位來自 ISRO 的專家曾給出一個形象的比喻:在月夜,月球車的休眠如同手機在尋得充電線前啟用省電模式,而月晝的來臨則恰似那條充電線。

顯然,在「充電線」接入之前,月船 3 號的蓄電池便已早早枯竭用盡。由於失去了電池提供的保溫能量,月球車的器材被凍壞實屬意料之內。

而中國的「嫦娥四號」、「玉兔二號」能夠抵禦嚴寒漫長的黑夜,緣由在於其搭載了「核電池」!

此核電池非同小可,有觀點稱其由俄羅斯研發,亦有說法表示是中俄共同研制,總之為放射性同位素鈈 -238 的核電池,供電時長極為可觀,僅硬幣般大小,便能使用 5000 年。

唯有如此強勁的電池,方可為月球車長期供電並保溫,從而使月球車具備抵禦月夜低溫的能力。此技術也讓中國繼美國、俄國之後,成為全球第三個將核動力運用於太空探測的國家。

此外,為保障月球車能夠安全且穩定地執行,中國科學家給我們的月球車擬定了極為詳盡的工作計劃。其一是「日出而作,日落而息」,即白天工作 14 天,夜晚休眠 14 天。

而且,不僅在氣溫低的情況下月球車需「就寢」,氣溫過高時亦要「午休」——白晝期間,月球車的太陽能電池帆板會持續調整角度,以防被陽光直射而溫度過高。

正是憑借這般嚴密、毫無疏漏的保障,中國的月球車方可穩定執行,為中國的科研工作傳回眾多珍貴的數據。

然而,核電池頗為珍貴,中國的火星探測車祝融號自去年 5 月進入休眠狀態至今仍未蘇醒,或許缺的正是一塊核電池。

探月工程副總指揮兼探月與航天工程中心主任李本正於「玉兔號」發射升空之際坦言:「古人將月亮稱作廣寒宮,絕非虛言。月面夜間最低溫度能夠降至零下 180 攝氏度,電子器材全然無法執行。」誠如斯言,此次印度月球車的經歷便給了我們警示。

然而,著實令人慨嘆:自「廣寒宮」「嫦娥奔月」之類的意象,直至「嫦娥號」切實觸及月球的地表,人類文明居然已進步至此!

印度此次的失利,實乃硬實力欠缺所致。然而,鑒於核技術在航天航空領域的套用日益增多,科學家對核技術的運用愈發嫻熟,有理由相信核電池於月球車中的運用會愈發廣泛。讓我們翹首以盼中國日後的月球車、月球探索,乃至火星探索、宇宙探索能帶來何種驚喜!

或許,科幻作品中的那些想象,不久之後就會化為現實……