日本首颗探月卫星,宣布失踪:搭美国火箭起飞,上太空就“滚”了

日本的登月计划失败了,在折腾了5天后,日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA)宣布他们的首颗登月卫星失去联系,正式放弃本次登月计划。

【日本“好客”号登月卫星】

自从跟随美国的SLS Block1火箭升空后,日本的这颗登月卫星就一直不太正常,主要是信号不好。通信问题始终未能解决,也导致卫星无法调整姿态,太阳能帆板充不上电,卫星上的设备自然也无法激活。

事故的原因说来也奇葩,日本的登月卫星早早的安装上了SLS火箭,结果NASA多次推迟火箭发射,从8月份拖到了11月份。在等待火箭起飞的过程中,登月卫星耗光了星载锂电池的电量,就这么糊里糊涂的上天了。在与火箭分离后,电量太低的卫星直接进入关机失联状态,更别提打开太阳能电池板充电了,地面的一切操作全都失效。

【“好客”号登陆月球想象图】

卫星失联是重大失误,但原因却如此离谱,在近三个月的火箭发射等待期内,星载电池的消耗难道就没有考虑吗?

答案是,考虑了,但又没完全考虑。

“阿尔忒弥斯1号”任务中,最重要的载荷是“猎户座”飞船,另外还要携带10颗立方星。立方星来自多个国家和组织,包括欧洲航天局 (ESA)、意大利航天局 (ASI) 和日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA)等,

这些“小家伙”将执行不同的探测任务,其中JAXA有两颗立方星,除了月球登陆卫星外,还有一颗负责对地球的等离子体层进行成像。

【立方星安装位置很高】

这些立方星被安装在上面级的中间位置,就在“猎户座”飞船的下方。在火箭进入垂直总装阶段时,这些立方星就已经安装到位,它们必须跟着火箭一起等待发射时机的到来,结果一等就是三个月。

NASA的技术人员也考虑到了这一点,所以他们在9月底飓风“伊恩”登陆期间,为这10颗立方星中的4颗进行了充电,当时SLS火箭在总装大楼内躲避飓风,因此具备这样的操作条件。飓风过后,SLS火箭再次被推到发射架上,此后差不多一个月的时间再也没动过,更谈不上去给立方星充电。

11月14日的发射前发布会上,NASA还有自信,声称只有1颗立方星电量较低,“可能”会影响执行任务,其他9颗都没问题。结果16日发射后,10颗星只有6颗被激活,有4颗至今仍然失联,其中就包括日本的月球登陆卫星。

【立方星安装环节】

日本的这颗登月卫星实际上是个微型月球探测器,叫做OMOTENASHI,在日语中的意思是“待客之道”,引申为“好客”。这个名字承载了JAXA对首次登陆月球的美好期待,希望“月球”能多多关照,结果探测器还没进入月球轨道就失联了。

“好客”号是人类迄今为止最小的月球探测器,尺寸只有10厘米×20厘米×30厘米,体积比篮球鞋的鞋盒大不了多少,全重也仅有12.6公斤是典型的立方体卫星。就是这么小小的一个探测器,日本的研究人员却给它安排了一个复杂的登月任务。

【组装中的“好客”号】

与SLS火箭分离后,“好客”号先要依靠自带的一块锂电池完成激活,然后开始调整姿态,打开折叠的太阳能帆板,并且朝向太阳,从而完成充电,保证星载设备的正常工作。接下来,“好客”号会利用搭载的空气压缩推进器修正,从而进入月球轨道。

在做好登陆准备后,“好奇”号要进入自旋状态来稳定姿态,同时改变朝向,向月球表面释放着陆器,探测器则会留在月球轨道,搜集月球表面的辐射环境数据。

“好客”号的体积很小,着陆器更是只有7公斤,自然装不下减速伞,所以整个降落过程中主要依靠一台小型固体火箭减速。减速火箭大概工作15-20秒,然后被抛离,此时着陆器的速度降低至180公里每小时,高度为100米左右。

【“好客”号的登陆器】

在最后的自由落体阶段,着陆器还会打开一个直径为50厘米的安全气囊,迎接最后的撞击,预计接地速度大概为50米/秒。

如此一整套复杂的流程下来,会有一个自重0.7公斤,也就是不到一斤半的探测器会留在月球表面,并且向地球发去成功信号。

日本想借此机会完成无人登陆月球的计划,从而成为继苏联(1966年)、美国(1966年)和中国(2013年)之后,第四个完成登月的国家。在发射前,主导这个项目的桥本樹明教授曾经预测有60%的成功把握,结果这60%也输在了NASA忘记充电这个环节上。

【设想中的登陆器撞击画面】

桥本樹明还不想放弃,他觉得“好客”号理论上依然完整,按照目前的轨道和姿态,如果运气好,明年3月就可能照到太阳,有一定机会可以恢复通讯。虽然已经错过进入月球轨道的机会,但还可以收集太空中辐射数据,也算是个安慰了。

JAXA原本想借着“阿尔忒弥斯1号”的机会完成登月,结果NASA的“顺风车”还翻车了,前后花了8亿日元(约合4000万人民币)的登陆计划只能作废。

【JAXA的公告】


日本是《阿尔忒弥斯协定》的成员国,要深度参与美国的重返月球计划,这次登陆月球的失败,或许只是一个小插曲,一个小小的立方星丢了也就丢了。日本还有更远大的计划,希望依靠美国的飞船,把日本的宇航员送上月球。

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页面更新:2024-04-13

标签:日本   美国   火箭   电量   立方   好客   探测器   月球   轨道   太空   计划   卫星

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