日本探测器挑战登月，结果完败！证明“中国行，我也行”是悖论

在过去相当长时间里，一些人在评价日本航天时，总是对他们小行星探测履历刮目相看，同时对他们的月球探测能力评价也相当宽容，他们认为，人家连几亿公里外的小行星都去得，区区38万公里的月球就去不得？

答案：是的，他们还真去不得。

4月25日23时40分，日本首个月球着陆探测器白兔-R着陆器开始执行登月任务，原本按照计划1小时后就能软着陆于月球正面北半球的阿特拉斯撞击坑，然事与愿违，在登月任务最后时刻地面与着陆器的通信突然中断。

通信中断

白兔-R探测器梦想中的成功登月画面

之后又等待了几十分钟，任务团队不得不做出如下表述：

现在无法确认白兔-R的着陆状态，因为失去了与着陆器的通信联系，我们不得不假设我们在月球表面的着陆尝试失败了。

日本白兔-R探测器任务团队发表声明

尽管他们还不愿意正式承认此次登月任务失败，但一败涂地的结果显然已经是客观事实。

此情此景是不是有些似曾相识？

三年多前，印度月船2号着陆器在距离月面仅2.1公里处与地面中断通信，着陆器在遥测画面中来了一个倒栽葱，最终高速撞击月球，探测器碎片散落在月球表面的画面被LRO探测器清晰地记录了下来；

月船二号倒栽葱经典遥测画面

四年前，以色列创世纪号着陆器在距离月面约10公里处，反推发动机失效，同时与地球通信中断，着陆器高速撞击月球……

创世纪号探测器失联前画面

进入21世纪以来，得益于中国嫦娥探月工程的优异表现，人类探测器登月成功率在很长一段时间内一直保持在100%的高位运行，直到后来这三个国家相继折戟月球，不断拉低人类登月成功率。各国用一次又一次的实践证明了“中国能行，我也行”是彻头彻尾的悖论。

白兔-R探测器在登月开始前几天拍摄的地月合影

登月真有这么难吗？先来看看白兔R究竟是一款什么样的探测器。

由ispace公司抓总研制的白兔-R探测器虽然是日本的航天资产，但却是地地道道的万国牌，比如探测器的总装工作就不在日本本土，而是在德国兰博尔茨豪森的阿丽亚娜集团工厂中完成。

在德国兰博尔茨豪森的阿丽亚娜集团工厂中总装的白兔-R探测器

白兔-R名字中的“白兔”也有山寨之嫌，因为此名源自日本版嫦娥奔月神话中的一只白兔。

火箭合罩前的白兔-R探测器

该着陆器高2.3米、宽2.6米，干重约0.34吨，发射质量约1吨，大约相当于嫦娥三号探测器的四分之一，配置一台主减速发动机、6台辅助减速发动机，姿控发动机有8台。

在猎鹰-9号火箭的托举下，白兔-R探测器实际上早在去年12月就已经踏上了奔月之旅。为什么这么慢呢？这是为了尽可能降低燃料消耗，白兔-R选择了低成本低能量地月转移轨道。

猎鹰9号火箭发射白兔-R探测器

白兔-R着陆器搭载有日本JAXA的可变形机器人，也就是一款可展开的微型球体巡视器，还有阿联酋的拉希德轮式月球车。随着白兔-R登月任务的失败，这些载荷当然也是出师未捷身先死。

白兔R登月分为5个阶段：

第一步：进入100公里圆轨道；

第二步：探测器近月点降低至25公里；

第三步：从25公里降低至3公里

第四步：从3公里降低至1公里；

第五步：从1公里降至20米；

第六步：动力关机，自由下落；

第一步与第二步是绕月变轨，第三步其实才是正式的登月开始步骤，我们通常将这一高度选取在距离月面更近的15公里高度，而日本白兔-R却选择距离月面更远的25公里高度，估计与其发动机不太给力有关。

第三步也是主要的动力减速阶段，反推发动机在此阶段需要消耗大量的燃料。

到了第四步，就需要将着陆器的姿态调整至垂直向下，以建立着陆姿态。

第五步按照我们的经验来看，是用于选取安全着陆点，此阶段着陆器是缓速下降。

值得一提的是第六步，他们要在距离月面20米的高度就动力关机，然后自由下落，这个高度真不怕摔坏？之所以要在这么高的高度关机，很大概率是因为其反推发动机不具备推力调节能力，同时也是为了防止发动机羽流吹起的月尘污染。

进入21世纪以来的三次登月失败案例中，有两次都是发生在距离月面3公里以内，这个最后环节为什么这么艰难？

此刻大家需要了解一个事实：将近十年前成功登月的嫦娥三号探测器，是终结人类无人探测器盲降月球历史的探测器。

嫦娥三号着陆器

在此之前，人类任何一次登月行动以探测器的视角来看都属于盲降（无法在落月的最后阶段识别障碍物），过去基本上都是沿着计算好的弹道飞行，并瞄准大片开阔平坦的区域着陆，成功与否的运气因素占了很大比重。

即便是阿波罗载人登月计划也不例外，这一计划也是得益于有宇航员的目视障碍识别能力，才最终实现安全且精准的落月。比如阿波罗11号，如果不是宇航员及时发现下落过程中的环形山，并迅速接通手动控制，后果就不堪设想。

阿波罗11号在下降末段遭遇的环形山

嫦娥三号探测器首开的先河是应用了基于机器视觉理念的着陆导航控制方案，当着陆器降低至3公里高度以下，月球地形的起伏就会对探测器的下降路径产生影响，所以首先要进行“粗避障”，光学相机与测距测速敏感器会识别一些大的障碍物进行机动规避。

待高度下降至距离月面仅百米高度时，更刺激的环节就来了，着陆器依托7500N变推力发动机的强大推力，进行悬停飞行，此时着陆器的垂直下降速度为零。

嫦娥三号悬停段成像实拍

在悬停的同时，“激光三维成像敏感器”对着陆区进行快速扫描成像，并对成像数据进行网格化处理，然后基于螺旋搜索法，快速选定障碍物最少坡度最为平缓的安全着陆点，之后着陆器就会朝着安全着陆点缓速下降机动飞行。

在距离月面4米左右高度时发动机关机，探测器自由下落至月球表面，最后的着陆势能由基于高效吸能合金制备的着陆退吸收。

嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号三次登月任务次次成功，其中嫦娥四号还成功挑战了月球背面的复杂崎岖地形，为了克服地形障碍，当时探测器在距离月面还有六千多米时就要调整成垂直下落姿态，对测距测速工作造成了很大的干扰，就在这样的条件下，我们还是成功了。

嫦娥四号在超过六千米高空转垂直降落姿态

通过玉兔二号月球车拍摄的嫦娥四号着陆器照片可以看到，着陆器周围密集分布着多个撞击坑，如果当时不能快速选定安全着陆点，很可能面临燃料耗尽的风险，但最终还是成功了。

嫦娥四号登月任务的成功标志着，我们具备了根据科学探测需求任意选择着陆区并安全着陆的能力。

嫦娥四号周围有多个撞击坑

激光三维成像敏感器在多次登月任务乃至登陆火星任务中都可以说是屡建奇功，因为它解决了一个痛点问题，就是具备了选择安全着陆点的机器视觉功能，而且还是快速选定，从而确保了登月成功率。而这一技术，是目前其它国家还没有成功应用的高新技术。

除此之外，强大的动力装置也是必不可少，比如日本白兔-R探测器的反推主发动机就没有什么推力调节能力，所以需要6台辅助减速发动机配合，以期实现推力调节。而我们呢？则是以十年磨一剑的意志打造了7500N变推力发动机这一金牌动力，该型动力不仅成功助力我多次登月任务，其改进型在天问一号火星登陆任务中同样立下了汗马功劳。

7500N变推力发动机（嫦娥三号）

话说，日本航天曾几何时也是我们可以视为竞争对手中的一员，现在却沦落至航天发射次数破不了单位数的玩家，如今在我们的战略视野中，也很难再看到他们的身影。

比如我们接下来要在月球干两件大事：载人登月、国际月面科研站，这是他们跟不起的。

其实在三国接连登月失败的背景下，压力首先要传导至大洋彼岸，而NASA也曾在印度月船二号登月任务失败后告诫那些参与阿尔忒弥斯计划的团队，要他们明白，登月真的不容易，毕竟他们也已经有半个世纪没有登月了。