相差1.8万公里，月船三号叫板嫦娥三号？倒退十年，印度仍然没戏

月船三号探测器成功进入绕月轨道后，印度空间研究组织发布了该探测器监视相机拍摄的月球影像，这一举动主要是为了提高工程展示度，比如我们的天问一号在进入火星轨道时也有同类影像产品。

印度网友看着他们的探测器切入月球轨道的盛况，纷纷抒发感慨：

印度航天真的要腾飞了吗？

月船三号是印度航天第四个成功进入地外天体轨道的探测器，前三个分别是曼加里安号火星探测器（绕火探测，不具备登陆火星能力）、月船一号（绕月探测）、月船二号（绕月探测成功，登月失败），对于这些事实我们应当予以正视。

印度曼加里安号探测器拍摄的火星与火卫一

但是话又说回来，月船三号即便成功绕月，然而它所取得的成就至今仍未超越月船二号，能否超越还得看接下来的表现。

在不少印度航天爱好者心中，月船三号被认为是印度版“嫦娥三号”，这两个探测器都肩负着实现本国登月任务零突破的重任。

印度月船三号有实力叫板我们将近十年前的嫦娥三号吗？

没有对比就没有伤害，从月船三号与嫦娥三号的绕月初始轨道数据对比，就能看出双方航天实力的差距。

月船三号成功进入绕月轨道后，印度空间研究组织就公布了轨道数据，该探测器初始绕月轨道的近月点是164公里，远月点18074公里，后续需要多次近月制动，以使其轨道变为近月点100公里的圆轨道。

月船三号绕月初始轨道近月点比月船二号近月点高了50公里，远月点也比月船二号远月点高了675公里，因此可以说，月船二号在轨道控制方面对比月船二号甚至是有所退步。

造成这种“退步”的主要原因是，月船三号服务舱携带了相较于月船二号更多的燃料，因此可以选择相对保守的绕月初始轨道，以免距离月球过近而导致探测器撞月情况的发生，更多的燃料可以用于后续近月制动变轨，逐渐消减轨道高度。

月船三号服务舱

月船三号更为保守也是因为前面月船二号的登月任务毕竟失败了，月船三号真的是有点失败不起。

与之对比，嫦娥三号就没有那么麻烦，我们是一步到位至100公里圆轨道，月船三号绕月初始轨道远月点比我们高了将近1.8万公里，轨道高度越高说明轨控能力越差。

要做到嫦娥三号一步到位式的绕月轨控需要硬实力为依托：

嫦娥三号近月制动，一步到位进入平均距离100公里的目标圆轨道。

首先要有高轨运力足够强大的运载火箭，使得探测器可以直接进入地月转移轨道，而无需探测器消耗自身的燃料进入地月转移轨道。比如发射嫦娥三号的CZ-3B改三型运载火箭，地月转移轨道运力就高达4.2吨，完全满足发射质量3.78吨的嫦娥三号直接进入地月转移轨道的运力需求。

CZ-3B改三型火箭发射嫦娥三号探测器

嫦娥三号器箭分离时的科幻画面

印度用于月船三号发射的LVM3-M4运载火箭的地月转移轨道运力仅有2.38吨左右，如果印度登月任务只是为了突破登月技术，那么完全可以做成一个小型着陆器，这样2吨级指标也可以满足，但是他们还想要部署月球车，着陆器还要带一系列的科学探测载荷，如此规模的着陆器还要携带足够多的燃料，以便进行近月制动任务，那么2吨级指标就满足不了需求。

LVM3-M4运载火箭

探测器规模的放大又超出了运载火箭的地月转移轨道运力，这就不得不单独加一个服务舱，这个服务舱也可以视为火箭的上面级，其主要负责将着陆器以绕地球飞行逐圈加速抬升轨道的方式，变轨至地月转移轨道，以及近月制动、绕月轨控等任务。

由着陆器（月球车内置）、服务舱组成的月船三号探测器

月船三号着陆器释放月球车测试

其次，探测器要有足够强大的轨道控制动力系统。接着上面讲，加了服务舱，月船三号的探测器重量就涨到了3.9吨，比嫦娥三号略重一点。

两个探测器的发射质量相近，但是轨控发动机的能力却是相差甚远，月船三号仅配备一台440N轨控发动机，而嫦娥三号则是一台7500N变推力发动机，后者是前者推力的17倍。

月船三号服务舱配置的440N轨控发动机

由于月船三号轨控发动机推力较小，所能提供的速度增量也更小，所以只能先进入远月点要高得多的大椭圆轨道。

月船三号在近月制动环节持续点火了约半个小时才能进入还要费力降轨的大椭圆绕月轨道，我们嫦娥三号凭借7500N变推力发动机的强大推力，能够提供更大的速度增量，只需点火6分钟，就能直接进入近月点、远月点均为100公里的目标圆轨道。

嫦娥三号近月制动效果图

就像是倒车入库，月船三号至少要十几次才能倒好，我们则是一把入库，这就很梦幻了。

一把入库除了需要强大的轨控动力，还需要精准的测控能力，否则就存在由于测定轨偏差导致探测器撞击月球，或者与月球擦肩而过的风险。

我国目前基于喀什深空站、佳木斯深空站、内乌肯深空站三座站点，已经建成布局全球连续测控覆盖率高达90%的深空测控网，最远测控距离别说是月球，就连冥王星、太阳系边际空间都可以触达。

佳木斯深空测控站66米口径全可动测控天线

除此之外，我们还有测角精度极高的天文VLBI甚长基线干涉测量网支持，使得探测器的测定轨结果通常都有着远超预期的测量精度，这才使得我们敢于一步到位进入100公里绕月目标圆轨道。

反观印度月船三号，其在执行近月制动等关键任务时，主要依靠的是本国测控站，而他们仅有的一座深空测控站，测控天线最大口径也仅有32米，测定轨精度难以与我们相提并论。

印度深空测控站32米口径测控天线

通过上述分析可以体会到，探测器的构型设计涉及到的能力因素大多数都是相互关联、相互影响、相互制约，不是探测器设计师想怎么设计就怎么设计，离开硬实力的依托，一切都是无源之水。

不管怎么说，月船三号好歹还是来到了月球轨道，那么，接下来的登月任务成功概率有多大？

月船三号登月任务的预选着陆区

总的来说，毕竟有月船二号任务在前面趟了雷，月船三号的登月成功率要比月船二号高不少，但是能否成功，还得看最终的在轨实践结果。航天任务就是这样，哪怕是最后几秒钟出现问题，也可以导致整个任务的完全失败。

月船三号着陆器充分吸取了月船二号登月任务的经验与教训，有多处适应性改进，其中最重要的硬件改动就是下降动力配置方案有所不同。

月船二号着陆器

月船二号着陆器配置有4台800N变推力发动机，1台800N固定推力发动机，月船三号则仅配置4台800N变推力发动机，取消了位于着陆器底板中心位置的800N固定推力发动机。

在不少人看来，月船着陆器的推力是不足的，为何还要减去1台发动机？

事实上，着陆器下降动力的推力设计是最基础的问题，不论是月船二号还是月船三号都不可能出现推力不足的问题，只有推力的强与弱的区别。

月船系列着陆器的下降动力主要是4台800N变推力发动机，它们分别布置在着陆器底板四周，发动机喷射的羽流相互影响比较紊乱，这就导致发动机喷射羽流带来的月尘干扰更大。

月船三号着陆器下降动力地面测试

取消的那台800N固定推力发动机并不参与着陆减速任务，而是主要用于在着陆末段吹除月尘，以降低月尘附着在着陆器的太阳能电池，或其它科学载荷上的干扰风险。

月船二号着陆器吹除月尘专用800N固定推力发动机在着陆末段点火效果图

月船三号之所以取消800N固定推力发动机，主要是考虑到着陆成功的重要性要比防月尘干扰的重要性高得多，如此一来还可以简化动作流程，为计算机控制系统减负，以避免出现动作程序错乱的情况。

比如月船二号着陆器，当年就是因为软件故障，导致着陆器在距离月面两千多米的高度出现了360度翻转，最终遭致着陆失败的厄运。

嫦娥三号与之对比就完全不同了，它的7500N变推力发动机实现了轨道控制与下降减速着陆的一体化设计，既是地月转移、环月绕飞阶段的主控动力，也是着陆下降减速的主控动力。

7500N变推力发动机重量不超过39公斤，其推力可以在110%至16%之间连续变化，也就是说7500N变推力发动机的最大真空推力是8250N，这一指标是印度月船三号4台800N变推力发动机总最大推力的2.5倍还有余，而800N变推力发动机虽名为变推力，但实则是仅能在85%至100%推力之间实现变化，变推力能力有限将直接影响其下降速度的可控性，稍有差池就可能“超速”。

7500N变推力发动机

由于7500N变推力发动机动力强劲，我们不需要像月船三号那样多台并联，发动机喷射羽流呈中心放射状，月尘干扰也要小得多。

嫦娥三号落月瞬间，可以看到发动机羽流吹起的月尘。

大推力往往可以“为所欲为”，比如月船三号着陆器由于推力不够强大，所以不得不将着陆任务的起始高度设在距离月面30公里的高度，而嫦娥三号则可以直接从15公里高度开始下降。

月船三号更高的着陆起始点高度是为了有更长的着陆行程，以满足其羸弱的下降动力的减速时间要求，月船三号的着陆行程将达到745.5公里，而嫦娥三号则只需要430多公里。

月船三号登月各阶段任务顺序

嫦娥三号登月各阶段任务顺序

月船三号不仅动力羸弱，用于着陆的“视力”也不怎么好。

人类以往的月球软着陆任务通常都是选择大片开阔平坦区域，然后沿着设计弹道一头扎下去，能不能成功，运气因素占比很大，因为过去的人类没有掌握自主避障技术，此为“盲降月球”。只有阿波罗登月计划，由于有了宇航员的参与控制，所以才不是“盲降”。

在宇航员的操控下，阿波罗12号具备了定点登月能力。图为宇航员拍摄的勘测者3号与阿波罗12号登月舱合影。

直到21世纪初期，我国嫦娥三号探测器才终结人类无人探测器盲降月球的历史，该探测器首创粗避障+精避障的接力避障方案，并以惯性导航为基准，辅以多波束融合修正，这才保证了极高的登月成功率，嫦娥三号之后的嫦娥四号、嫦娥五号也都沿用并完善了这一技术方案，这才造就了高达100%的登月成功率。

粗避障指的是在距离月面两千多米高度时，利用光学成像敏感器获取的着陆区图像，针对较大的障碍物进行机动规避，之后当着陆器下降至距离月面100米高度时，在7500N变推力发动机的帮助下，实现悬停，悬停期间使用激光三维成像敏感器获取着陆区高精度三维图像，然后基于螺旋搜索法，快速选定安全着陆点，然后瞄准着陆点机动飞行，此为精避障。

激光三维成像敏感器作业效果图

在粗避障+精避障方案支持下，嫦娥四号更是具备了复杂崎岖月面的着陆能力，使我国具备了根据科学探测需求在月球表面任意选择着陆区域的全月面到达能力。

登陆月球背面的嫦娥四号着陆器

印度月船三号着陆器也借鉴嫦娥系列着陆器的设计方案，但是他们很难学到位，该着陆器只能在距离月面约1300米至800米高度悬停，使用光学成像敏感器获取着陆区图像，这只能相当于我们的粗避障，所选择的着陆点的安全系数相较于嫦娥三号要大为降低。

月船三号着陆器避障手段有限

为什么月船三号很难学到位？首先是着陆器的能力限制，他们配置的下降动力难以满足百米高度悬停的推力指标需求，再就是激光三维成像敏感器这种高价值载荷的研制难度极高，放眼全球，至今我们仍然是唯一研发成功并投入工程实践的国家。

激光三维成像敏感器

拿嫦娥三号与月船三号对比，公平吗？很公平，因为两个探测器都是各自国家旨在突破登月技术能力的探测器。

也有人说，“印度人的航天不可小觑，花了最小的钱办了大事”。

我要说的是，论花小钱办大事的能力，放眼世界，我们称第二，没人敢称第一。

以嫦娥三号为例，据报道该任务投入约为10亿人民币，与之对比，月船三号的投入约为5.4亿人民币。

看起来月船三号还真便宜，但是要知道月船三号是月船二号任务的延续，由于地面测试不到位，月船二号登月失败，这才有了月船三号，这双份投入加一起，还是小钱吗？

除此之外，还要看到通过工程实践之后得到了什么，我们不仅收获了高可靠高安全的基于机器视觉理念的高成功率登月能力，而且掌握了7500N变推力发动机，这一人类目前用于地外天体着陆推力最大的发动机，该型动力还将用于后续载人登月任务。

嫦娥四号着陆器配置的7500N变推力发动机

况且，我们的预算不是针对某一个单一型号，而是基于年度多个工程项目统筹使用，滚动管理。

比如，嫦娥二号是嫦娥一号的备份星，嫦娥四号是嫦娥三号的备份星，备份星的投入往往远小于主份星，通过后来的实践，我们知道，嫦娥二号在完成绕月探测后，又开展了包括飞越图塔蒂斯小行星在内的一系列拓展任务，嫦娥四号更是代表人类首次软着陆于月球背面，其着陆器与月球车至今仍在正常工作。

玉兔二号月球车

说白了，钱要花在刀刃上，而不是抠抠搜搜不花钱，钱花不到位，那么该有的技术装备就不会有，该有的能力也不会有。后面要想再去攻关这些技术能力，还要花更大的钱，还要浪费更多的时间。这也是为什么即便时光倒退十年，月船三号也没有实力叫板嫦娥三号的原因。