月船三号登月前，印度航天高调发布一批照片，炫耀独门着陆技术

短短数天时间，人类两个探测器“月球-25号”与“月船三号”先后尝试月面软着陆任务，这一盛况即便是上世纪登月竞赛高峰时期也是鲜少看到的场面。

国人对由曾经的航天强国打造的月球-25号探测器寄予了厚望，但事与愿违，该探测器在进入着陆准备轨道时，由于轨控发动机不受控制的延长了43秒点火时间，导致探测器迅速掉高，最终撞击月面，软着陆任务失败。

月船三号

月球-25号（已撞月）

与之对比，印度月船三号探测器虽然不像月球-25号那样可以直接进入地月转移轨道，月船三号的奔月之旅更为漫长，但好在每一次轨道调整都在设计值范围内，该探测器通过5次环月降轨，以及推进舱与着陆器分离动作，目前月船三号着陆器正在近月点25公里、远月点134公里的着陆准备轨道运行，按照计划将于北京时间8月23日20时14分左右开始动力减速，进入登月任务阶段。

月船三号着陆器环月降轨示意图

实际上，仅进入着陆准备轨道，而没有撞月这一点来看，月船三号的表现就已经超越了月球-25号。

而月船三号的“超越”并不止于此，就在月船三号着陆器进入着陆准备轨道的第二天，印度空间研究组织就发布了由着陆器搭载的“LHDAC危险检测和规避相机”在远月点拍摄的4张月表照片。

别看这4张照片分辨率不怎么高，但这却是月球-25号所没有的关键登月装备：避障相机。

月船三号着陆器的光学避障相机

月球-25号原本计划搭载欧空局提供的避障相机载荷，但由于众所周知的原因，欧空局撤掉了这台重要设备，使得该探测器即便没有撞月，也只能以盲降的方式登月。

何为盲降登月？

在人类长达六十多年的探月历史中，尤其是20世纪的探月历史中，“盲降登月”可以说是绝对的主流，在这一时期所有的无人着陆器均以此种方式登月，注意，这里是“所有”，不用加任何前缀词。

盲降登月指的是，探测器沿着设计好的弹道，逐级减速朝着预定着陆区落下去，但在着陆末段不具备障碍识别功能，不论着陆器下方是陨石坑，还是大块岩石，都只能闭着眼睛落下去。

盲降登月的勘测者3号（近处）与宇航员控制避障登月的阿波罗12号登月舱（远处）

所以，过去的无人着陆器通常需要选择大片的开阔平坦区域着陆。但是，由于着陆器下降发动机的推力误差，测距测速等传感器的误差也是客观存在的，因此并不能保证沿着设计弹道落下去，所以着陆点偏差也会比较大，加之那一时期的月面照片分辨率不高，盲降登月的失败率就更高。

比如月球系列11次无人采样返回任务，除去5次是运载火箭因素导致的失败，余下的6次登月任务，也只有3次成功，失败率高达50%。

LRO绕月卫星拍到月球-24号采样返回探测器下降级，距离撞击坑边缘非常近。

盲降登月之所以是20世纪的登月主流技术，是因为那一时期人类没有掌握基于机器视觉的避障技术，这一局面直到21世纪初期才由我国嫦娥三号探测器所打破。

嫦娥三号彻底终结了人造无人探测器盲降登月的历史，因为我们在全球范围内率先掌握了基于机器视觉功能的登月避障技术，并将其付诸实践。

这里所说的机器视觉功能指的就是“光学粗避障+激光三维成像精避障”的接力避障方案。

嫦娥三号着陆器在月面

光学粗避障，着陆器在距离月面千米级高度使用光学成像敏感器对着陆区进行成像，识别较大的障碍物加以规避，并初步选取安全着陆点。

嫦娥三号光学成像粗避障阶段选取的安全着陆点

之后，当着陆器来到安全着陆区上方100米高度时，在7500N变推力发动机及姿控发动机的作用下，着陆器实现月空悬停，此时水平速度与下降速度均为零，然后激光三维成像敏感器与激光测距敏感器协同作业，对着陆区进行高精度三维成像，并将图像数据网格化处理，计算机基于螺旋搜索法快速选定安全着陆点。

激光三维成像效果图

然后，着陆器就瞄准安全着陆点进行避障机动飞行，直至安全落月。

在此接力避障技术的助力下，嫦娥系列着陆器至今无一败绩，嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号，三次登月全部成功，成功率高达100%，这是人类有史以来，无人着陆器登月所取得的前所未有的成绩。

嫦娥四号悬停成像段选取的安全着陆点

此项技术也应用在了天问一号火星登陆任务中，激光三维成像敏感器在火星环境中也并没有“水土不服”，成功助力天问一号探测器登陆火星，创造了一次任务实现火星绕落巡的光辉战绩。

天问一号着陆平台激光三维成像效果图

掌握激光三维成像精避障技术，并付诸实践的国家，放眼全球，仅有我们一家，欧空局也正在研制同类装备，预计到2025年才具备工程应用能力，而我们早在十年前就已经拥有。

再过几年，我们的“光学粗避障+激光三维成像精避障”的接力避障技术还将应用于载人登月任务，如同载人航天器之间空间交会对接任务的“人机互为备份”那样，届时，我们将以着陆器自主避障为主，航天员手控避障为辅，这就比阿波罗登月计划的单一手控避障更有保障，可靠性更高。

激光三维成像敏感器

这么好的技术方案，印度月船三号当然是要借鉴的，前文提到的其着陆器搭载的“LHDAC危险检测和规避相机”就属于光学避障相机，他们的着陆器会在距离月面约1300米高度悬停，并基于该避障相机识别月面较大的障碍物，进而机动规避，其避障能力仅相当于我们嫦娥系列着陆器“粗避障+精避障”接力避障技术中的“粗避障”，避障技术远落后于我们。

然而事情可能并没有这样简单，因为印度空间研究组织又公布了月船三号着陆器位置检测相机（LPDC）拍摄的一系列影像产品，他们这样介绍道：LPDC图像协助着陆器模块确定其位置（纬度和经度），将它们与机载月球参考地图进行匹配。

这意味着月船三号着陆器可能应用了基于地形相对导航的高精度着陆技术，为什么这么说？

正如前文所述，着陆器在下降过程中受推力误差、轨道偏差等因素影响，并不能始终确保着陆器沿着设计弹道降落下去，嫦娥系列着陆器的“粗避障+精避障”接力避障技术解决了高安全着陆问题，但并没有解决高精度着陆问题。就是说，我们可以做到降落安全的万无一失，但还没有实现指哪落哪的“定点着陆”。

实现“定点着陆”无非两种手段，一种就是基于地形相对导航办法，着陆器机载计算机预先储存月面照片，降落过程中光学相机对月面成像，实时拍摄图像与机载预先储存图像进行匹配，从而得出弹道偏差量，进而修正弹道，这样就确保着陆器始终沿着既定弹道降落下去。

根据印度空间研究组织的介绍可知，月船三号的着陆器位置检测相机（LPDC）应用的可能是此项技术，当然还有另一种可能，就是该相机只用于着陆后的位置确定，并不具备基于地形相当导航的定点着陆能力。

另一种手段就是提前在月面放置无线电信标，着陆器在降落过程中与信标实时通信，获得弹道偏差量，进而修正实际弹道，此办法也可以实现“定点着陆”。

为什么嫦娥系列着陆器至今没有具备指哪落哪的“定点着陆”能力？

这还得说到嫦娥四号任务，该探测器是嫦娥三号的备份，在嫦娥三号任务实施之后，科学家们讨论这个备份探测器用来干什么，当时有三个意见：1.不打备份，专攻新任务；2.让备份降落到嫦娥三号着陆器旁边，向世界展示我们的定点着陆能力；3.让备份到月球背面去。

嫦娥四号

如果不打备份，这有点浪费资源，如果让备份去嫦娥三号旁边，固然可以展示工程能力，但科学价值并没有最大化，毕竟那是嫦娥三号已经去过的地方，最终通过权衡利弊，只有去月球背面才能使科学探测价值最大化，同时也可以展示我们的全月面到达能力，这才有了嫦娥四号代表人类首登月球背面的壮举。

嫦娥系列着陆器登月实拍

言外之意就是，定点着陆能力对于我们而言，不是难与不难的问题，而是选择做与不做，以及何时去做的问题。最终我们将定点着陆课题留给了嫦娥七号，这是一个由轨道器、着陆器、月球车、飞跃探测器多器组合的大规模探测器，其中着陆器就将肩负突破定点着陆的课题任务。

嫦娥七号

月船三号虽然可能具备基于地形相对导航的定点着陆能力，但着陆避障能力仍然远落后于嫦娥系列着陆器，主要表现就是悬停成像高度太高，无法精细识别月面障碍物。换句话说，嫦娥系列着陆器抓住了登月技术能力的主要矛盾--高可靠的安全避障着陆，月船三号抓这一主要矛盾的能力相对落后。

为什么月船三号要在距离月面1300米高度悬停，而我们则可以在100米高度悬停？是因为印度的测距敏感器误差太大吗？并不是，他们的测距敏感器是既有微波测距敏感器，也有激光测距敏感器，测距数据的质量是可以保证的，导致他们不能在百米高度悬停的主要原因还是动力。

月船三号的下降动力是4台800N变推力发动机，变推力区间是85%至100%，而我们嫦娥系列着陆器则是1台7500N变推力发动机，变推力区间是16%至110%，月船三号变推力能力太弱，是导致它悬停高度太高的重要原因。

印度月船三号着陆器配置的800N变推力发动机

悬停高度高，那么光学成像的分辨率自然就受限，就无法精细地识别所有的障碍物。

虽然月船三号对比嫦娥系列着陆器的避障技术要差得多，但毕竟还是有避障能力，不像月球-25号探测器那样在人类无人着陆器已经进入自主避障的新时期后，要开“盲降登月”的技术倒车。

而且印度月船三号着陆器的避障相机实现了国产化，是由印度空间应用中心抓总研制，这一点已经由印度空间研究组织加以证实。

印度除了将避障相机这一关键装备实现了国产化，其它传感器也大多都实现了国产化，比如激光测速敏感器，起初是准备外购的，但由于预算有限，只得自行研制。月船三号相较于月球-25号探测器，除了有避障相机优势，其它测距测速敏感器的配置，也比撞月的月球-25号强很多。

月船三号飞控团队进行着陆前准备工作

进入21世纪以来，我国嫦娥探月工程毫无疑问是引领了人类的探月大业，不过，印度航天的探月活跃度也是可圈可点的，先后发射了三个月球探测器，截至目前是胜败各半，我们应当看到他们的努力，即便月船三号此次登月仍以失败告终，但只要比月船二号的表现有所突破，那也是进步。

比如月船二号是在距离月面2.1公里处失联，这一次月船三号哪怕是在距离月面1公里处失联，也算是有进步。只要不甘失败，长期发展下去，距离成功登月这一目标就会越来越近。