探月不是请客吃饭:那么到底有多难?

iSpace官方任务小组称Hakuto-R Mission 1已经完成了10项任务重的9项,虽然已经失败,但仍然属于巨大的成功,iSpace官方给出了Hakuto-R Mission 1任务的10个目标:

这英文看着碍眼,如果不习惯,还是看下面这份表格版任务步骤:

就iSpace公布的数据来看,任务确实只有一步之遥了,就差最后的软着陆没有成功,甚至执行进度还比印度的月船二号好进步那么一点,不过事实上各位应该是发现了,iSpace的“白兔”探测器并不时自家的火箭发射的,而是用了SpaceX的猎鹰-9火箭。而事实上从发射到降落,难度还是比较高的。

月球探测:从起飞到降落

印度的月船二号探测器是由本国的GSLV III发射的,以色列的“创世纪”和日本的“白兔”是由SpaceX的猎鹰-9火箭发射的,但无论哪种火箭,从地球飞向月球有几个关键节点:

  • 1、必须达到地月转移轨道速度
  • 2、必须成功刹车并进入绕月轨道;
  • 3、在月面成功软着陆;

地球环绕轨道速度是7.9千米/秒,逃逸速是11.2千米/秒,地月转移轨道比较接近逃逸速度,但还没有达到,不过仍然需要10.8千米/秒的速度,一般情况下这个速度有两种方式可以达到,一个是火箭直接加速进入地月转移轨道,另一个是进入环绕轨道后探测器不断加速进入转移轨道。

前者比较简单,但火箭推力必须要非常强劲,直接入轨后基本可以数天内抵达月球。如果是探测器不断加速就不一定了,这个时间就比较长了,因为需要在近地点不断加速,让绕地球椭圆轨道可以够着月球,可能面临多圈加速,时间长达一月甚至数月。

第二个关键是进入减速进入环月轨道,探测器进入月球希尔球半径时会受到月球引力加速,速度会超过月球的捕获速度(入轨高度的环绕速度),因此必须要减速,一般会进入一条大椭圆绕月轨道,然后逐渐减速成为圆形轨道,为落月作准备。