月船二號栽了？再來一次！

2019年末，長征五號遙三火箭順利發射，成功將重達8噸的實踐20號衛星推送到近地點192千米、遠地點6.8萬千米的橢圓形地球同步靜止轉移軌道。正在大家熱烈討論長五火箭巨大的運載能力未來可以將8.2噸的有效荷載推送到環繞月球軌道、將送嫦娥五號登月的時候，印度人坐不住了。

2020年的第一天，印度宇航機構迫不及待地宣布，他們打算在2021年再送「月船三號」上月球，目標依然還是去月球南極找水。

2019年7月22日，印度將「月船二號」發射上天，在經歷了一個半月的兜兜轉轉之後，組合太空飛行器成功抵達月球軌道。由於此前印度空間研究組織（ISRO）一直宣傳的是「人類首次在月球南極著陸找水」，所以全世界都認為著陸的是月船二號，後來才知道它給著陸器起的名字叫 維克拉姆。不出意料，「維克拉姆」在距離月面2.1千米的高度失控，砸在了月面上。

隨後ISRO宣布印度此次探月成功了95%，因為月船二號還在繞著月球飛呢，因此叫「部分成功」。

儘管月船二號不能算失敗，但在月球南極著陸畢竟還沒成功，所以印度人心裡還是很放不下的，很想湊錢再來一次。

月球南極有水

月球是一個極其乾燥的星球，它沒有空氣、沒有磁場、重力僅為地球的1/6，強烈的太陽輻射時刻炙烤著月面，水分子在陽光下很快就會被光解成氫和氧，然後就被太陽風吹走了。

但是在月球的南北兩極就不一樣，這裡有密密麻麻大大小小的深坑，其中一些是古老的火山口，更多的是隕石或彗星撞擊形成的環形山。當一顆彗星以每秒16Km的速度猛烈轟擊月球表面，它瞬間就能製造一座9200米高的山峰，比地球上任何一座山都高，而山峰的中間則是深不可測的世大凹坑。

我們知道彗星除了灰塵之外還攜帶著大量的水，撞擊月球其它地方的水會被曬乾，但月球兩極那些深坑裡的水卻有可能留存下來。這是為什麼呢？

因為月球自轉的軌道與太陽黃道面的夾角很小，月球南北極環形山中的坑又深又陡，幾十億年來太陽從來都沒照進去過，因此被稱為「永久陰影區」。由於終年不見陽光，永久陰影區里的溫度低至-238℃以下，有的坑裡甚至達到-247℃，比冥王星的溫度還要低，水始終處於凍結的狀態。

其實科學家們很早就發現了月球兩極存在水。他們通過環繞月球的遙感衛星分析月面，在永久陰影區里探測到了羥基的吸收光譜，從而證明那些深坑裡存在水。

但是這裡的環境實在是太過於惡劣，幾十年來各航天強國向月球發射了幾十顆探測器，但沒有一個在月球兩極登陸過，更不要說深入到永久陰影區了。

為什麼南極很難？

前節已經介紹了，那裡終年不見陽光，溫度極低，到目前為止人類探測器還沒有能夠經得住如此低溫考驗的。

其次，這裡地無三尺平。我們知道月球探測器需要找一塊足夠大的、平坦的著陸場，否則很容易傾覆。但月球南極這片地方全是環形山、深淺不一的坑和巨大的石塊，這些都是數十億年來無數次撞擊造成的。由於山的「海撥」落差動輒在6000米以上，想找到一塊位置合適的著陸場那是難上加難。

接下來就是在月球著陸的重要技術問題。

一、遙測遙控難

2018年之前，人類所有的月球探測器幾乎清一色都在月球的正面。

由於潮汐力的原因，月球在運動的過程中始終有一面對著地球，另一面我們看不見。儘管科學家們很想落到月球背面看個究竟但到不了，從地球發出的無線電信號無法繞過月球也不能穿過它，更別提指揮探測器在月球背面著陸了。

這個問題直到嫦娥四號才得以解決，我們先向月球遠端的地月拉格朗日L2點發射「鵲橋」衛星，通過鵲橋中繼無線電信號，嫦娥四號和玉兔二號才得以在月球背面著陸並開展科學實驗。

理論上我們可以向月球南極發射遙控信號，但探索月球南極的關鍵在於研究永久陰影區，無線電信號到不了那些又黑又深的坑裡。怎麼辦？

你需要先向繞月極地軌道發射若干顆中繼通信衛星，一顆不夠，要好幾顆進行接力，因為在環形山中間向外輻射的角度是有限的，衛星少了就存在測控盲區。這個成本非常高。

二、自主探測難

如果將著陸器降落在環形山頂部，再釋放月球車進入到坑底進行探測，利用著陸器進行地球與月球車之間的中繼，可以解決部署中繼衛星所帶來的一系列問題。但如何讓月球車安全下到坑底卻是一個很大的難題。

因為這裡坑深坡陡，並且四壁全是鬆散的碎石，月球車幾無可能安全行進。而如果採用氣囊包裹滾動（當年在火星降落時用過）的方式也會存在風險，一方面這裡的落差至少達上千米，同時月球的岩石不同於火星或地球，這裡沒有風化作用，大多數碎石都非常尖利，很容易戳破氣囊。

而如果讓著陸器直接在坑低著陸，就會面臨信號盲區的問題，中繼衛星設置的少，意味著著陸器和探測器需要高度自動化智能化，它需要能自主探測。

三、低溫供電難

著陸器如果不下坑，它可以通過大面積的太陽能帆板獲得一些電能。但想要在永久陰影區內探測水，就必須要有探測器下到黑暗的坑裡，這時候太陽能就失去作用。

與此同時，深坑內極低的溫度對目前所有的電子設備都是毀滅性的，探測器必須考慮如何加熱。如果安裝上比美國好奇號火星車更大功率的核電池，或許可以解決探測器在永久陰影區的供電和加熱問題。這需要全新的技術和研製全新的裝備。

印度應該怎麼做？

印度的月船2號著陸器總重僅1.4噸、月球車才27千克重，依靠如此簡單的探測設備要想下到永久陰影區里找水是一件不可能完成的任務。

未來的月船3號全是什麼樣子？它會是月船2號的複製品嗎？或者印度人能在一年時間裡解決上述所有技術難題打造出一艘全新的著陸器，真正成功地降落到南極找到水冰存在的證據？

其實只要落點準確，再來一次硬著陸也能達到目的，畢竟當年美國就專門設計了一個「半人馬」去撞擊月球，也確實證明了月球南極是存在水的。

不管用何種方式，只要找到水，就是100%的成功。