北京时间8月23日20时34分，印度月船3号探测器成功软着陆在月球南纬69.37度、东经32.35度的南极附近区域，使印度成为“月球着陆俱乐部”第四个成员。回顾1个多月的奔月之旅，月船3号探测器的任务进程有哪些特色？配备了哪些先进仪器？纵览印度探月史和未来规划，它又寄托着印度航天哪些使命和梦想呢？
接力承载探月梦
事实上，“月船3号”早已不是印度航天第一次将目光望向月球，可以说印度探月之路此前经历了一波三折。
“月船3号”着陆月面动画演示
2008年10月，印度发射了本国首个探月器，即“月船1号”，同时是印度航天第一次深空任务。这个探月器包括1个轨道器和1个撞击器探测器，通过巡视和撞击月面，对月球的表面和内部进行细致勘测，并发回了大量数据。通过分析这些探测成果，科学家们初步确定：月球上存在固态的水冰资源。这也堪称“月船1号”最重要的发现。
虽然2009年8月底“月船1号”因内部仪器过热而发生故障，与地面失联，任务被迫终止，但它基本上实现了印度航天的预期目标。
印度第二次探月任务更具挑战性——继苏联、美国、中国后，探测器尝试软着陆月球表面。2019年7月22日，月船2号探测器发射升空。它包括1个轨道器和1个着陆器，主要任务是绕月观测和安全着陆月球南极，收集水冰、岩石和土壤样品。遗憾的是，着陆器距离月球表面约2.1公里时失联，后被发现坠毁。
然而，我们不能认为“月船2号”完全失败。其轨道器至今仍在绕月球运行，持续为月球科学研究及未来探索任务提供数据，并成功与“月船3号”建立通信连接。此外，“月船2号”上的许多科学仪器由印度独立研制，锻炼了印度航天配套产业发展，也为下一步探月任务积累了经验。
雄心勃勃终成功
据公开资料显示，月船3号探测器包括1个推进模块、1个着陆器和1辆月球车。
“月船3号”奔月路线示意图
具体来讲，推进模块呈现盒状结构，安装了大型太阳能电池板和通信设备，在飞向月球的过程中充当了中继卫星。
在奔月途中，推进模块先后驱动探测器连续5次提升近地轨道高度，8月1日进入地月转移轨道，8月5日进入月球轨道，接下来缓慢多次降低轨道高度，为着陆月球做好准备。
换个角度来看，“月船3号”这种轨道设计固然可以节约燃料，但也体现了印度LVM3火箭的运力不足，增大了变轨过度消耗燃料的风险，成功落月存在一定的幸运因素。
值得注意的是，“月船3号”的着陆器比“前辈”重了200多公斤，体现其装载设备和安全保障措施升级。成功着陆后，着陆器需借助坡道释放26公斤重的普拉吉安号月球车，正式探索月球表面。
这辆6轮太阳能月球车未来将借助着陆器、“月船2号”轨道器等与地球团队保持通信联络。它配备了激光诱导击穿光谱仪和α粒子X射线光谱仪。其中，X射线光谱仪突出于月球车前端，并旋转90度，以便研究下方物质，揭示月球表面的化学成分，帮助科学家确定着陆区域周围土壤和岩石的元素成分。
着陆器还携带了地震仪，计划进行探测月震的科学实验，希望获取有关月球内部结构的线索。另外，“月船3号”首次探测太阳辐射的带电粒子在月球表面产生的等离子体，开展月球原位热探针实验。通过各种设备的激光脉冲，科学家有望更好地研究地月系统及月球内部的引力作用，了解月球土壤的热导率、密度等物理特性，指导未来探索月球资源任务。
从印度整个探月工程规划来看，印度航天机构对“月船3号”寄予厚望，早在发射之初就自信满满地表示，它将证明印度作为“新兴技术强国”在技术创新和科学研究方面的实力，帮助印度在全球太空科技领域树立“领导地位”。
未来挑战更高峰
“月船3号”在印度探月计划中起到了承上启下的重要作用。此前，印度提出了环绕探测、着陆探测、月面取样和取样返回共4个阶段的探月任务规划。其中，“月船1号”实现了环绕探测任务，还实施了月表撞击探测；“月船2号”的目标是掌握月面软着陆技术，并开展巡视探测，不幸失败后，交由“月船3号”实现。
月船3号着陆器与月球车进行组装测试
此外，印度和日本正在联合推进月球极区探测任务的研制工作，虽未正式立项，但已被印度方面称为“月船4号”，预计2026～2028年发射。按计划，“月船4号”着陆月球南极点附近后，将使用印度研制的钻机，钻取月球地下样本，并加热分析其是否含有挥发物，尤其是水冰资源。着陆器还将验证月夜生存技术，设计寿命达到6个月，以便未来支持更复杂的月球探测任务。
为了提高航天自主能力，印度正在论证“月船5号”项目，可能在2030年前后发射。其定位和功能类似“月船4号”，同样计划着陆在月球南极，但将由印度主导任务，研制大型月球车，钻取样品进行原位研究。
更进一步，印度还在考虑月球取样返回的远景任务规划，可能命名为“月船6号”，但实施时间将在2030年之后。
不难看出，印度探月规划选择了“绕、落、回”的宏观发展思路，但印度根据自身能力和国际合作环境，重点规划了月球南极区域取样探测任务。
除了上述与日本开展探月合作、寻求搭载美欧仪器外，印度还签署了由美国主导的“阿尔忒弥斯协议”，将与美国在探月方面加强合作。比如，“月船3号”的着陆点选定，是印度科研人员综合权衡“月船2号”轨道器和美国月球勘测轨道飞行器的高分辨率照片、数据的结果。在“月船3号”着陆月面的过程中，美国宇航局的深空网络多个大型天线提供了支持。
未来，印度可能与西方在探月领域深度交流，引进关键技术，研制更先进的月球探测器，甚至不排除发展融合了西方技术的下一代火箭和飞船，参与载人登月任务。这样看来，只要持之以恒地坚持推进，印度探月项目的前景还是值得期待的。
本文素材源自《中国航天报·飞天科普周刊》
本文来自微信公众号：中国航天报（ID：wht_htb），作者：范珊珊，编辑：高辰，审核：杨建、杨蕾