印度航天机构宣布,将在下月15日发射携带有着陆器与月球车的“月船二号”(Chandrayaan-2)探测器,并以此跻身实现探月软着陆的国家行列。月船二号最初的发射时间是2011年,印度从2007年提出月船2号的计划后,因为各种原因无数次推迟,目前已经推迟了8年。

今年7月,NASA历史性的阿波罗11号(Apollo 11)登月计划将迎来50周年纪念日。值此之际,印度空间研究组织(ISRO)主席K Sivan 12日在印度班加罗尔表示,这艘飞船将于7月15日凌晨5时51分从印度东南沿海的斯里哈里科塔发射场发射。届时,月船二号将搭载一个名为“维克拉姆”或“勇气号”的月球着陆器,预计将于9月6日在月球表面进行软着陆。随后,着陆器还会释放一辆月球车。

GSLV MK3火箭地球同步转移轨道的最大运力也不过4吨,因此无法像嫦娥三号、四号一样直接进入“月球转移轨道”,而是只能先打到地球轨道再一步一步慢慢变轨到月球转移轨道,这样会消耗更多的燃料和时间(如下图所示)。

此次月船二号任务将包括一个轨道飞行器、着陆器和月球车。“Chandrayaan”在梵文中的意思是“月球飞船”,是ISRO的月球探测项目的名称,Chandrayaan-2是该计划中的第二个任务。

印度月船二号探月任务的目标着陆点

据《印度时报》报道,月船二号发射后,将绕地球轨道运行约16天,在前往月球之前,它的轨道会随着时间慢慢上升。这次任务将花费大约5天的时间才能到达月球,之后,月船二号将在月球轨道上停留27天,然后释放“维克拉姆”着陆器。

据《印度时报》6月11日报道,印度空间研究组织主席K Sivan在一次新闻发布会上说:“维克拉姆进行最后一次降落和软着陆的15分钟行动才是最可怕的,因为我们从未尝试过如此复杂的任务。”

月船二号将携带13种不同的科学仪器来研究月球。它们包括轨道飞行器上的8个远程观测有效载荷(着陆器上有3个和火星车上有2个)。

着陆器有效载荷之一是NASA的实验,称为月球着陆器的激光反射器阵列,是一个镜面装置,设计用来反射激光信号,以精确定位“维克拉姆”着陆器的位置,并测量地球和月球之间的距离。NASA在以色列Beeset月球着陆器上安装了一个类似的激光反射器,该着陆器在今年4月的一次失败的登月尝试中坠毁。

着陆器之间的TTC通信

IDSN位于S波段,有效载荷数据由高转矩双万向天线传输。着陆器配有带内置存储器的TM-TC数据处理系统。月船二号探测器在发射过程中被装载在着陆器中,着陆时,坡道被展开,探测器将开始在月球表面上的旅程。着陆器的有效载荷将在着陆时部署。

月船二号任务将利用由以下4个主要实体组成的ISRO地面部分:

  • 任务运行设施(MOX)
  • 印度深空网络(IDSN)
  • 印度空间科学数据中心(SSDC)
  • 有效载荷操作中心(POC)

ISRO任务运行设施(MOX)位于印度纳塔克邦班加罗尔附近ISTRAC的Peenya园区。MOX拥有主控室、任务分析室、任务规划与飞行动力学、任务调度与载荷调度等设施。任务和航天器专家以及来自ISTRAC的操作人员都在MOX执行操作。

印度深空网络(IDSN)由11米、18米和32米天线组成,位于班加罗尔附近拜阿拉鲁的IDSN基地,是“月船一号”任务地面部分的一部分。IDSN台站将接收月船二号的健康数据以及有效载荷数据。在轨道上升阶段,TTC的功能将由ISTRAC网络(班加罗尔、毛里求斯、布莱尔港、文莱、比亚克、特里凡得琅)的地面站执行。JPL DSN(Goldstone,堪培拉和马德里)将按照要求与月船二号轨道器提供深空通信。

印度空间科学数据中心(SSDC)是印度空间研究组织(ISRO)为“月船一号”和未来的深空任务建立的新设施,是印度空间科学任务有效载荷数据档案的主要数据中心。该数据中心位于班加罗尔的印度深空网络(IDSN)园区,负责为空间科学任务摄取、存档和传播有效载荷数据和相关辅助数据。ISSDC通过专用通信链路、数据接收中心、有效载荷设计人员、有效载荷操作中心、主要研究人员、任务软件开发人员和科学数据用户与任务运行设施(MOX)进行连接。

有效载荷操作中心(POC)侧重于更高水平的科学数据处理、有效载荷作业规划、有效载荷性能评估和有效载荷校准。这些中心与仪器设计人员、主要研究人员的机构/实验室位于同一地点,将处理和分析来自特定有效载荷的数据。POCs将从ISSDC分发服务器中提取相关有效载荷(0级和1级)和辅助数据集,并处理这些数据以生成更高级别的结果。这些结果经鉴定后在ISSDC存档。

印度深空网络(IDSN)18米和32米的碟形天线