要當世界第5?日本丐版登月,奇葩登月器登月時怎麼腹部着地?

印度登月成功後,日本也發射了登月探測器!

當地時間9月7日上午,日本H2A火箭47號機在鹿兒島縣種子島宇宙中心發射升空,火箭上搭載了月球探測器“SLIM”和X射線天文衛星“XRISM”。

日本登月探測器也就是說,日本要在明年1-2月登月,登個月還要花費6個月的時間。

如果日本登月成功,將創造歷史:

不過吧,日本“SLIM”探測器可以說是“丐版登月”,比印度還要簡陋,印度月船三號重量3.9噸,雖然月船三號攜帶的大多數都是燃料,但好歹任務着陸器的乾重達到了626公斤。

日本就搞笑了,千里迢迢發射一個登月器,結果只有587公斤,而且燃料還佔據了3/4,乾重不到200公斤。

爲了減少自重,日本想盡了辦法,使用了小型、便捷、高性能的化學推進系統,還採用了燃料和氧化劑一體化的貯箱減輕重量,減輕計算機和電源系統等航天器核心部件的重量,開發小尺寸,輕量型的探測系統等。

這些也就算了,更關鍵的是,日本竟然要花3-4個月的時間才能到月球軌道,這個時間長的令人不可思議。

要知道,中國嫦娥三號只用了8天就登月了;印度受限於運載火箭推力不足,只能圍繞着地球轉圈圈,速度慢了點,但也只用了40天就登月了。

日本登月咋那麼特殊,去個月球還要3-4個月?登個月竟然要半年?

據日本表示,SLIM需要3-4個月才能到月球軌道,是因爲在飛往月球過程中,SLIM要使用自身的推進系統進行軌道調整,採用最大限度減少推進劑消耗的彈道設計,所以才需要3-4個月才能到達月球。

單從軌道來看,日本奔月軌道並不複雜,不像印度月船三號一樣圍繞着地球轉圈圈,而是先發射進入到250*19000KM的地球大橢圓軌道,然後探測器點火推進,進入250*399960KM的奔月軌道,直到被月球捕捉。

按理說這個軌道,不應該花費那麼長時間才能到月球,但是別忘了,日本探測器太小了,一共就586公斤,攜帶的燃料雖然佔據3/4,但總體來說非常少了,爲了節省燃料,速度沒那麼快,在路上耗費的時間就長得多。

至於到了月球之後,爲啥還要等1-2個月才能登月,一方面是被月球引力捕捉之後,軌道高度要慢慢下降,直到進入100*100km的近圓形軌道,然後纔可以進入100*15公里的登月軌道,在近月點只有15公里的時候,反推發動機點火,在月球表面着陸。

另一方面SLIM探測器不急於登月,到了月球軌道後還圍繞着月球探測一個月,再登月。

日本登月過程:腹部着地

日本登月比較奇葩的方式是:探測器腹部着陸。

這可不是日本探測器着陸失敗的姿勢,而是他們就是這麼設計的,就是要讓探測器歪着着陸,明明在着陸前一刻還保持垂直,到了月球之後纔是腹部着陸。

日本表示,這是爲了應對複雜的登月地形。日本的預定着陸點位於馬裡厄斯丘陵的坑洞( Marius Hills Hole )附近,日本這次登月也準備採用精確着陸,把誤差控制在100米以內,可以算得上是指哪落哪了。

因爲預定着陸點是坑洞附近,所以日本認爲腹部着陸可以適應陡峭的斜坡。

具體着陸過程是這樣的。

日本探測器進入100*15公里的軌道後,在近月點只有15公里的時候,點火下降。

在15公里下降到7公里的過程中,探測器會調整姿勢,確保垂直向下,這時候安裝在探測器下方的相機會對着月球拍照,用人臉識別的技能,識別月球上的坑坑洞洞。

從一堆月球坑中,選一個相對平坦的地方,並用機載計算機設計朝向着陸點的軌道。

從7公里到300米的高度時,探測器主要做的就是通過着陸雷達,監測距離月球的高度。

距離月面300米以後,進行障礙物監測,根據障礙物的情況微調探測器的姿態。

距離月面只有3米的時候,主發動機關機,旁邊的小發動機點火,讓探測器腹部着陸。

這並不是日本第一次登月,今年4月份的時候,日本就嘗試登月,結果錯估了月球高度,在登月過程中墜毀。

不知道這一次,日本能不能成功?