月船3号

印度第三次探月任务探测器

月船3号（英文：Chandrayaan-3），是印度第三次登月任务探测器，也是该国第二次尝试登陆月球表面。它的前身 Chandrayaan-2 （月船2号）于 2019年9月尝试降落在尘土飞扬的表面，不幸当场坠毁。

研制历程

历史背景

印度一直将发展航天技术作为提升国际地位和加快科技发展的重要手段，从20世纪70年代开始，印度就将空间发展计划列入国家重点发展领域，不惜倾注巨资打造“大国形象”。

1999年，印度科学院第一次提出了月球探测的设想。经过论证，2003年，印度政府正式批准了“月船”1任务。“月船”1于2008年10月22日发射，11月12日进入高度100km的绕月圆轨道。由于对距离月面100km高度的热环境估计不足，“月船”1探测器过热进而导致星敏感器失效，最终于2009年8月29日与地面失去联络。“月船”1在轨工作312天，绕月运行超过3400圈，在此期间利用地形测绘相机等各类遥感载荷对月面进行了详细勘察。2019年7月22日，“月船”2发射，探测器于9月1日进入119km×127km的月球轨道。9月7日，“月船”2着陆器在进行月面软着陆过程中因软件故障导致其发生姿态翻转（见图1），最终坠毁于月球南纬70.881°、东经22.784°处，落月任务失败。

研发进程

月船3号是印度第三次探月任务，也是印度第二次尝试将探测器送上月球。尽管“月船2号”的着陆器和月球车撞毁了，但轨道器仍在工作，印度决定让“月船2号”任务发射的轨道器用于“月船3号”任务，作为“月船3号”着陆器和月球车的通信中继。

2020年1月，印度政府批准了“月船3号”任务，最初定于2021年发射，但由于新冠疫情影响和技术问题，ISRO已经多次推迟发射日程。2021年7月，印度政府宣布将“月船3号”发射推迟到2022年第三季度。2022年10月，ISRO又将发射时间推迟到了2023年6月。

2023年2月，印度空间研究组织一位官员表示，印度将在2023年底至2024年初发射“月船3号”，再次尝试向月球运送着陆器和月球车。

按照印度方面的说法，“月船3号”的发射准备工作已基本完成。他们将使用印度第三代地球同步卫星运载火箭，从萨蒂什·达万航天中心将其发射至太空。

2023年5月21日，印度报业托拉斯 (PTI) 通讯社最新消息称，印度空间研究组织 (ISRO) 下属太空部一名高级官员最新表示；印度月船三号（梵语：चंद्रयान-३）发射任务定于7月的第二周（即7月9日到7月15日）进行。

当地时间2023年6月12日，印度空间研究组织（ISRO）主席索马纳特宣布，印度计划在7月12日至19日之间择机发射“月船3号”探测器。该任务的目标是实现月球表面的软着陆，释放月球车以及开展科学研究。索马纳特表示，“月船3号”探测器已经运抵斯里赫里戈达岛的萨迪什·达万航天中心，探测器和LVM-3运载火箭的装配工作预计将在6月底结束。

2023年7月9日消息，印度航天局（ISRO）计划于北京时间 7 月 14 日 17 点 05 分发射 Chandrayaan-3 任务，这是该机构上次任务失利后，时隔 4 年再次挑战登月任务。它的前身 Chandrayaan-2 于 2019 年 9 月尝试降落在尘土飞扬的表面，不幸当场坠毁。

2023年7月13日（当地时间），印度安得拉邦，搭载“月船3号”月球探测器的火箭等待发射，再次挑战受控落月。

2023年7月14日下午（当地时间），印度发射“月船3号”月球探测器，这是印度发射的第三个月球探测器。此前，印度“月船3号”探测任务几经推迟，该任务将尝试着陆器和月球车送往月球南极。

发射升空

2023年7月14日，据英国广播公司（BBC）报道，印度计划于当地时间7月14日14:35（北京时间17:05），将搭载轨道器、着陆器和漫游车的“月船3号”，从印度安得拉邦斯里哈里科塔（Sriharikota）航天中心升空，着陆器将于8月23日至24日抵达月球。

当地时间2023年8月1日，印度空间研究组织(ISRO)在社交媒体上发文称，该国的月球探测器“月船三号”已完成绕地旋转，并成功进行了向月球变轨机动，已进入近月轨道。“月船三号”号探测器的液体发动机计划在8月5日再次启动，将其送入月球轨道。随后，将进行四次变轨机动，将探测器送入距离月球表面约100公里的最终轨道。

2023年8月5日，印度发射的“月船3号”月球探测器已进入月球轨道。

2023年8月7日，印度公布了由“月船3号”探测器传回的首批月球照片。

2023年8月7日消息，印度月船三号已经完成首次近月点降轨，成功降至近月点170公里x 远月点4313公里。

2023年8月21日，在尝试着陆月球之前，印度“月船3号”月球探测器与“月船2号”轨道器建立了通信连接。

成功着陆

当地时间2023年8月23日18:04分许（北京时间20:34分许），“月船3号”月球探测器成功着陆在月球表面。“月船3号”是印度第三次发起探测器登月项目。项目的成功意味着印度成为继美国、苏联和中国之后第四个在月球表面实现着陆的国家。印度月球探测器“月船3号”在月球南极附近地区着陆，印度由此成为首个在月球南极附近着陆的国家。着陆点位于月球Manzinus C陨石坑附近的南纬69.373°、东经32.319°，其着陆点已被命名为Shiv Shakti Point。26公斤重的小型月球车在“月船3号”着陆后的几个小时内就从着陆器上行驶到月球上。

2023年8月29日，印度ISRO正式公布了月船三号月球车“智慧号”拍摄到的月表图像。

探索发现

2023年8月29日，印度空间研究组织表示，“月船3号”探测器在月球南极附近的月球表面检测到硫元素。

2023年8月30日，印度空间研究组织说，印度月球探测器“月船3号”携带的探月车在月球南极附近表面发现硫等多种物质。探月车“普拉吉安”装备的激光诱导击穿光谱仪经探测“清晰确认”这一发现。探月车还探测到其他多种物质，包括铝、铁、钙、铬、钛、锰、氧和硅，接下来将探测月球南极是否存在“水冰”。9月2日消息，印度月船3号携带的月球车已在月表行驶65～70米，与探测器一起收集科研数据。

跳跃测试

2023年9月4日，印度空间研究组织还宣布着陆器再次在月球软着陆。干重626公斤的着陆器在月球上完成了一次跳跃，印度空间研究组织称，着陆器点燃发动机，上升了约40厘米，并在距离起点30-40厘米的地方安全着陆，并称这次试验“激发了未来样本返回和人类任务的热情”。据SpaceNews报道，这次跳跃测试类似于1967年美国“勘测者6号”任务的跳跃，彼时标志着航天器第一次从另一个行星体发射升空。

月面休眠

2023年9月2日，印度空间研究组织表示，月球车已累计行驶超100米。印度“月船3号”任务的着陆器Vikram和月球车Pragyan将在月夜开始前进入休眠状态。

印度空间研究组织（ISRO）9月4日表示，着陆器于印度标准时间9月4日8时左右休眠。着陆器的有效载荷已关闭，但接收器仍然打开。一旦没有太阳能，电池耗尽，着陆器就会休眠。印度空间研究组织希望9月22日左右日出后，着陆器和月球车可以重新启动。

着陆器失联

2023年9月22日，印度空间研究组织尝试唤醒“月船”3，试图与着陆器和月球车建立通信，但尚未收到信号。

推进模块返回

当地时间2023年12月5日报道，印度“月船3号”探测器的推进模块在完成月球任务后已返回地球轨道。

系统组成

设计参数

着陆器

由印度空间研究组织开发的“月船三号”探测器包含一个名为“维克拉姆”(在梵语中意为“勇气”)的着陆器和一辆名为“普拉吉安”(在梵语中意为“智慧”)的月球车，月球车将探索月球表面。

任务载荷

Chandrayaan-3 任务包括一个推进模块，一个着陆器和一个漫游车。其主要目标是展示登陆月球和漫游月球表面进行探索的能力，以帮助开发行星际任务的新技术。

推进模块将把着陆器和漫游车带到月球轨道，着陆器和漫游车将试图降落在月球上，携带六台科学仪器从月球表面收集数据。推进模块是一个箱形结构，一侧安装一个大型太阳能电池板，顶部安装一个大圆柱体，将保持在轨道上并充当通信中继卫星。着陆器配备了用于部署的坡道，将把漫游车带到月球表面。

Chandrayaan-3 任务只持续半天“月球日”，大约相当于 14 个地球日。

数据公布

2023年8月21日，印度空间研究组织通过官推发布了“月船三号”上的 LHDAC 相机（着陆器危险探测与规避相机）拍摄的月球表面图像。“月船三号”上的相机拍摄了月球的远端区域（也称月球暗面）的表面，图中标记出了海因环形山（以德国天文科学家弗里德里希・海因的名字命名）、博斯环形山（以美国天文学家刘易斯・博斯的名字命名）、别利科维奇环形山和洪堡海。

科研成果

印度月船3号发回的数据分析表明：这里存在古代岩浆洋的遗迹，相关成果于北京时间8月21日23时在权威科学期刊《自然》（Nature）上发表。

印度月船3号的Pragyan月球车首次在月球南部高纬度地区进行α粒子X射线光谱仪（APXS）实验，利用光谱仪检测月球月壤的元素组成，沿着月球表面103米长的路径上的不同位置进行了23次测量。Chandrayaan-3 APXS观测提供了第一个在几十米范围内密集采样的测量结果，只有少数几个月球高地风化层的地点才有类似精度的成分测量。

论文作者Santosh Vadawale和同事对Pragyan月球车测量结果的分析显示，月球南极洲高地风化层具有实质性空间均匀性。APXS测量表明，登陆器周围的月壤由相对统一的元素组成，主要为含铁斜长岩，这是月球岩浆海（LMO）结晶的产物，表明维克拉姆登陆点的成分与月球岩浆洋假说一致。

在月球岩浆海假说前提下月球地壳形成的不同可能情景中，APXS测量结果支持分层地壳形成模型，认为月球的上地壳由约80%-90%的铁斜长岩组成，下地壳则富含含镁矿物，如橄榄石和辉石。

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