日本抵達月球,但其精密著陸器的命運尚不確定

日本的 SLIM 精密著陸航天器——即將到來的月球探測的潛在變革者——可能在完成任務前在月球上失效

Artist rendering of JAXA's SLIM (Smart Lander for Investigating the Moon) on the moon

日本智慧月球探測著陸器 (SLIM) 在月球表面的藝術家 rendering 圖。

一艘日本航天器已在月球上軟著陸,使日本成為歷史上第五個實現這一壯舉的國家。

這艘名為智慧月球探測著陸器(簡稱 SLIM)的汽車大小的機器人著陸器於美國東部時間 1 月 19 日上午 10:20(日本當地時間 1 月 20 日凌晨 12:20)成功在月球赤道附近的 Shioli 隕石坑附近著陸。該任務由日本宇宙航空研究開發機構 (JAXA) 開發和發射。

JAXA 負責人山川宏在著陸後新聞釋出會上表示:“我們已經能夠確認它已抵達月球表面。” 然而,由於危及任務本身的意外複雜情況,SLIM 是否實現了在 100 米目標區域內精確著陸的目標仍然未知。


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在新聞釋出會上,JAXA 官員透露,儘管 SLIM 與任務控制中心保持聯絡並準確響應指令,但著陸器的太陽能電池板未產生電力,並且航天器上收集的大部分資料尚未返回地球。 因此,該任務目前依靠電池執行,電池有能力為其執行供電數小時。 在 SLIM 耗盡電池電量後,其執行將停止——但如果其太陽能供電能夠恢復,航天器可能會重新喚醒。 JAXA 的計劃是讓 SLIM 在著陸後依靠太陽能執行大約一個月。 任務控制人員已關閉航天器上的加熱器,以最大限度地減少其功耗——希望最大限度地延長其月球表面執行時間,從而最大限度地提高其科學回報。

固定著陸器攜帶一個車載多波段相機來研究其周圍環境。 特別是,JAXA 科學家渴望觀察附近的酒海(“花蜜之海”),它位於 Shioli 的斜坡上,被認為是月球地幔的裸露區域,那裡含有一種叫做橄欖石的綠色礦物。 安大略省西安大略大學的戈登·奧辛斯基說:“我們從軌道上探測到該區域存在橄欖石。” “對月球地幔進行取樣是聖盃”——SLIM 不會直接做到這一點。

SLIM 最初於 2023 年 9 月發射,花了將近四個月的時間才緩慢到達月球附近,並於 2023 年 12 月 25 日最終進入月球軌道。 然後,它花了三週時間逐漸降低軌道,降至僅 15 公里的高度,然後在 1 月 19 日開始著陸嘗試。 這是日本第二艘嘗試在月球著陸的航天器。 第一艘,來自日本公司 ispace 的 Hakuto-R 任務,於 2023 年 4 月墜毀在月球表面。 在此之前,只有美國、前蘇聯、中國以及最近的印度成功在月球著陸。

該任務的主要目標是測試一種用於極其精確的自動月球著陸的新方法,這為 SLIM 贏得了 JAXA 的暱稱“月球狙擊手”。 該任務的目標著陸點僅 100 米寬,而之前的任務(例如載人阿波羅登月)的著陸區則有數公里寬。 歐洲空間政策研究所 (ESPI) 的中島結表示:“精確著陸的演示是該專案的象徵。”

SLIM 尋求實現這種精度,這要歸功於日本的“輝夜姬”號軌道飛行器和 NASA 的月球勘測軌道飛行器 (LRO) 對月球表面進行詳細mapping 的交叉檢查其位置。 透過使用車載導航攝像頭和自主影像處理,航天器不斷掃描表面,並識別隕石坑和巨石,以調整其下降,以期實現安全的精確定點著陸。

在將其軌道降低到約 5 公里的高度後,航天器隨後開始垂直下降,自由落體到 500 米的高度,然後點燃推進器懸停並掃描下方表面以尋找障礙物。 接下來,它下降到 50 米並再次懸停和掃描,直到側傾,從 3 米的高度墜落到 Shioli 隕石坑的斜坡上。 由於月球較弱的重力以及五個小型球形減震器的緩衝,著陸應該很輕柔。 整個著陸過程持續了 20 分鐘,SLIM 子專案經理 Kenichi Kushiki 去年在一篇博文中將其稱為“20 分鐘的恐怖”,隨後是漫長而痛苦的等待,任務控制人員努力瞭解航天器在月球表面發生了什麼事。

演示如此精確的著陸可能是一個有價值的工具,可以用於瞄準月球兩極接收永久陽光的區域,以延長著陸器的壽命,或用於訪問科學上豐富的地點。 奧辛斯基說:“它為前往更具科學意義的地方打開了大門”,他是 NASA 為即將到來的載人著陸選擇的地質團隊的成員,該機構計劃在富含水的月球南極進行載人著陸。 “我們想去大的巨石或隕石坑壁中暴露的岩石。 你必須確保著陸時不會撞到任何這些東西。”

在新聞釋出會上,JAXA 官員證實,在著陸前不久,SLIM 成功部署了兩個小型探測器,即月球漫遊車 1 號和 2 號(LEV-1 和 LEV-2)。 前者重約兩公斤,旨在在月球表面“跳躍”,並拍攝著陸器和車輛周圍環境的影像。 同時,LEV-2——一個由日本玩具公司 Tomy 製造的小型球形球體——旨在像 Tomy 生產的變形金剛動作人偶一樣開啟,並拍攝 SLIM 的影像。

SLIM 是近期一系列月球任務中的最新一次,其中大多數任務充其量只是部分成功。 上週,美國公司 Astrobotic 的 遊隼號著陸器因燃料洩漏而未能到達月球表面。 但許多其他公司也將緊隨其後,包括美國公司 Intuitive Machines,其任務計劃於下個月發射。 印度於 2023 年 8 月在月球著陸,而俄羅斯著陸器在同月失敗。 科羅拉多礦業學院的亞歷克斯·吉爾伯特說,SLIM“真正展示了重返月球的努力是多麼的全球化”。

最終,NASA 希望在本十年晚些時候作為其 Artemis 計劃的一部分將人類送回月球表面,首次著陸最近推遲到 2026 年。 中島說,日本希望成為這項努力的一部分。 無論 SLIM 完全成功與否,都註定會讓日本在 NASA 未來任務國際合作夥伴計劃中保持領先地位。 她說:“我們希望有一名日本宇航員登上月球。 這真的是首要任務。 我們希望成為 NASA 非常重要的合作伙伴。”

補充報道:李·比林斯。

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