日本抵达月球,但其精密着陆器的命运尚不确定

日本的 SLIM 精密着陆航天器——即将到来的月球探测的潜在变革者——可能在完成任务前在月球上失效

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

日本智能月球探测着陆器 (SLIM) 在月球表面的艺术家 rendering 图。

一艘日本航天器已在月球上软着陆,使日本成为历史上第五个实现这一壮举的国家。

这艘名为智能月球探测着陆器(简称 SLIM)的汽车大小的机器人着陆器于美国东部时间 1 月 19 日上午 10:20(日本当地时间 1 月 20 日凌晨 12:20)成功在月球赤道附近的 Shioli 陨石坑附近着陆。该任务由日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 开发和发射。

JAXA 负责人山川宏在着陆后新闻发布会上表示:“我们已经能够确认它已抵达月球表面。” 然而,由于危及任务本身的意外复杂情况,SLIM 是否实现了在 100 米目标区域内精确着陆的目标仍然未知。


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在新闻发布会上,JAXA 官员透露,尽管 SLIM 与任务控制中心保持联系并准确响应指令,但着陆器的太阳能电池板未产生电力,并且航天器上收集的大部分数据尚未返回地球。 因此,该任务目前依靠电池运行,电池有能力为其运行供电数小时。 在 SLIM 耗尽电池电量后,其运行将停止——但如果其太阳能供电能够恢复,航天器可能会重新唤醒。 JAXA 的计划是让 SLIM 在着陆后依靠太阳能运行大约一个月。 任务控制人员已关闭航天器上的加热器,以最大限度地减少其功耗——希望最大限度地延长其月球表面运行时间,从而最大限度地提高其科学回报。

固定着陆器携带一个车载多波段相机来研究其周围环境。 特别是,JAXA 科学家渴望观察附近的酒海(“花蜜之海”),它位于 Shioli 的斜坡上,被认为是月球地幔的裸露区域,那里含有一种叫做橄榄石的绿色矿物。 安大略省西安大略大学的戈登·奥辛斯基说:“我们从轨道上探测到该区域存在橄榄石。” “对月球地幔进行采样是圣杯”——SLIM 不会直接做到这一点。

SLIM 最初于 2023 年 9 月发射,花了将近四个月的时间才缓慢到达月球附近,并于 2023 年 12 月 25 日最终进入月球轨道。 然后,它花了三周时间逐渐降低轨道,降至仅 15 公里的高度,然后在 1 月 19 日开始着陆尝试。 这是日本第二艘尝试在月球着陆的航天器。 第一艘,来自日本公司 ispace 的 Hakuto-R 任务,于 2023 年 4 月坠毁在月球表面。 在此之前,只有美国、前苏联、中国以及最近的印度成功在月球着陆。

该任务的主要目标是测试一种用于极其精确的自动月球着陆的新方法,这为 SLIM 赢得了 JAXA 的昵称“月球狙击手”。 该任务的目标着陆点仅 100 米宽,而之前的任务(例如载人阿波罗登月)的着陆区则有数公里宽。 欧洲空间政策研究所 (ESPI) 的中岛结表示:“精确着陆的演示是该项目的象征。”

SLIM 寻求实现这种精度,这要归功于日本的“辉夜姬”号轨道飞行器和 NASA 的月球勘测轨道飞行器 (LRO) 对月球表面进行详细mapping 的交叉检查其位置。 通过使用车载导航摄像头和自主图像处理,航天器不断扫描表面,并识别陨石坑和巨石,以调整其下降,以期实现安全的精确定点着陆。

在将其轨道降低到约 5 公里的高度后,航天器随后开始垂直下降,自由落体到 500 米的高度,然后点燃推进器悬停并扫描下方表面以寻找障碍物。 接下来,它下降到 50 米并再次悬停和扫描,直到侧倾,从 3 米的高度坠落到 Shioli 陨石坑的斜坡上。 由于月球较弱的重力以及五个小型球形减震器的缓冲,着陆应该很轻柔。 整个着陆过程持续了 20 分钟,SLIM 子项目经理 Kenichi Kushiki 去年在一篇博文中将其称为“20 分钟的恐怖”,随后是漫长而痛苦的等待,任务控制人员努力了解航天器在月球表面发生了什么事。

演示如此精确的着陆可能是一个有价值的工具,可以用于瞄准月球两极接收永久阳光的区域,以延长着陆器的寿命,或用于访问科学上丰富的地点。 奥辛斯基说:“它为前往更具科学意义的地方打开了大门”,他是 NASA 为即将到来的载人着陆选择的地质团队的成员,该机构计划在富含水的月球南极进行载人着陆。 “我们想去大的巨石或陨石坑壁中暴露的岩石。 你必须确保着陆时不会撞到任何这些东西。”

在新闻发布会上,JAXA 官员证实,在着陆前不久,SLIM 成功部署了两个小型探测器,即月球漫游车 1 号和 2 号(LEV-1 和 LEV-2)。 前者重约两公斤,旨在在月球表面“跳跃”,并拍摄着陆器和车辆周围环境的图像。 同时,LEV-2——一个由日本玩具公司 Tomy 制造的小型球形球体——旨在像 Tomy 生产的变形金刚动作人偶一样打开,并拍摄 SLIM 的图像。

SLIM 是近期一系列月球任务中的最新一次,其中大多数任务充其量只是部分成功。 上周,美国公司 Astrobotic 的 游隼号着陆器因燃料泄漏而未能到达月球表面。 但许多其他公司也将紧随其后,包括美国公司 Intuitive Machines,其任务计划于下个月发射。 印度于 2023 年 8 月在月球着陆,而俄罗斯着陆器在同月失败。 科罗拉多矿业学院的亚历克斯·吉尔伯特说,SLIM“真正展示了重返月球的努力是多么的全球化”。

最终,NASA 希望在本十年晚些时候作为其 Artemis 计划的一部分将人类送回月球表面,首次着陆最近推迟到 2026 年。 中岛说,日本希望成为这项努力的一部分。 无论 SLIM 完全成功与否,都注定会让日本在 NASA 未来任务国际合作伙伴计划中保持领先地位。 她说:“我们希望有一名日本宇航员登上月球。 这真的是首要任务。 我们希望成为 NASA 非常重要的合作伙伴。”

补充报道:李·比林斯。

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