月船三號(hào)探測(cè)器成功進(jìn)入繞月軌道后，印度空間研究組織發(fā)布了該探測(cè)器監(jiān)視相機(jī)拍攝的月球影像，這一舉動(dòng)主要是為了提高工程展示度，比如我們的天問(wèn)一號(hào)在進(jìn)入火星軌道時(shí)也有同類(lèi)影像產(chǎn)品。

印度網(wǎng)友看著他們的探測(cè)器切入月球軌道的盛況，紛紛抒發(fā)感慨：

印度航天真的要騰飛了嗎？

月船三號(hào)是印度航天第四個(gè)成功進(jìn)入地外天體軌道的探測(cè)器，前三個(gè)分別是曼加里安號(hào)火星探測(cè)器（繞火探測(cè)，不具備登陸火星能力）、月船一號(hào)（繞月探測(cè)）、月船二號(hào)（繞月探測(cè)成功，登月失?。?，對(duì)于這些事實(shí)我們應(yīng)當(dāng)予以正視。

印度曼加里安號(hào)探測(cè)器拍攝的火星與火衛(wèi)一

但是話又說(shuō)回來(lái)，月船三號(hào)即便成功繞月，然而它所取得的成就至今仍未超越月船二號(hào)，能否超越還得看接下來(lái)的表現(xiàn)。

在不少印度航天愛(ài)好者心中，月船三號(hào)被認(rèn)為是印度版“嫦娥三號(hào)”，這兩個(gè)探測(cè)器都肩負(fù)著實(shí)現(xiàn)本國(guó)登月任務(wù)零突破的重任。

印度月船三號(hào)有實(shí)力叫板我們將近十年前的嫦娥三號(hào)嗎？

沒(méi)有對(duì)比就沒(méi)有傷害，從月船三號(hào)與嫦娥三號(hào)的繞月初始軌道數(shù)據(jù)對(duì)比，就能看出雙方航天實(shí)力的差距。

月船三號(hào)成功進(jìn)入繞月軌道后，印度空間研究組織就公布了軌道數(shù)據(jù)，該探測(cè)器初始繞月軌道的近月點(diǎn)是164公里，遠(yuǎn)月點(diǎn)18074公里，后續(xù)需要多次近月制動(dòng)，以使其軌道變?yōu)榻曼c(diǎn)100公里的圓軌道。

月船三號(hào)繞月初始軌道近月點(diǎn)比月船二號(hào)近月點(diǎn)高了50公里，遠(yuǎn)月點(diǎn)也比月船二號(hào)遠(yuǎn)月點(diǎn)高了675公里，因此可以說(shuō)，月船二號(hào)在軌道控制方面對(duì)比月船二號(hào)甚至是有所退步。

造成這種“退步”的主要原因是，月船三號(hào)服務(wù)艙攜帶了相較于月船二號(hào)更多的燃料，因此可以選擇相對(duì)保守的繞月初始軌道，以免距離月球過(guò)近而導(dǎo)致探測(cè)器撞月情況的發(fā)生，更多的燃料可以用于后續(xù)近月制動(dòng)變軌，逐漸消減軌道高度。

月船三號(hào)服務(wù)艙

月船三號(hào)更為保守也是因?yàn)榍懊嬖麓?hào)的登月任務(wù)畢竟失敗了，月船三號(hào)真的是有點(diǎn)失敗不起。

與之對(duì)比，嫦娥三號(hào)就沒(méi)有那么麻煩，我們是一步到位至100公里圓軌道，月船三號(hào)繞月初始軌道遠(yuǎn)月點(diǎn)比我們高了將近1.8萬(wàn)公里，軌道高度越高說(shuō)明軌控能力越差。

要做到嫦娥三號(hào)一步到位式的繞月軌控需要硬實(shí)力為依托：

嫦娥三號(hào)近月制動(dòng)，一步到位進(jìn)入平均距離100公里的目標(biāo)圓軌道。

首先要有高軌運(yùn)力足夠強(qiáng)大的運(yùn)載火箭，使得探測(cè)器可以直接進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，而無(wú)需探測(cè)器消耗自身的燃料進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道。比如發(fā)射嫦娥三號(hào)的CZ-3B改三型運(yùn)載火箭，地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力就高達(dá)4.2噸，完全滿足發(fā)射質(zhì)量3.78噸的嫦娥三號(hào)直接進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道的運(yùn)力需求。

CZ-3B改三型火箭發(fā)射嫦娥三號(hào)探測(cè)器

嫦娥三號(hào)器箭分離時(shí)的科幻畫(huà)面

印度用于月船三號(hào)發(fā)射的LVM3-M4運(yùn)載火箭的地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力僅有2.38噸左右，如果印度登月任務(wù)只是為了突破登月技術(shù)，那么完全可以做成一個(gè)小型著陸器，這樣2噸級(jí)指標(biāo)也可以滿足，但是他們還想要部署月球車(chē)，著陸器還要帶一系列的科學(xué)探測(cè)載荷，如此規(guī)模的著陸器還要攜帶足夠多的燃料，以便進(jìn)行近月制動(dòng)任務(wù)，那么2噸級(jí)指標(biāo)就滿足不了需求。

LVM3-M4運(yùn)載火箭

探測(cè)器規(guī)模的放大又超出了運(yùn)載火箭的地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力，這就不得不單獨(dú)加一個(gè)服務(wù)艙，這個(gè)服務(wù)艙也可以視為火箭的上面級(jí)，其主要負(fù)責(zé)將著陸器以繞地球飛行逐圈加速抬升軌道的方式，變軌至地月轉(zhuǎn)移軌道，以及近月制動(dòng)、繞月軌控等任務(wù)。

由著陸器（月球車(chē)內(nèi)置）、服務(wù)艙組成的月船三號(hào)探測(cè)器

月船三號(hào)著陸器釋放月球車(chē)測(cè)試

其次，探測(cè)器要有足夠強(qiáng)大的軌道控制動(dòng)力系統(tǒng)。接著上面講，加了服務(wù)艙，月船三號(hào)的探測(cè)器重量就漲到了3.9噸，比嫦娥三號(hào)略重一點(diǎn)。

兩個(gè)探測(cè)器的發(fā)射質(zhì)量相近，但是軌控發(fā)動(dòng)機(jī)的能力卻是相差甚遠(yuǎn)，月船三號(hào)僅配備一臺(tái)440N軌控發(fā)動(dòng)機(jī)，而嫦娥三號(hào)則是一臺(tái)7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，后者是前者推力的17倍。

月船三號(hào)服務(wù)艙配置的440N軌控發(fā)動(dòng)機(jī)

由于月船三號(hào)軌控發(fā)動(dòng)機(jī)推力較小，所能提供的速度增量也更小，所以只能先進(jìn)入遠(yuǎn)月點(diǎn)要高得多的大橢圓軌道。

月船三號(hào)在近月制動(dòng)環(huán)節(jié)持續(xù)點(diǎn)火了約半個(gè)小時(shí)才能進(jìn)入還要費(fèi)力降軌的大橢圓繞月軌道，我們嫦娥三號(hào)憑借7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)大推力，能夠提供更大的速度增量，只需點(diǎn)火6分鐘，就能直接進(jìn)入近月點(diǎn)、遠(yuǎn)月點(diǎn)均為100公里的目標(biāo)圓軌道。

嫦娥三號(hào)近月制動(dòng)效果圖

就像是倒車(chē)入庫(kù)，月船三號(hào)至少要十幾次才能倒好，我們則是一把入庫(kù)，這就很夢(mèng)幻了。

一把入庫(kù)除了需要強(qiáng)大的軌控動(dòng)力，還需要精準(zhǔn)的測(cè)控能力，否則就存在由于測(cè)定軌偏差導(dǎo)致探測(cè)器撞擊月球，或者與月球擦肩而過(guò)的風(fēng)險(xiǎn)。

我國(guó)目前基于喀什深空站、佳木斯深空站、內(nèi)烏肯深空站三座站點(diǎn)，已經(jīng)建成布局全球連續(xù)測(cè)控覆蓋率高達(dá)90%的深空測(cè)控網(wǎng)，最遠(yuǎn)測(cè)控距離別說(shuō)是月球，就連冥王星、太陽(yáng)系邊際空間都可以觸達(dá)。

佳木斯深空測(cè)控站66米口徑全可動(dòng)測(cè)控天線

除此之外，我們還有測(cè)角精度極高的天文VLBI甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量網(wǎng)支持，使得探測(cè)器的測(cè)定軌結(jié)果通常都有著遠(yuǎn)超預(yù)期的測(cè)量精度，這才使得我們敢于一步到位進(jìn)入100公里繞月目標(biāo)圓軌道。

反觀印度月船三號(hào)，其在執(zhí)行近月制動(dòng)等關(guān)鍵任務(wù)時(shí)，主要依靠的是本國(guó)測(cè)控站，而他們僅有的一座深空測(cè)控站，測(cè)控天線最大口徑也僅有32米，測(cè)定軌精度難以與我們相提并論。

印度深空測(cè)控站32米口徑測(cè)控天線

通過(guò)上述分析可以體會(huì)到，探測(cè)器的構(gòu)型設(shè)計(jì)涉及到的能力因素大多數(shù)都是相互關(guān)聯(lián)、相互影響、相互制約，不是探測(cè)器設(shè)計(jì)師想怎么設(shè)計(jì)就怎么設(shè)計(jì)，離開(kāi)硬實(shí)力的依托，一切都是無(wú)源之水。

不管怎么說(shuō)，月船三號(hào)好歹還是來(lái)到了月球軌道，那么，接下來(lái)的登月任務(wù)成功概率有多大？

月船三號(hào)登月任務(wù)的預(yù)選著陸區(qū)

總的來(lái)說(shuō)，畢竟有月船二號(hào)任務(wù)在前面趟了雷，月船三號(hào)的登月成功率要比月船二號(hào)高不少，但是能否成功，還得看最終的在軌實(shí)踐結(jié)果。航天任務(wù)就是這樣，哪怕是最后幾秒鐘出現(xiàn)問(wèn)題，也可以導(dǎo)致整個(gè)任務(wù)的完全失敗。

月船三號(hào)著陸器充分吸取了月船二號(hào)登月任務(wù)的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，有多處適應(yīng)性改進(jìn)，其中最重要的硬件改動(dòng)就是下降動(dòng)力配置方案有所不同。

月船二號(hào)著陸器

月船二號(hào)著陸器配置有4臺(tái)800N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，1臺(tái)800N固定推力發(fā)動(dòng)機(jī)，月船三號(hào)則僅配置4臺(tái)800N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，取消了位于著陸器底板中心位置的800N固定推力發(fā)動(dòng)機(jī)。

在不少人看來(lái)，月船著陸器的推力是不足的，為何還要減去1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)？

事實(shí)上，著陸器下降動(dòng)力的推力設(shè)計(jì)是最基礎(chǔ)的問(wèn)題，不論是月船二號(hào)還是月船三號(hào)都不可能出現(xiàn)推力不足的問(wèn)題，只有推力的強(qiáng)與弱的區(qū)別。

月船系列著陸器的下降動(dòng)力主要是4臺(tái)800N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，它們分別布置在著陸器底板四周，發(fā)動(dòng)機(jī)噴射的羽流相互影響比較紊亂，這就導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)噴射羽流帶來(lái)的月塵干擾更大。

月船三號(hào)著陸器下降動(dòng)力地面測(cè)試

取消的那臺(tái)800N固定推力發(fā)動(dòng)機(jī)并不參與著陸減速任務(wù)，而是主要用于在著陸末段吹除月塵，以降低月塵附著在著陸器的太陽(yáng)能電池，或其它科學(xué)載荷上的干擾風(fēng)險(xiǎn)。

月船二號(hào)吹除月塵專(zhuān)用800N固定推力發(fā)動(dòng)機(jī)在著陸末段點(diǎn)火效果圖

月船三號(hào)之所以取消800N固定推力發(fā)動(dòng)機(jī)，主要是考慮到著陸成功的重要性要比防月塵干擾的重要性高得多，如此一來(lái)還可以簡(jiǎn)化動(dòng)作流程，為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)減負(fù)，以避免出現(xiàn)動(dòng)作程序錯(cuò)亂的情況。

比如月船二號(hào)著陸器，當(dāng)年就是因?yàn)檐浖收?，?dǎo)致著陸器在距離月面兩千多米的高度出現(xiàn)了360度翻轉(zhuǎn)，最終遭致著陸失敗的厄運(yùn)。

嫦娥三號(hào)與之對(duì)比就完全不同了，它的7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了軌道控制與下降減速著陸的一體化設(shè)計(jì)，既是地月轉(zhuǎn)移、環(huán)月繞飛階段的主控動(dòng)力，也是著陸下降減速的主控動(dòng)力。

7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)重量不超過(guò)39公斤，其推力可以在110%至16%之間連續(xù)變化，也就是說(shuō)7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)的最大真空推力是8250N，這一指標(biāo)是印度月船三號(hào)4臺(tái)800N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)總最大推力的2.5倍還有余，而800N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)雖名為變推力，但實(shí)則是僅能在85%至100%推力之間實(shí)現(xiàn)變化，變推力能力有限將直接影響其下降速度的可控性，稍有差池就可能“超速”。

7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)

由于7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力強(qiáng)勁，我們不需要像月船三號(hào)那樣多臺(tái)并聯(lián)，發(fā)動(dòng)機(jī)噴射羽流呈中心放射狀，月塵干擾也要小得多。

嫦娥三號(hào)落月瞬間，可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)羽流吹起的月塵。

大推力往往可以“為所欲為”，比如月船三號(hào)著陸器由于推力不夠強(qiáng)大，所以不得不將著陸任務(wù)的起始高度設(shè)在距離月面30公里的高度，而嫦娥三號(hào)則可以直接從15公里高度開(kāi)始下降。

月船三號(hào)更高的著陸起始點(diǎn)高度是為了有更長(zhǎng)的著陸行程，以滿足其羸弱的下降動(dòng)力的減速時(shí)間要求，月船三號(hào)的著陸行程將達(dá)到745.5公里，而嫦娥三號(hào)則只需要430多公里。

月船三號(hào)登月各階段任務(wù)順序

嫦娥三號(hào)登月各階段任務(wù)順序

月船三號(hào)不僅動(dòng)力羸弱，用于著陸的“視力”也不怎么好。

人類(lèi)以往的月球軟著陸任務(wù)通常都是選擇大片開(kāi)闊平坦區(qū)域，然后沿著設(shè)計(jì)彈道一頭扎下去，能不能成功，運(yùn)氣因素占比很大，因?yàn)檫^(guò)去的人類(lèi)沒(méi)有掌握自主避障技術(shù)，此為“盲降月球”。只有阿波羅登月計(jì)劃，由于有了宇航員的參與控制，所以才不是“盲降”。

在宇航員的操控下，阿波羅12號(hào)具備了定點(diǎn)登月能力。圖為宇航員拍攝的勘測(cè)者3號(hào)與阿波羅12號(hào)登月艙合影。

直到21世紀(jì)初期，我國(guó)嫦娥三號(hào)探測(cè)器才終結(jié)人類(lèi)無(wú)人探測(cè)器盲降月球的歷史，該探測(cè)器首創(chuàng)粗避障+精避障的接力避障方案，并以慣性導(dǎo)航為基準(zhǔn)，輔以多波束融合修正，這才保證了極高的登月成功率，嫦娥三號(hào)之后的嫦娥四號(hào)、嫦娥五號(hào)也都沿用并完善了這一技術(shù)方案，這才造就了高達(dá)100%的登月成功率。

粗避障指的是在距離月面兩千多米高度時(shí)，利用光學(xué)成像敏感器獲取的著陸區(qū)圖像，針對(duì)較大的障礙物進(jìn)行機(jī)動(dòng)規(guī)避，之后當(dāng)著陸器下降至距離月面100米高度時(shí)，在7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)的幫助下，實(shí)現(xiàn)懸停，懸停期間使用激光三維成像敏感器獲取著陸區(qū)高精度三維圖像，然后基于螺旋搜索法，快速選定安全著陸點(diǎn)，然后瞄準(zhǔn)著陸點(diǎn)機(jī)動(dòng)飛行，此為精避障。

激光三維成像敏感器作業(yè)效果圖

在粗避障+精避障方案支持下，嫦娥四號(hào)更是具備了復(fù)雜崎嶇月面的著陸能力，使我國(guó)具備了根據(jù)科學(xué)探測(cè)需求在月球表面任意選擇著陸區(qū)域的全月面到達(dá)能力。

登陸月球背面的嫦娥四號(hào)著陸器

印度月船三號(hào)著陸器也借鑒嫦娥系列著陸器的設(shè)計(jì)方案，但是他們很難學(xué)到位，該著陸器只能在距離月面約1300米至800米高度懸停，使用光學(xué)成像敏感器獲取著陸區(qū)圖像，這只能相當(dāng)于我們的粗避障，所選擇的著陸點(diǎn)的安全系數(shù)相較于嫦娥三號(hào)要大為降低。

月船三號(hào)著陸器避障手段有限

為什么月船三號(hào)很難學(xué)到位？首先是著陸器的能力限制，他們配置的下降動(dòng)力難以滿足百米高度懸停的推力指標(biāo)需求，再就是激光三維成像敏感器這種高價(jià)值載荷的研制難度極高，放眼全球，至今我們?nèi)匀皇俏ㄒ谎邪l(fā)成功并投入工程實(shí)踐的國(guó)家。

激光三維成像敏感器

拿嫦娥三號(hào)與月船三號(hào)對(duì)比，公平嗎？很公平，因?yàn)閮蓚€(gè)探測(cè)器都是各自國(guó)家旨在突破登月技術(shù)能力的探測(cè)器。

也有人說(shuō)，“印度人的航天不可小覷，花了最小的錢(qián)辦了大事”。

我要說(shuō)的是，論花小錢(qián)辦大事的能力，放眼世界，我們稱第二，沒(méi)人敢稱第一。

以嫦娥三號(hào)為例，據(jù)報(bào)道該任務(wù)投入約為10億人民幣，與之對(duì)比，月船三號(hào)的投入約為5.4億人民幣。

看起來(lái)月船三號(hào)還真便宜，但是要知道月船三號(hào)是月船二號(hào)任務(wù)的延續(xù)，由于地面測(cè)試不到位，月船二號(hào)登月失敗，這才有了月船三號(hào)，這雙份投入加一起，還是小錢(qián)嗎？

除此之外，還要看到通過(guò)工程實(shí)踐之后得到了什么，我們不僅收獲了高可靠高安全的基于機(jī)器視覺(jué)理念的高成功率登月能力，而且掌握了7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，這一人類(lèi)目前用于地外天體著陸推力最大的發(fā)動(dòng)機(jī)，該型動(dòng)力還將用于后續(xù)載人登月任務(wù)。

嫦娥四號(hào)著陸器配置的7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)

況且，我們的預(yù)算不是針對(duì)某一個(gè)單一型號(hào)，而是基于年度多個(gè)工程項(xiàng)目統(tǒng)籌使用，滾動(dòng)管理。

比如，嫦娥二號(hào)是嫦娥一號(hào)的備份星，嫦娥四號(hào)是嫦娥三號(hào)的備份星，備份星的投入往往遠(yuǎn)小于主份星，通過(guò)后來(lái)的實(shí)踐，我們知道，嫦娥二號(hào)在完成繞月探測(cè)后，又開(kāi)展了包括飛越圖塔蒂斯小行星在內(nèi)的一系列拓展任務(wù)，嫦娥四號(hào)更是代表人類(lèi)首次軟著陸于月球背面，其著陸器與月球車(chē)至今仍在正常工作。

玉兔二號(hào)月球車(chē)

說(shuō)白了，錢(qián)要花在刀刃上，而不是摳摳搜搜不花錢(qián)，錢(qián)花不到位，那么該有的技術(shù)裝備就不會(huì)有，該有的能力也不會(huì)有。后面要想再去攻關(guān)這些技術(shù)能力，還要花更大的錢(qián)，還要浪費(fèi)更多的時(shí)間。這也是為什么即便時(shí)光倒退十年，月船三號(hào)也沒(méi)有實(shí)力叫板嫦娥三號(hào)的原因。