意见|缓慢而稳定,维克拉姆全部登陆月球

如果你在9月6日星期五读这些话,你应该知道 – 也许你已经知道 – 维克拉姆即将降落在月球上。就像Neil和Buzz以及其他几个人一样,在半个世纪前的三个神奇岁月里。

好吧,让我承认:我不是指一个名叫维克拉姆的人,而是一个7月22日从斯里哈里科塔起飞的登陆艇。它已经在月球轨道上运行了两个多星期,首先是作为更大的Chandrayaan-2飞行器的一部分,最后几天在低轨道上自行运行。在你完成这一专栏后的某个时候,维克拉姆将离开它的轨道进一步下降,并最终试图降落。最后的方法大约需要15分钟,我在之前的专栏中描述了这段时间:“它可能是Isro(印度空间研究组织)团队所有成员生命中最长的15分钟。”

漫长而神经紧张,最后,我完全相信维克拉姆将安全地站在月球表面。但是直到它发生,让我们来看看整个过程涉及到什么。

在之前的专栏中,我试图让你了解Chandrayaan-2到达月球需要什么。为了摆脱地球的引力,Chandrayaan-2实际上在地球周围飞行了更加细长的椭圆轨道,每次绕行星都会越来越快。这最终将飞船带入所谓的“地球停泊轨道”,追踪一个椭圆形,其近地点(距离地球最近的点)为170公里,但其远地点(离地球最远的点)近40,000公里。从那里, Chandrayaan-2开始了“月球转移轨迹” – 换句话说,就是通往月球的路径。

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或者说,真正的通往月球影响范围的道路。这意味着Chandrayaan-2与我们的卫星足够接近的地方,它的引力而不是地球的引力是对其运动的主要影响。当Chandrayaan-2在8月20日的航行中到达那个点时,它进入月球轨道。同样,这是一条椭圆形路径,最初的近地点约为120公里,距离月球的远地点距离为4500公里。

接下来发生的事情与此前工艺所做的相反。虽然Chandrayaan-2在地球周围稳定地拉长了轨道,但它现在在月球周围稳定地缩小了轨道,同时减慢了它在太空中的速度。实际上,它正在“环化”它的轨道,在月球表面上方几乎恒定的100公里处。

为什么这样?好吧,假设你在快速行驶的火车上,不得不在古吉拉特邦的卢纳瓦达下车。如果您只是在它冲过车站时退出,您就会同意您可能遭受一些重大损失。当然,在你踏上卢纳瓦达土地之前,你希望火车减速,最好是停下来。至于缩小它的轨道,想想我以前用过的另一个类比。你把一块石头绑在一根长绳子上,然后你在头上迅速旋转它。如果你已经受够了并想停下来,你可能会突然停止旋转。但是那根绳子可能会缠绕在你周围,石头的动量将导致它不可预测地移动,可能会撞到你或附近的某个人,再次造成一些重大伤害。更好地逐渐缩短琴弦,控制旋转,并且只有当你确定石头将要做什么时才停止。

这应该有助于理解为什么Chandrayaan-2进入较低,较慢的轨道。

完成了这项工作后,该飞船已准备好接下来的行动:释放Vikram下降到月球。你可能想知道为什么只有这个月亮着陆器会下降到月球 – 为什么不是整个Chandrayaan-2工艺?以前的载人月球任务,有一个简单的答案。以阿波罗11号为例:迈克尔柯林斯留在命令模块中,绕着月球轨道运行,而巴兹奥尔德林和尼尔阿姆斯特朗在月球模块中降落,他们的月亮行走并返回。然后三个人都在命令模块中飞回地球。

但即使使用像Chandrayaan这样的无人驾驶飞行器,也可以使用单独的月球着陆器,因为Vikram是专门用于降落和停留在月球上的。它只携带月球上特定于其实验目的的仪器,而不是Chandrayaan-2上的其他仪器。所有这些都部分解释了为什么Vikram比Chandrayaan-2本身要轻得多 – 大约1,500公斤,而大约2,400公斤。较低的重量本身使得安全着陆的工作变得更加容易。考虑从建筑物的顶部放下一个物体,并且不希望它在撞击时被破坏。您更愿意尝试这个实验:大钢琴还是高尔夫球?

维克拉姆上周一与Chandrayaan-2分开,在向下缓慢旋转,最初为自己建立了一个较低的轨道。让我们在这里清楚一点:Chandrayaan-2并没有将维克拉姆直接扔到月球表面; Isro的科学家的任务是找到一种方法让它没有破碎。

现在,早在1969年,美国宇航局的科学家就与阿波罗登月舱一样有着同样的任务。虽然可以说没有破碎是一个更为关键的问题,因为模块的有效载荷包括某些阿姆斯特朗和某个奥尔德林。它似乎很脆弱,但它的设计足够坚固,可以让两个人在下降过程中保持活力,然后再回到命令模块。

从命令模块中分离并朝月球表面下落一个多小时后,月球模块发射了引擎,使其下降速度减慢。当然,没有足够的力量将其送回来,但足以让它不会像石头那样掉落,以便阿姆斯特朗可以在必要时控制其飞行。与此同时,奥尔德林使用机载雷达来密切跟踪他们的速度和高度。他们在没有重大恐慌的情况下朝着月球坠落,前往一个被选中登陆的地方。登陆的时间也是在农历早期的时候仔细选择的,当时太阳升起在着陆点上,确保地面上任何东西都能长时间投射出可见的阴影。为什么这个?想象一下,从高处俯视地面下方的物体。没有阴影,你怎么能说出它们的大小?

事实证明,阴影确实很有用。当模块足够接近阿姆斯特朗和奥尔德林清楚地看到月球的表面时,他们注意到这个地方点缀着巨大的巨石。它实际上是一个陨石坑(“西陨石坑”),大约100米。对于所有的巨石,它是不可能在那里降落,直立和稳定。因此,阿姆斯特朗控制了模块,以便他可以搜索替代触地得分的地方。

他再次发射引擎以减缓着陆速度。他发射了微型转向火箭,使模块侧向飞行。当然,这些操作在模块上使用了宝贵的燃料。但是,West Crater的巨石让阿姆斯特朗无可奈何。他将飞行器飞过火山口,然后越过一个被称为“小西火山口”的小型飞机。在第二个火山口外50米处的一个平坦,无特色的平原上,他将月球模块放在月球上。

它只剩下30秒的燃料。这就是阿姆斯特朗在月球上撞击飞船的过程。一旦他们安全降落并且阿姆斯特朗踏上了月球表面,他就走到了小西部并拍了一张着名的全景照片:前景中的火山口,左边的月球模块就像玩具一样。

除了瞄准巨石并需要手动接管,维克拉姆最终下降到月球将与此大致相似。它将降落在月球南极附近的某个地方。一旦它在地面上,一辆带有六个轮子的小型月球车Pragyan将从维克拉姆出现。它以1厘米/秒的清脆速度滚动,它将在着陆点的周围漫游一整个阴历日(地球上大约14天)并将数据发送回Isro。热切的科学家希望,除其他外,它将探测月球表面下的水。如果确实如此,那将是一个什么样的发现。

在那里你拥有它:对月球的一次非凡任务的光秃秃的骨头。我相信,即使是我的干散文也不会杀死这一切的奇迹和浪漫。

曾经是计算机科学家,Dilip D'Souza现在住在孟买并为他的晚餐写作。他的Twitter手柄是@DeathEndsFun