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印度空間研究組織正在推進月船4號任務,這項計劃將從月球南極附近采集并運回高達3公斤的月壤樣本。樣本數量超過中國嫦娥六號帶回的1935克,這標志著印度首次實現月球樣品返回能力。任務獲得政府批準,預算約2104億盧比,預計2028年發射。印度空間研究組織主席V. Narayanan多次確認這是該組織最復雜的月球項目,需要開發多項新技術來確保成功。
月船4號總質量約9.2噸,由五個模塊組成,包括推進模塊、著陸模塊、上升模塊、轉移模塊和再入模塊。由于現役LVM3火箭在地月轉移軌道運力有限,任務采用兩次發射方式。第一次發射攜帶著陸模塊和上升模塊,第二次發射攜帶推進、轉移和再入模塊。兩個組合體進入地球軌道后進行對接,形成完整探測器,然后飛向月球。這種軌道組裝方式彌補了單枚火箭載荷不足的問題,同時驗證對接技術,為未來任務積累經驗。
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著陸地點選在月球南極附近,靠近月船3號著陸點濕婆力量站。這一區域基于月船2號軌道器和其他國際探測數據分析,選擇標準包括地形、水冰分布和重力異常。著陸后,機械臂負責表面舀取樣本,鉆探設備收集地下物質,總量控制在2至3公斤范圍內。樣本密封在專用容器中,避免污染和泄漏。
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上升模塊攜帶樣本從月表起飛,在月球軌道與轉移模塊對接。樣本移交再入模塊后,組合體返回地球。再入模塊分離,進行大氣再入并軟著陸回收。這種架構需要多次對接和分離操作,難度高于以往月船任務。印度空間研究組織已通過SpaDeX實驗驗證軌道對接,為月船4號鋪路。
相比嫦娥六號,月船4號樣本量更大,但任務復雜度不同。嫦娥六號針對月球背面,需要中繼衛星支持通信,而月船4號著陸區通信條件較好。印度采用分開發射和軌道組裝,體現了在火箭運力限制下的工程優化。中國長征五號火箭單次可發射更重載荷,實現一體化任務。兩種方式各有特點,都推動了月球采樣返回技術進步。
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月船4號成功將使印度成為第四個獨立實現月球樣品返回的國家,僅次于美國、蘇聯和中國。帶回樣本將在本土實驗室分析,提供月球地質和資源數據,特別是南極水冰相關信息。這有助于理解月球演化過程,也為未來月球基地建設積累依據。任務還驗證上升起飛、大氣再入等關鍵環節,支持印度長遠航天規劃。
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印度月球探索從2008年月船1號軌道器起步,逐步實現繞月、著陸和漫游。月船3號2023年成功軟著陸南極附近,增強了技術信心。月船4號在此基礎上擴展到樣品返回,體現了穩步升級策略。組織同時推進生產能力提升,計劃未來幾年航天器產量翻倍,以支持更多深空任務。
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