露底了！印月船3號第三次變軌，軌道越來越怪：無法做到直奔月球

2023年07月19日13:40:07 科學 1777

遮遮掩掩、扭扭捏捏，印度「月船3號」實施第三次變軌後ISRO似乎不願意對外公布最新軌道數據，雖然最後也公布了，但裡面充滿了蹊蹺。

事情的經過是這樣的。2023年印度航天局在東海岸附近的斯里哈里科塔使用LVM3「巨型」火箭將「月船3號」發射升空後，很快就對外宣布「月船3號」成功進入預定軌道。印度總理莫迪當時正在法國訪問，興奮地跑到推特上了留言：月船3號開闢了印度航天的新篇章。

就在印度專家、網友慶祝月船3號成功發射時，美國太空軍18SDS發布的監控數據狠狠打了他們一記耳光！18SDS是美國太空軍第18太空防衛中隊，負責監控所有繞地航天器，網友日常從Space-Track.org上獲取的衛星軌道參數基本上都是18SDS監控記錄的。

美國太空軍全程監測了印度月船3號的發射和入軌，公布的軌道數據為138km x 36306km x 傾角21.3°。問題是印度ISRO最初的預定軌道為170 x 36500km，意味著月船3號近地點比預定降低了32km，遠地點降低了194km。

千萬別小看近地點降低的二三十公里，它導致月船3號距離卡門線只有38公里，卡門線距離地面100公里，是大氣層與外太空的分界線。月船3號在近地軌道照樣受到稀薄大氣的阻力和重量影響，稍有不慎就可能墜入大氣層焚毀。我國天宮號空間站和美國主導的國家空間站每隔一段時間就需要啟動發動機抬升軌道高度，也是這個原因。

為此，印度緊急對月船3號進行了第一次變軌，新軌道參數：173 x 41762km，近地點高度略有提升。7月17日印度ISRO公布了月船3號第二次變軌數據226 x41603km，近地點提升了53公里，遠地點卻降低了159公里，這在航天器變軌中極不正常，所以數據公布後有航天專家就猜測月船3號變軌過程中可能發生了意外。

或許受到外界質疑的影響，7月18印度ISRO遲遲沒有公布月船3號最新軌道數據，只是在官網上強調將在7月20日下午進行下一次變軌！ISRO這種說辭很快就在社交媒體引發了激烈討論，很多人擔心月船3號變軌失敗以致出現意外！也就在這個時候ISRO在推特上公布了月船3號最新軌道數據：228x51400，遠地點軌道提升了10000公里，近地點軌道卻僅僅提升2公里！

月船3號選擇從環地軌道進入地月轉移軌道，再從地月轉移軌道進入環月軌道，這種方法沒有錯，且是一種難度較小、節省燃料的好方法，比如咱們的嫦娥一號也是採用的類似方法。

嫦娥一號於2007年10月24日發射，並順利進入預定軌道200x51000km，近地點比印度月球3號有明顯優勢。之後嫦娥一號實施了第一次點火變軌，將近地點高度抬高到了600km；隨後又進行了第二次、第三次點火變軌，遠地點高度一次比一次大，並在第三次變軌後成功進入地月轉移軌道。

嫦娥1號和月船3號使用的這種方法叫調相軌道法，在最後一次近地點加速進入地月轉移軌道，雖然節省燃料，但耗費時間。我國執行嫦娥2號探月任務時選擇了一種更直接、更快速的方法，即直接將嫦娥二號發送到地月轉移軌道，結果是嫦娥二號從發射到進入環月軌道只用了112h，遠遠小於嫦娥1號的13d14h19min。為直接將嫦娥2號送入地月轉移軌道，運載火箭比嫦娥一號的長征三號甲火箭增加了兩個助推器！

同樣，嫦娥5號也是由運載火箭直接送入地月轉移軌道，途中經歷兩次軌道調整，歷時112個小時成功進入環月軌道。在嫦娥5號高速靠近月球時實施了「剎車」制動以降低速度，避免速度大於低於月球逃逸速度，無法被月球引力捕捉！

印度月船3號幾次變軌處處透露著不尋常，也不採用類似嫦娥5號的方法直接進入地月轉移軌道，根本原因是發動機動力不足及變軌技術存在缺陷所致。

印度月船3號搭乘的GSLV MARK III是印度運載能力最大的火箭，直徑4米，高43.4米，起飛重量640噸，近地軌道LEO運載能力10噸。從參數上看GSLV MARK III性能還算可以，不過與其他國家的同類型火箭相比就原形畢露，比如我國長征7號運載火箭，起飛重量597噸，近地軌道LEO運載能力卻達到了14噸，在重量比GSLV MARK III小的情況下，運力卻增加了40%！