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白兔-R 登月任務為何再次折戟寒海?

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堅韌號著陸器終究還是沒能堅韌不倒,遺憾沒有堅持到最后。東京時間2025年6月6日4:17(北京時間3:17),白兔-R 任務2(HAKUTO-R Mission 2)的堅韌號著陸器試圖以首個非美國商業航天器實現月球軟著陸的歷史性壯舉。然而,卻在距離目標僅90秒時墜毀在寒海(Mare Frigoris)地區,加入失敗名單。這是 ispace 兩年內第二次與登月擦肩而過,僅因技術問題功虧一簣。下面我們就來看看白兔-R 任務2號的完整故事——到底發生了什么、為何失敗,以及這對蓬勃發展的商業月球產業意味著什么。



●旅程:五個月的月球漫游

堅韌號著陸器(Resilience lander)于2025年1月15日06:11:39 UTC,從佛羅里達州卡納維拉爾角發射,搭乘 SpaceX 獵鷹9號火箭,開啟了為期4.5個月的月球之旅。它與螢火蟲航天(Firefly Aerospace)的藍色幽靈號(Blue Ghost)著陸器共享此次發射,后者選擇更快的路線,并于3月2日成功著陸,成為21世紀西方國家首次實現軟著陸的登月任務。而堅韌號著陸器則采用了低能耗轉移軌道,這條迂回路徑使其最遠飛至距離地球150萬公里處,包括在2月15日進行了一次月球飛掠,最近距離月面8400公里。這種省油的路線使 ispace 能夠最大化載荷容量,但也拉長了任務時間線,為測試航天器系統提供了充足機會。

5月6日20:41 UTC,堅韌號著陸器進入高度橢圓的月球軌道(近月點44公里,遠月點5910公里,傾角104度——該數據由公民科學家 Scott Tilley 計算得出)。隨后幾周,通過一系列機動操作,包括5月28日的一次10分鐘引擎燃燒,著陸器進入100公里的圓形軌道。這臺干重340公斤的著陸器每兩小時繞月一圈,完成了十個任務里程碑中的第八個。一切似乎都在為寒海(Mare Frigoris)的歷史性著陸鋪平道路。寒海是一片相對平坦的玄武巖平原,位于月球北半球,巨石障礙少,且能與地球保持持續通信。


堅韌號著陸器搭載了多樣化的有效載荷:由 ispace 盧森堡分部制造的5公斤微型漫游車堅韌(Tenacious),計劃為 NASA 采集月壤樣本;高砂熱工公司(Takasago Thermal Engineering Co.)的水電解裝置;優格林公司(Euglena Co.)的藻類食品生產模塊;國立中央大學(National Central University)的深空輻射探測器;萬代南夢宮(Bandai Namco)的宇宙世紀憲章(Charter of the Universal Century)紀念牌;以及聯合國教科文組織(UNESCO)的記憶盤,保存了275種人類語言。堅韌號漫游車還攜帶了一件文化藝術品——瑞典藝術家 Mikael Genberg 設計的微型紅色小屋月屋(Moonhouse),計劃放置在月球表面。這項任務由歐洲空間局的 ESTRACK 網絡支持,是一項全球合作的壯舉,承載著極高的期望。

●降落:一個六階段計劃的崩塌

ispace 為堅韌號著陸器制定了詳細的六階段下降計劃,目標是將速度從100公里高度的5800公里/小時減至距離月面10米時的2公里/小時▼


第一階段:離軌插入(DOI)– 5800公里/小時,100公里高度(著陸前67至66分鐘)。

第二階段:滑行下降 – 6000公里/小時,100公里至20公里(著陸前66至13分鐘)。

第三階段:制動燃燒 – 6000公里/小時至380公里/小時,20公里至3公里(著陸前13至2分鐘)。

第四階段:制動燃燒與俯仰調整 – 380公里/小時至120公里/小時,3公里至1公里(著陸前2至1分鐘)。

第五階段:終端下降 – 120公里/小時至2公里/小時,1公里至10米(著陸前1分鐘至20秒)。

第六階段:終端著陸 – 2公里/小時至0公里/小時,10米至0米(著陸前20秒至著陸)。

下降過程起初順利。離軌燃燒和俯仰調整校正了著陸器的姿態,主推進器在六個輔助推進器的協助下執行了制動階段。遙測數據顯示堅韌號著陸器按計劃下降,直到第五階段,高度達到52米時,災難降臨。最后的讀數顯示速度為187公里/小時——遠超軟著陸所需的速度——隨后高度讀數驟降至-300米,表明著陸器已撞入月面以下。通信在預定著陸前90秒中斷,至6月6日08:00 JST(北京時間6月6日07:00),ispace 任務控制中心確認無法恢復與著陸器的通信,判定任務失敗,著陸器很可能發生了硬著陸(即撞擊月面)。


●罪魁禍首:激光測距儀的致命延遲

ispace 初步分析指出,失敗關鍵在于激光測距儀——一個用于測量與月面距離的傳感器。在終端下降階段,測距儀無法及時提供有效測量數據,導致著陸器未能充分減速。ispace 表示:「著陸器無法減速至軟著陸所需的預定速度,很有可能在月面上進行了硬著陸。」

與2023年的白兔-R 任務1號(HAKUTO-R Mission 1)不同——那次失敗是由于軟件錯誤導致高度計誤判高度(使著陸器在5公里高度懸停并耗盡燃料),這次失敗源于硬件問題,提醒人們月球環境是多么無情。

激光測距儀的延遲可能有多種原因:塵埃干擾、意外的表面反射率,或硬件故障。盡管寒海著陸點比白兔-R 任務1號選定的阿特拉斯隕石坑(Atlas Crater)更平坦,但微小的地形變化可能仍干擾了傳感器。ispace 首席技術官 Ryo Ujiie 指出,此次問題與白兔-R 任務1號的軟件故障不同,但公司尚未確定根本原因。深入調查——很可能需要借助 NASA 的月球勘測軌道飛行器(LRO)——對于理解失敗至關重要。


●兩次失敗對比:白兔-R 任務1與2

這不是 ispace 第一次在月球上心碎。白兔-R 任務1號于2022年12月發射,同樣進入月球軌道,但于2023年4月25日墜毀,原因是軟件錯誤導致著陸器在5公里高度懸停,耗盡燃料后墜落。白兔-R 任務2號本應是一次救贖之旅,吸取了第一次失敗的教訓——升級了軟件,選擇了更平坦的著陸點,并優化了下降策略。然而,結果卻驚人地相似:在寒海地區的硬著陸,與白兔-R 任務1號命運相同。

兩者的關鍵區別在于失敗模式。白兔-R 任務1號的軟件錯誤拒絕了有效的高度計數據,因為著陸器飛越了一個隕石坑邊緣,暴露了數據處理的致命缺陷。白兔-R 任務2號的硬件失敗——激光測距儀的延遲——表明盡管 ispace 解決了軟件問題,卻低估了月球環境下傳感器可靠性的挑戰。兩次任務都突顯了一個反復出現的主題:下降的最后時刻對商業月球著陸器來說是一場嚴峻的考驗,分秒之間的決策和環境變量可能導致滅頂之災。


●損失:科學、文化與商業夢想

堅韌號著陸器的失利不僅是 ispace 的驕傲受挫。堅韌號漫游車——首臺歐洲制造的月球漫游車,原本計劃為 NASA 采集月壤樣本,推進人類對月球資源的理解。高砂熱工公司的水電解裝置和優格林公司的藻類實驗為未來的月球居住提供了希望,國立中央大學的輻射探測器本可為深空旅行安全提供數據。文化上,聯合國教科文組織的記憶盤和月屋是人類多樣性和創造力的象征,如今很可能已在月球表面化為碎片。

對 ispace 而言,失敗對于在 NASA 商業月球載荷服務(CLPS)計劃中的角色構成了威脅。該公司美國分部與 Draper 合作,正在為2027年的月球背面任務開發頂點1.0(APEX 1.0)著陸器,這是一項更復雜的探月任務,需要中繼衛星進行通信。NASA 已通過阿爾忒彌斯(Artemis)計劃投資于 ispace,現在可能會更仔細更嚴格地審查其可靠性。 ispace CEO 袴田武史(Takeshi Hakamada)承認這種不確定性,表示:「我們希望繼續與 NASA 對話,但這取決于 NASA 的決定。」

經濟上,風險同樣巨大。雖然白兔-R 任務2號的花費低于白兔-R 任務1號的1億美元,但 ispace 無法承受連續失敗。該公司于2022年在東京證券交易所上市,股價最初飆升,但在白兔-R 任務1號失敗后暴跌。白兔-R 任務2如今失敗可能進一步侵蝕投資者信心,尤其是在螢火蟲航天(Firefly Aerospace)和直覺機器(Intuitive Machines)等競爭對手取得相當成功的背景下。


●影響:商業月球競賽降溫?

月球舞臺上商業玩家日益增多,每家公司都在努力證明私人企業能在只有政府曾經成功的領域中勝出。美國、俄羅斯、中國、印度和日本五個國家已實現機器人月球著陸,但商業努力的結果好壞參半。螢火蟲航天的藍色幽靈號(Blue Ghost)于2025年3月成功著陸,成為首家私營月球著陸器,盡管直覺機器公司的 IM-1 和 IM-2 任務以著陸器傾倒告終,但仍實現部分任務。而太空機器人技術公司的游隼號(Peregrine)在2024年未能到達月球,墜回地球。

ispace 接連兩次失敗凸顯了月球著陸的巨大挑戰。月球沒有大氣層,無法進行空氣動力制動,著陸器完全依賴推進器減速。不平坦的地形和低重力(地球的六分之一)使導航和可靠性更加復雜化。即使是微小的錯誤,如傳感器讀數延遲或高度誤判,也可能引發災難性后果。

然而,商業月球競賽遠未結束。藍色起源和太空機器人技術公司計劃在2025年底前進行著陸,NASA 重返月球的阿爾忒彌斯計劃目標是最早2027年讓人類重返月球,隨后中國計劃在2030年實現載人登月。ispace 則表示不會退縮。CEO 袴田武史將公司的歷程比作 SpaceX 早期的掙扎,指出 SpaceX 在獵鷹系列火箭多次失敗后最終主導了發射市場。他在6月6日的新聞發布會上說:「我們將這次失敗看作邁向成功的墊腳石。」


●ispace 下一步

ispace 當務之急是分析堅韌號著陸器的遙測數據,確定激光測距儀的失敗原因。是硬件缺陷、環境干擾,還是設計疏忽?答案將塑造公司對下一任務——2027年的頂點1.0(APEX 1.0)的策略。這臺更大的著陸器將瞄準月球背面的薛定諤盆地(Schr?dinger Basin),需要更高的精度和可靠性。

除了技術修復,ispace 還必須解決更深更廣的問題。它能否平衡商業任務的成本限制與月球成功所需的嚴格測試?NASA 和其他合作伙伴是否會在公司迭代時保持耐心?ispace 2040年打造月球谷(Moon Valley)定居點的愿景,能否承受連續失敗的財務和聲譽代價?

現在,月球依然是一位冷酷的異星情人,對人類雄心無動于衷。白兔-R 任務2號的失敗提醒人們,通往月球探索的道路充滿了刺激與磨難。在堅韌號著陸器的殘骸中,仍有一線希望——人類不懈追求超越地球的證明,即便星辰看似遙不可及。隨著 ispace 冷靜審視殘骸,月球探索的征程仍會繼續,一次次艱難的經驗教訓,鋪就未來的路。


參考信息索引:

HAKUTO-R Mission 2 lost during landing attempt - NASASpaceFlight.com

Private lunar lander from Japan crashes into moon in failed mission - phys.org

ispace’s Resilience lander crash lands on the Moon - Spaceflight Now

ispace:Mission 2 “SMBC x HAKUTO-R VENTURE MOON”

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