韓國探月，美國主導

航天界2022/08/10

第 383期

【綜合報道】韓國首個月球探測器享月號（Danuri）當地時間8月4日上午搭乘美國SpaceX公司的獵鷹9號火箭從美國佛羅里達州卡納維拉爾角發射升空，預計12月中旬抵達月球。

韓國航天研究所（KARI）負責人說： “這是韓國太空探索歷史上一個非常重要的里程碑，享月號只是個開始。 如果我們更加堅定地致力於太空技術發展，我們將能夠在不久的將來到達火星。 ”

據報道，爲期一年的任務期間，享月號將使用包括美國NASA高靈敏相機在內的6種儀器進行研究，對月球表面進行考察併爲未來任務可能着陸點提供參考。 享月號還搭載了一個新型的抗干擾太空數據傳輸網絡設備。 享月號研製耗時7年，將爲韓國2030年着陸月球探測的宏偉目標做準備。

宙叔評論

本次發射的其實是美韓合作的月球探測器，並且美國在項目中所佔比例不比韓國小。在2022年6月21日完成了自研火箭世界號（KSLV-2）的首飛。然而該火箭運載能力太小，無法執行享月號月球探測器的發射，因此不得不借助美國力量。世界號火箭讓韓國成爲全球第7個可自主研製1噸以上運力火箭的國家，此次的享月號發射則讓韓國成爲第7個有月球探測器開展月球探測的國家/航天機構。宙叔從三個方面來分析這件事。

第一，關鍵科學探測技術自主研發，韓國深空探測決心很大。享月號攜帶6個科學儀器，其中5個韓國自研，一個來自NASA。NASA提供的是ShadowCam相機，韓國自研的載荷包括月球地形成像儀、廣角偏振相機、KPLO磁強計、KPLO伽馬射線光譜儀和容錯網絡實驗有效載荷。將進行基於容錯網絡技術的空間通信實驗。這些儀器的功能以環境探測爲主，同時爲後續月面着陸探測做準備，爲未來地月通信數據網絡開展技術試驗。

可以看出，韓國宇航研究院牽頭開展的這次探月任務主要使用的還是韓國自主開發的月球探測儀器。項目花錢不多——1.8億美元，但已經代表了韓國深空探測的最先進技術，是韓國未來發射月球着陸器的前奏。

第二，任務軌道特別，慢而好省地飛向月球。地月不遠，平均距離38萬公里，我國嫦娥探測器從地球飛到月球也就是三四天，這屬於快速路。但天上的“路”跟地上一樣，有直達的也有中轉的。月享號採用了“彈道月球轉移”（BLT）軌道策略，先到達地月拉格朗日點L1附近，然後藉助月球引力前往月球，最終進入距離月面100公里的月球圓軌道——雖然要飛4個月，但節省燃料。這應該也是美國JPL的貢獻。

爲什麼要這樣飛呢？深空探測是資源消耗巨大的活動，設計更節省燃料的軌道方案和控制策略十分重要。地月空間的航天器處在地球和月球引力的共同作用下，需要在限制性三體假設下進行軌道設計與控制，也能夠藉助拉格朗日點設計出飛行的低能耗路徑。從上個世紀九十年代初日本首個月球探測器飛天號（Hiten）到今年美國發射的頂點月球立方星（CAPSTONE），都採用了低能耗的BLT策略。

第三，韓國探月高度依賴美國航天技術能力，與美國重返月球計劃高度融合。韓國此次月球任務所有的觀測數據都將與美國共享，爲美國重返月球的Artemis計劃提供支持，甚至可以看作是美國重返月球的一項分支任務。SLS火箭還沒起飛，但韓國的月球軌道器作爲探路小分隊已經先衝過去了，與去月球驗證近直線暈軌道性能的Capstone立方星角色類似。

同時，如果沒有美國的支持，韓國的探月載荷只能在地面上加加電而已。看這次任務的各項能力要素，除了5個科學載荷是韓國的，其餘幾乎都是美國的。例如，運載火箭用SpaceX公司的獵鷹9號，該火箭在回收一子級情況下地月轉移軌道運力約爲3.3噸，發射享月號綽綽有餘。測控離不開美國的深空探測網，包括分別位於美國加州戈德斯通、西班牙馬德里、澳大利亞堪培拉的三大主站點，它們也曾幫助阿聯酋的“希望號”火星探測器建立深空通信。這次任務的最終目標軌道設計過程中，韓國還曾與NASA博弈。享月號探測器重量有過一次重大變更，從550公斤增加到了678公斤，因此韓國希望將目標軌道變更爲100公里×300公里的橢圓軌道以降低任務難度。但NASA爲了讓自己在探測器上唯一的科學儀器ShadowCam相機更好地發揮觀測作用，不同意變更軌道。最後，韓國方面讓了步。

韓國探月任務的主動權很大程度上掌握在美國手中，但似乎也達到了雙贏效果：韓國提升了航天科技水平、突破了深空任務，美國在幫助韓國的同時爲自己的重返月球計劃鋪路。對於航天工業不健全的韓國來說，也不失爲一種好的選擇。

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