抵达月球南极的“月船3号”
作者：苗千
2023年8月23日，印度空间研究组织（ISRO）发射的“月船3号”（Chandrayaan-3）探测器成功在月球的南极地区登陆。一天之后，月球车从登陆器内驶出，开始在当地进行科学探索。这次成功的月球登陆也让印度成为继美国、苏联和中国之后，第四个成功在月球表面实现登陆的国家。月船3号是印度的第三次探月任务，总投入的资金在7500万美元以内。在2008年发射的月船1号是印度首颗绕月人造卫星，而在2019年发射的月船2号则是在尝试月球表面登陆时功败垂成。当时月船2号登陆器进入到“粗刹车”（rough breaking）阶段，之后，在距离月球表面仅有2.1公里的位置忽然与地球完全失去了联系。最终登陆任务宣告失败。
这一次执行印度探月任务的探测器于2023年7月14日由地球同步卫星运载火箭3型号（Mk Ⅲ）送上了太空。重达3.9吨的飞行器含有一个重1.7吨、名为“Vikram”的登陆模块，在其中还含有一个26公斤重、名为“Pragyan”的6轮月球车。在吸取了月船2号的教训之后，月船3号增加了一个激光传感仪用以测量其相对于月球表面的实时速度。飞行器的算法可以应对更复杂地形，也装备了更多更大的太阳能面板、更多的燃料，以及更重的着陆器械。所选择的登陆区域面积为4公里×2.4公里，也比月船2号当初选择的0.5公里×0.5公里区域更加宽阔。
月船3号最终在距离月球南极大约600公里的地点顺利登陆。选择这个区域登陆难度极大，其中最大的困难在于，与在月球的其他区域登陆相比，航天器需要以一个特殊的角度，耗费更多的能量才能达成；另外月球南极地区的地形也更加崎岖，光照很弱，很多地区都完全陷入黑暗之中。除此之外，人类对于这个区域的引力状况和表面性质都知之甚少，这些因素都加大了登陆的难度。如果登陆器降落到陨石坑、斜坡或是一块石头上，都很可能造成任务的失败。另外在这个区域还可能出现“月震”（moonquakes）。
之所以选择在月球的南极地区登陆，是因为这个地区对于人类来说有越来越大的吸引力。很多人怀疑在这个区域蕴藏着大量的水冰。对于月球来说，水冰是一种非常有价值的资源：人类未来如果打算在月球建造基地，可以直接将那里蕴含的水冰转化为饮用水。另外，如果计划从月球基地向宇宙深处发射探测火箭，还可能将水冰转化为火箭所需的燃料。另外，在月球南极地区还有大量的陨石坑，也就有可能在那里探索太阳系形成初期的秘密。
月船3号登陆器在顺利抵达月球一天之后，月球车Pragyan从中驶出，开始进行科学探测。美国航空航天局（NASA）在几天之后也发出了一张由月球勘测轨道飞行器（Lunar Reconnaissance Orbiter）拍摄的月船3号在月球表面的照片。月船3号登陆器主要配备了四种科学仪器：一个仪器用来测量月球表面离子和电子密度随时间的变化；一个仪器用以记录表面附近的温度；地震仪将检测登陆地点附近是否有月震；而反射器阵列将帮助研究人员了解地球—月球系统的动态。月球车携带了两种科学仪器，用以分析月球土壤和岩石样本的化学成分。这些极为敏感的科学仪器将帮助人类理解月球的地壳厚度和地质活跃程度，并且理解从月球内部深处所流出的热量。
这段时间Pragyan月球车在月球表面运行了大约100米距离。而经过测量，印度空间研究组织的科学家透露，月球南极地区的地面温度比人们此前预想得更高。登陆器探测到了月球地壳的一些活动，而频谱仪则确定了在月球的南极地区有硫元素存在。
在大约10天时间里，月船3号登陆器和月球车一直在月球表面进行探索和拍摄照片，分析月球土壤和大气的成分。之后随着阳光在月球南极地区逐渐消失，它们的电力逐渐耗尽，也就随之开始进入休眠模式。到了地球的9月22日，当又一个月球日开始，人们希望登陆器和月球车能够开始充电，重新工作（一个月球日大约相当于29.5个地球日）。
月球车在9月2日首先进入了休眠模式，而登陆器并没有一同休息。在9月4日，登陆器开启引擎，在月球表面升空大约40厘米，然后在距离原登陆点30多厘米的位置重新着陆——这样的技术展示，说明在未来有可能通过登陆器将月球表面的样本，甚至是宇航员送回地球。
此次月船3号的成功登陆，拉开了人类探索月球南极地区的序幕。未来将会有更多的人类探测器和宇航员来到这里进行探索。美国航空航天局制定的阿耳忒弥斯3号（Artemis 3）航天计划，打算在2025年运送宇航员在月球南极地区登陆，届时必将吸引更多的目光聚集到这个神秘之地。
（本文写作参考了《科学》（Science）杂志、《自然》（Nature）杂志和印度空间研究组织（ISRO）网站的相关报道） 印度月球