美国月球着陆器奥德修斯号的重大人为质量事故

奥德修斯号着陆过程中由于横向速度导致倾斜倒卧在月面

成功软着陆月球后的第 4 天，美国商业航天企业直觉机器（Intuitive Machines, IM）公司仍未发布执行 IM-1 任务的奥德修斯号（Odessus）着陆器登月后的照片。

在 23 日召开的电视电话会议上，IM 首席执行官兼联合创始人史蒂夫·阿尔泰穆斯（Steve Altemus）曾表示将在周末发布大家最关注的月面照片。现在看来奥德修斯到目前还未与地球建立稳定的通信链路。看来奥德修斯的结果可能会比日本月球勘测智能着陆器（Smart Lander for Investigating Moon, SLIM）的结果更糟糕。

不过今天要讲的重大人为质量事故，并不针对无法恢复有效通讯这个结果，而是“奥德修斯利用 NASA 多普勒激光导航雷达（Navigation Doppler Lidar, NDL）样机替代其机载测距仪的功能”的话题。

1、未打开的保险

奥德修斯号配置了 2 个导航模块，它们分别位于着陆器 Bay2 和 Bay5 的上部，即下图中的 Navigation Pod 及其对称位置。

Nova-C级月球着陆器爆炸图

IM 表示激光导航雷达无法正常使用的原因是，飞行前未解锁机载雷达测距仪的的硬件保险，这属于重大人为质量事故。就像是职业摄像师在完成拍摄任务后，发现未打开镜头盖一样。

一般这种硬件解锁都会有一个“Remove Before Flight”的标签，有理由相信奥德修斯上虽然设置了硬件解锁装置，但是并未配置这样的标签。于是它就这样上天了。

硬件解锁标签示例

2、迟到的发现

奥德修斯号成功完成月球轨道注入后约一小时，IM 地面控制中心对奥德修斯号落月相关的机载设备进行自检。地面人员将机载雷达测距仪状态设置为“打开”，然而遥测数据显示显示该设备并未进入工作状态。

奥德修斯月球着陆器进入月球轨道后自拍的月球合影

最终分析的结果是位于着陆器 Bay2 和 Bay5 的 2 个测距仪硬件保险均未打开。这意味着着陆器只能进行某种意义上的盲降。

当 IM-1 任务负责人将这一情况告诉控制中心的操作人员时，操作人员的脸马上变得惨白。

盲降的结果 99.9% 将导致着陆器硬着陆，并导致任务失败。此时给他们留下的时间不多了。

3、不幸中的万幸

幸运的是，这次任务携带了一堆科学有效载荷，其中一个是 NASA 多普勒激光导航雷达（Navigation Doppler Lidar, NDL）实验样机。在本次任务中 NASA 只是将其作为普通载荷测试其拓展能力，并用于改进未来登月尝试中的导航技术。

由于 NDL 未设定为奥德修斯导航系统的测距备份系统，因此它也不与机载导航系统进行数据交换。好在 IM 团队成员对其相当熟悉。

虽然没有哪支团队愿意在最关键的时刻进行软件更新，但是对于奥德修斯将 NDL 的数据接入导航系统将是软着陆的唯一机会。

4、一个半小时完成了一个月的工作

IM 首席技术官兼联合创始人蒂姆·克莱恩（Tim Crain）在电视电话会议上介绍了，该公司如何用 NASA 多普勒激光导航雷达（Navigation Doppler Lidar, NDL）样机替换着陆器机载测距仪的功能。

蒂姆表示，奥德修斯机载导航系统使用了 NDL 产生的一个速度测量分量。公司组织了 3 个小组进行软件改写工作，其中一支负责软件编制、一支负责软件测试、另一支负责远程注入。这种在正常航天软件开发中通常需要一个月才能完成的软件变更工作，团队只用了 1.5 小时，而且它奏效了。

当然我们并不清楚着陆器摔了个“狗啃泥”是否和本次软件改写引入的数据误差相关。

5、重启造成鹰相机未抛出

由于软件注入后需要重启导航系统，而这种初始化导致软件中鹰相机（Eagle Cam）抛出的参数被重置，因此着陆器并未在落月过程中抛出相机。

目前，相关人员正在研究在当前姿态下抛出鹰相机，并进行第三者拍摄的可能性。当然其前提首先是获得稳定的地月数据传输能力。

6、为何还未建立稳定的地月数据传输能力

目前来看可能有以下 3 个原因：

① 天线指向

新星－Ｃ天线部署位置

根据记者会上 IM 所描述的着陆器姿态，地球位于其顶部垂直方向，奥德修斯号上的天线都不直接指向地球。

② 月球数据网络

IM 建立的月球数据网络（LDN）的天线直径最大的为 30 多米，最小的只有 18 米，而且它们的制式也有差异。

相信 IM 应该正在使用 NASA 的深空网络（DSN）进行连接尝试。DSN 的天线直径超过了 70 米。

③　高纬度

奥德修斯号着陆区域位于月球高纬度地区，这导致与地球的通信会受到月球地平线的影响，再加上其落月姿态低，如果处于该区域较低位置，通信信号的传输会更加困难。

④ 美国没有“鹊桥”通信中继卫星

由于没有月球轨道通信中继卫星，着陆器只能直接与地球建立连接。这对于没有很好的落月姿态的着陆器，可能是致命的。

综上，奥德修斯这次确实有点悬了。最终可能只是一台着陆后，只是带了点“喘气”的东西。

从整个事件的发展来看，直觉机器（IM）公司的信息透明度还是有问题的。忽悠了美国总统拜登和副总统哈里斯，他们都已经发过祝贺了。

7、日本 SLIM 传来最新消息

处于第 2 个月昼期的日本月球勘测智能着陆器（SLIM）今天传来了好消息，该航天器今天对地面唤醒产生了回应。但，由于太阳照射强烈，导致其目前温度过高，JAXA 表示将在日照相对减弱后，采取进一步的行动。

头点地的 SLIM 和 “侧卧”的奥德修斯

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