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中國驕傲丨人類即將重返月球!中國公佈載人登月初步方案 2030年前登陸月球

華夏經緯網 > 新聞 > 熱點聚焦      2023-07-26 14:18:39

中國驕傲

【導語】1969年7月20日,美國阿波羅11號飛船在月球降落,人類在月球上邁出了第一步。但由於種種原因,第一輪載人登月在幾年後匆匆結束。54年後的今天,隨著航太科技取得一系列新突破,可持續、高效益地開展載人月球探測成為可能。重返月球,人類蓄勢待發。

2023年,中國載人航太工程辦公室宣佈:我國載人月球探測工程登月階段任務已經啟動實施,計劃先期開展無人登月飛行,並在2030年前實現中國人首次登陸月球。為完成這項任務,我國科研人員正在研製新一代載人運載火箭、新一代載人飛船、月面著陸器、登月服、載人月球車等裝備。


計劃2030年前實現載人登月

中國載人登月任務效果圖。(圖源:中國載人航太工程辦公室)

中國載人登月任務效果圖。(圖源:中國載人航太工程辦公室)

“我國計劃在2030年前實現載人登陸月球開展科學探索,其後將探索建造月球科研試驗站,開展系統、連續的月球探測和相關技術試驗驗證。”不久前,在武漢舉辦的第九屆中國(國際)商業航太高峰論壇上,中國載人航太工程辦公室副總設計師張海聯介紹了登月的初步方案。

歷史上,從蘇聯第一顆人造衛星斯普德尼克一號升空開始,正式進入美蘇太空競賽時期,雙方都試圖率先將第一個人送上月球,為此蘇聯開展“東方號計劃”和“上升號計劃”,美國開展“水星號計劃”和“雙子星座計劃”,核心目的都在於掌握實現載人登月天地往返、交會對接和出艙活動這三大基本技術。

回看中國的載人航太工程,目前空間站已建成,這意味著我國不僅深度掌握了這些技術,而且在其他多方面已能夠與國外先進水準並駕齊驅。在此基礎上發展載人登月,相關的關鍵技術已有了很高的起點。

2021年11月19日,在北京故宮午門拍攝的中國空間站過境照片,軌跡為多張照片堆棧。(圖源:新華社)

2021年11月19日,在北京故宮午門拍攝的中國空間站過境照片,軌跡為多張照片堆棧。(圖源:新華社)

對於任何一次太空探索性質的空間飛行任務而言,都有工程目標和科學目標。在工程目標方面,可以驗證整個飛行過程中的關鍵技術,證明飛行器是否可靠;在科學目標上,如阿波羅登月收集的月壤以及安裝的月震探測儀和鐳射發射器,都具有重要的科學價值。

國際宇航聯合會空間運輸委員會副主席楊宇光表示,我國的首次載人登月將以工程目標為主,實現地月往返運輸系統是最核心的目標,但依然會有眾多科學方面的産出。“即便是第一次登月,我們航太員漫步月球也不僅僅只有象徵性意義,一定會有豐富的重要科學成果的産出,我們也期待著這一天。”

儘管如此,在正式進行有關飛行任務之前,還有很多準備工作要做:用於載人登月的長征十號運載火箭、新一代載人飛船和月球登陸器這三大件必須準備就緒,才能開展飛行驗證,相關的研製工作還需緊密開展。現有的發射工位無法滿足新一代載人運載火箭的要求,配套基礎設施的建設工作也需準備到位。在正式載人飛行之前,還需要進行連續多次無人發射任務,完成載人能力可靠性的驗證工作。


載人登月也分“三步走”

2020年11月24日,中國用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器,開啟我國首次地外天體採樣返回之旅。(圖源:新華社)

2020年11月24日,中國用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器,開啟我國首次地外天體採樣返回之旅。(圖源:新華社)

早在本世紀初嫦娥無人探月工程論證階段,以首任探月工程總指揮欒恩傑為首的科學家們就大膽地提出了“繞落回”和“探登駐”兩個三步走戰略規劃。“繞落回”指的是環繞月球、著陸月球和月球取樣返回的無人探測任務,2020年底嫦娥五號取樣返回探測器成功攜帶月球樣品返回地球,宣告著“繞落回”三步走規劃的圓滿完成。

嫦娥探月工程通過“繞、落、回”的無人探測,尤其是嫦娥五號取樣返回探測器的研製和成功,為中國載人登月計劃在技術上奠定了堅實的基礎。從某種意義上説,載人登月可以看作放大版的嫦娥五號任務,而且嫦娥五號的相關技術也廣泛應用到載人登月計劃,比如嫦娥五號的7500牛變推力主發動機YF-36也是載人月面著陸器的主發動機。隨著“小三步走”戰略規劃的完成,“大三步走”即“探、登、駐”也自然而然地邁向了第二步:載人登月計劃。

2020年12月4日,國家航太局公佈了探月工程嫦娥五號探測器在月球表面國旗展示的照片。(圖源:國家航太局)

2020年12月4日,國家航太局公佈了探月工程嫦娥五號探測器在月球表面國旗展示的照片。(圖源:國家航太局)

距離2030年還有不到7年時間,我國載人登月現在的準備已經到哪個階段了?中國載人航太工程辦公室主任助理季啟明近日接受媒體採訪時表示,當前我國已經完成了登月任務相關飛行器的關鍵技術攻關和方案研製,並完成了登月總體方案的論證。我國載人登月計劃,未來七年將分三步走,實現在2030年前中國航太員登陸月球的目標。

中國載人航太工程辦公室副主任林西強此前在神舟十六號載人飛行任務新聞發佈會上介紹,我國載人月球探測工程登月階段任務已啟動實施,總體目標是:2030年前實現中國人首次登陸月球,開展月球科學考察及相關技術試驗,突破掌握載人地月往返、月面短期駐留、人機聯合探測等關鍵技術,完成“登、巡、採、研、回”等多重任務。

這一次最新公佈的方案中也給出了詳細步驟。第一步:採用兩枚運載火箭分別將月面著陸器和載人飛船送至地月轉移軌道,飛船和著陸器在環月軌道交會對接,航太員從飛船進入月面著陸器。第二步,月面著陸器將下降著陸于月面預定區域,航太員登上月球開展科學考察與樣品採集。第三步,在完成既定任務後,航太員將乘坐著陸器上升至環月軌道與飛船交會對接,並攜帶樣品乘坐飛船返回地球。


登月關鍵技術已獲突破

2020年11月17日,長征五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器在中國文昌航太發射場完成技術區總裝測試工作後,垂直轉運至發射區,計劃于11月下旬擇機實施發射。(圖源:新華社)

2020年11月17日,長征五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器在中國文昌航太發射場完成技術區總裝測試工作後,垂直轉運至發射區,計劃于11月下旬擇機實施發射。(圖源:新華社)

針對載人登月的目標,中國載人航太工程辦公室在前期關鍵技術攻關及方案論證的基礎上,已經全面啟動各項研製和建設工作,包括研製長征十號運載火箭、新一代載人飛船、月面著陸器和登月服等飛行産品,以及新建發射場和相關測試發射設施設備等工作。

要實現載人登月,運載火箭的研製是關鍵。長征十號運載火箭主要用於將月面著陸器和登月飛船送入地月轉移軌道。長征十號運載火箭繼承了許多長征五號火箭的技術,採用液氫、液氧和煤油推進劑,全長約92米,起飛重量約2187噸,起飛推力約2678噸,地月轉移軌道運載能力不小于27噸,預計2027年前後完成首飛。

2023年4月24日,觀眾在中國航太博物館參觀展出的長征系列運載火箭模型。(圖源:新華社)

2023年4月24日,觀眾在中國航太博物館參觀展出的長征系列運載火箭模型。(圖源:新華社)

除運載火箭外,新一代載人飛船是飛向月球的重要一棒,將在火箭之後接力護送航太員登月。新一代載人飛船在神舟飛船技術基礎上,採用模組化設計,由逃逸塔、返回艙和服務艙組成,適應近地、深空等任務需求,主要用於將航太員送往環月軌道並返回地球。飛船的入軌品質大約26噸,可搭乘3名航太員。

與神舟飛船三艙結構不同,新飛船是“兩居室”:一個是返回艙,是整船的指令中心,也是航太員生活起居的地方;另一個是服務艙,是整船能源與動力中心。兩艙結構使飛船更靈活,可重復利用的部分也更高。在新一代載人飛船基礎上,我國還在統籌研製近地飛船。近地飛船乘組為4到7人,為後續開展太空旅遊預留了空間。

在備受關注的月面著陸器方面,目前已完成上百次的迭代和相關試驗。月面著陸器重約26噸,由登月艙和推進艙組成,可將2名航太員送達月面,主要負責把航太員從環月軌道下降著陸月面並返迴環月軌道。同時,月面著陸器也具有自主控制飛行能力。

月面著陸器到達月面後,航太員將乘坐載人月球車,在月面開展工作。載人月球車重約200公斤,可搭乘兩名航太員。航太員將乘月球車在10公里範圍內開展月球採樣及相應的月面實驗。除載人月球車外,我國還計劃發射一個具備大範圍移動能力的月面移動實驗室,可實現長期無人自主在月面活動,並可支援航太員短期駐留。

從嫦娥一號拍攝的全月球影像圖,到嫦娥五號為人類取回21世紀的第一批月球樣品,再到中國載人登月初步方案公佈,中國人在探月路上,蹄疾而步穩,書寫了一個又一個精彩的探月故事,並且一步一步將神話照進現實。我們期待登月那天的到來!


(資料來源:新華社、央視新聞、科技日報、澎湃新聞、中國航太科技集團)


責任編輯:姚思寒
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