11月21日,中国载人航天工程网官方微博发布了标题为《天宫圆梦 梦舟揽月》宣传视频,回顾了载人航天的历程与未来的新征程,其中有将近2分钟的时间详细描述了登月的详细过程,梦舟、揽月、着陆地点、登月车释放等此前从未公布过的细节!
揽月着陆器与梦舟载人飞船的空投试验进行中,中国载人登月工程正在逐步推进,相比之下,美国早就已经“偷跑”的阿尔忒弥斯计划却陷入了困境,因为工程延误,登月时间一推再推,从计划的2025年一路推到2027年,据最近报告出现的问题,时间将继续推迟,二十一世纪的载人登月或将被中国一举超越!
中国登月细节公布!信息量实在太大
这长达8.5分钟的短片回顾了中国载人航天工程的历史,神舟五号首次载人登上太空,第一次舱外行走再到空间站目标飞行器,到长期运行的载人空间站技术突破,工程建设,中国人有了自己的太空家园。
中国航天并没有因此止步,把眼光望向了更远的月球,2030年前中国要完成载人登月,在这个短片中就描绘了这样几个登月片段:
载人月球车释放:折叠后侧面贴着舱壁放置的月球车,通过一个折叠的起重结构将其吊放到月面后再展开;
月球车月面驰骋:短片表明月球车能与地球直接取得联系,同时短片还确定了活动范围以及活动地点以及总共三天的活动时间,有网友认为位于坎帕努斯环形山,不过这是个不靠谱的答案,各位注意甄别;
载人登月的三大任务:载人地月往返、月面短期驻留和人机联合探测;
载人登月四大流程:登月、巡视、采样、研究与返回;
另外还有揽月登月舱的地面分离测试以及梦舟载人飞船的空投测试,另外还有月球车的地面测试,从短片展示的登月工程进度来看非常顺利,就种花家看来,这2030年前是不是说得太保守了,我看2028年前就可以完成了!
中国载人登月:两次发射,一次登月
宣传短片是看完了,但很多朋友应该还是一脸懵,因为只有几个片段,也不知道中国载人登月到底是怎么样的方式完成的,下文就简单来聊聊中国航天在2030年前将要完成的载人登月计划:
- 登月火箭:CZ-10火箭;
- 载人飞船(兼返回舱):梦舟飞船+服务舱;
- 月面着陆器:揽月着陆器+推进舱段;
这个登月计划分两次只发射,月轨对接,再登月,完成任务后返回;原因是登月的CZ-9进度赶不上登月计划的变化,按早期CZ-9的进度,中国载人航天的登月计划至少也要在2035年之后才能实施,时间上有点靠后了,而CZ-10则因为是CZ-5的“升级版”,所以进度上可控,完全能在2030年前实施载人登月任务。
但是CZ-10火箭的跨月注入载荷能力大约只有27吨,而载人登月至少也要50吨左右!是不是运载能力不够?当然这没关系,因为登月任务本来就是多舱段结构,分成两次发射即可,当年美苏登月竞赛时就有2次发射的计划,所以CZ-10并不算是“第一次”实施,而是选择了比阿波罗以及阿尔忒弥斯计划更务实的一条路线。登月过程也是有讲究,并不是随便发射的:
- 第一步首先发射月面着陆器,也就是揽月着陆器+推进舱段;
- 第二步再发射载人飞船,即梦舟飞船+服务舱;
这个操作确实非常有讲究,因为第一次发射着陆器是无人状态,可以用最大的装载量,最小的燃料量,发射后以一条最经济的轨道飞向月球,可能十天半个月,也可能更长一点,反正无人飞船嘛都没问题,甚至可以等到登月飞船成功进入月球轨道后再发射载人飞船。
到了载人飞船阶段就不能慢慢飞了,必须以一条最快的轨道飞向月球,毕竟航天员呆在逼仄的空间内久了不舒服,另外人呆久了需要消耗物资,氧气、与食物等都需要加倍加量,所以这个肯定得快速完成,按阿波罗计划差不多是3天,估计中国航天的登月飞船从地球到月球也差不多。
抵达月球轨道后就是揽月着陆器和梦舟飞船对接了,完成航天员转移,按一般套路会有一位航天员在梦舟飞船内“值班”,另外两位航天员将进入揽月登月舱准备择机登陆月球。之后大概会经历几个阶段:
- 落月阶段:降低到100*15千米,然后再在近月高时时制动着陆月面
- 月面工作阶段:一般会在月面工作3天左右,按月球车的里程,估计会在10千米范围内;
- 月面上升阶段:所有任务完成后,登月飞船“揽月”从月面起飞进入近月轨道与梦舟飞船对接;
之后将会转移样品到梦舟飞船上,然后航天员也将完成转移,在月球轨道上等待择机返回地球,在月地轨道转移之前会将揽月号丢弃在月球轨道,可能的轨道是200*200KM,从理论上来看,揽月号月面着陆器可以重新注入燃料再次使用,所以下次只要多带点燃料即可再次使用了。
从月球返回地球差不多也是三天左右,与前往月球不一样,返回地球时飞船不会进入地球轨道,而是将服务舱抛弃后而第二宇宙速度直接冲入地球大气层,假设按在东风着陆场返回估算,再入返回测控点应该在南大西洋上空5000公里高度。
之后会沿着南大西洋、非洲、印度洋、印度、从西藏上空进入进入国内,再经过青海到内蒙古东风着陆场,如果倾角有变化,也有可能会经过阿拉伯半岛,巴基斯坦从新疆进入国内,尽管路线有点不一样,但两者落点没有区别。
阿尔忒弥斯计划一推再推:或将被中国一举超越
中国航天载人登月搞得热火朝天,美国人那是心急如焚,原因是NASA重返月球的阿尔忒弥斯计划目前遭遇一系列障碍,原本定在2025年登陆月球的时间表一推再推,最新的时间表是2027年,但根据美国家审计局GAO给出的说法,这个时间表可能还得再推,要是按这个玩法的话估计等中国人从月球回来美国人都还没出发!
美国重返月球计划:原本这个赛道根本就没有对手
NASA在制定最早的重返月球计划时并不是阿尔忒弥斯计划,而是星座计划,这个计划的目标非常宏伟,第一目标是重返月球,在2020年左右完成,第二目标是登陆火星,提出时还是2004年,当时谁都不怀疑美国会按时完成计划!那会国际空间站建设如火如荼,航天飞机一趟又一趟运送物资,而中国刚成功发射神舟六号,连空间站目标飞行器都还没影呢!
当时在重返月球这条赛道上只有NASA一家,他们无论怎么折腾,只要成功登月就又是一次伟大的胜利!阿波罗计划那会还有前苏联在屁股后面追呢,这会真是只此一家别无分店!但人算不如天算,美国在执行这个计划时出了一连串的纰漏,以至于马上就要2025年,但是载人登月的影子才刚刚见到!
2009年,星座计划被取消,这是美国设立重返月球计划以来遭遇的第一个重大变故,原因遭遇了金融危机的美国感觉星座计划耗资是个无底洞,所以被奥巴马政府取消了,好在研发的火箭和飞船留下来了,也算是留了点遗产。
2016年,重返月球为目标的阿尔忒弥斯计划启动,这个计划非常庞大,包括SLS火箭+飞船作为“地月系之间的班车”,建设月球空间站、SpaceX的星舰月球版作为往返空间站和月面之间的班车。看到这个规模大家都知道,NASA要将这个重返月球工程商业化,未来谁出钱谁就可以上班车前往月球,计划绝对没有问题,但到了执行层面问题没完没了:
- 第一个就是SLS火箭,这枚火箭看着很威武,但事实上使用的火箭发动机都是航天飞机的发动机,是真的二手发动机!但是预算却严重超标,从2011年开始到2022年首飞,总共耗资274.85亿美元,每次发射成本超过20亿美元,是马斯克重型猎鹰的20倍!贵就算了,还推迟了18次,原计划2016年首飞,结果到2022年才磕磕绊绊首飞成功。
- 第二个是SpaceX的星舰月球版,地球版都没完成,月球版遥遥无期,所以NASA换成了2020年竞标失败的蓝色起源的蓝月亮月球登陆飞船,这个方案与中国的揽月着陆器一模一样,这是非常无奈的选择,因为再搞下去就要落后于中国了。
- 第三个是NASA对计划的各个子系统进度的掌控能力以及极度失控的预算!NASA的能力已经大不如前,2020年代的NASA已经空心化了,再也没有当年执行阿波罗计划时代的实力,以及各大军工企业的的配合程度,目前的NASA已经被各个军工复合体绑架了,列出的方案一再延期,NASA却对此无能为力,SLS火箭就是最好的案例,猎户座飞船以及月球空间站也是。
除了这几个大问题外,还有一个“更大”的问题,今年8月22日,美著名科技媒体ArsTechnica报道称2年前返回的猎户座飞船返回时候防热大底居然烧“掉”了一块,真不知道下次载人时会出现什么事故!并且这是2022年SLS火箭首飞时绕飞月球的猎户座飞船,制造商洛马公司已经调查了2年,到现在为止还没有任何消息。
早在去年年中时GAO(美国家审计局)就曾警告过,阿尔忒弥斯计划预算大大超标,NASA对子系统进度完全无法掌控,2023年中时评估该计划在2027年前完成非常困难;今年6月20日,GAO再次公布审计结果,NASA将登月子系统更换为蓝色起源的蓝月亮飞船后计划严重滞后,该飞船在2028年2月份前完成的可能性极低!
如果蓝月亮拖到2028年,那么阿尔忒弥斯计划要赶在中国面前率先完成登月几乎就不可能了,因为蓝月亮飞船总得环月与无人登月测试吧,这个工作没个一年半载能完成?而中国的目标是在2030年前完成,现在中国的揽月着陆器就已经在分离测试了,种花家倒是觉得,按中国航天的进度在2028年前完成的概率还是有的,而按NASA的进度,想要在2030年前完成还是非常困难的,所以这才有网友表示,别到中国从月球回来之后NASA的登月飞船还没从地球出发!
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