你有沒有想過這個問題:中國距離登月還有多遠(yuǎn)?
雖然官方早就明確了,要在2030 年前實現(xiàn)中國人首次登陸月球,但有沒有可能,我們提前或者推遲登月?
中國現(xiàn)在的航天到底什么水平?
我們要為登月做什么準(zhǔn)備?除了這些準(zhǔn)備工作,還有那些任務(wù)需要攻關(guān)。
極限測試
當(dāng)年據(jù)說美國航天員在月球上最長停留時間不過 3 天,而未來中國航天員登月,計劃停留時間會更長,甚至可能為后續(xù)建立月球科研站做準(zhǔn)備。
現(xiàn)在我們讓一名航天員在太空停一年進(jìn)行駐留試驗,其實是在為登月前的極限生存演練。
在太空微重力環(huán)境下待一年,人體會發(fā)生一系列變化,比如,骨密度流失、肌肉萎縮、心血管功能下降,這些在短期飛行中可能不明顯,但在長期駐留中可能就會出現(xiàn)很大問題。
而登月任務(wù)往返至少需要 10 天以上,加上月面停留時間,航天員在太空的總時長可能接近半個月。
這一年的駐留數(shù)據(jù),能讓科學(xué)家精準(zhǔn)掌握人體在太空的變化規(guī)律,為登月航天員的健康保障提供可靠的實驗數(shù)據(jù)。
除了考驗人的生理極限,對太空的生存保障也是一個極限測試。
空間站的生保系統(tǒng)要在一年時間里持續(xù)穩(wěn)定地提供氧氣、水和食物,處理二氧化碳和廢物。
任何微小故障在長期運行中都可能被放大。
如果在軌一年的生活,能較好的保障成功,那么未來任何太空活動,都能得到有效安全的保障。
在此之前的歷次載人航天任務(wù),其實都是在為載人登月做準(zhǔn)備。
比如,最典型的就是航天員乘坐的夢舟飛船和月面著陸器需要在環(huán)月軌道上進(jìn)行精準(zhǔn)對接。
這是執(zhí)行登月任務(wù)的關(guān)鍵一步。
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如果對接技術(shù)不成熟,哪怕有一點瑕疵,航天員后續(xù)都可能無法完成登月任務(wù)。
最近幾年,我們還著重演練太空出艙,目的就是讓航天員在空間站外進(jìn)行復(fù)雜的維修和實驗。
而月面出艙,也就是“月球漫步”,比空間站出艙難度更大。月球表面沒有大氣保護(hù),輻射更強(qiáng),溫度變化更劇烈,還要應(yīng)對月塵的侵蝕。
一旦在月面發(fā)生緊急情況,需要有完善的應(yīng)急救援方案。
而中國空間站已經(jīng)建立了成熟的“天地一體”應(yīng)急救援體系,神舟飛船隨時待命,能在最短時間內(nèi)實施救援。
這些經(jīng)驗,都將直接應(yīng)用到登月任務(wù)中。
登月還有多遠(yuǎn)
前期已經(jīng)做了那么多工作,那么中國距離登月到底還有多遠(yuǎn)?
其實,從現(xiàn)在到 2030 年,中國航天人還需要闖過 5 道生死關(guān)。
第一就是長征十號的運力。要把航天員和登月艙送上月球,需要一枚“超級火箭”。
長征十號就是為這個任務(wù)量身打造的,它的近地軌道運載能力達(dá) 70 噸,地月轉(zhuǎn)移軌道運載能力達(dá) 27 噸,能將夢舟飛船和攬月著陸器直接送入地月轉(zhuǎn)移軌道。
但這枚火箭的研制難度超乎想象。它需要具備高可靠性、大推力、精準(zhǔn)入軌等特點。
目前,長征十號已經(jīng)完成了多項關(guān)鍵地面測試,包括芯一級三機(jī)動力系統(tǒng)試車、整流罩分離試驗等,但距離首次飛行試驗還有一段路要走。
更關(guān)鍵的是,長征十號計劃在 2027 年首飛,這意味著留給火箭研制團(tuán)隊的時間只有不到 2 年了。
第二就是飛船需要升級。我們可能對神舟飛船很熟悉,但登月需要的是更先進(jìn)的夢舟飛船。
它不僅要能把航天員送到月球,還要能安全地帶他們回來,并且具備在月面軌道長期停留的能力。
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夢舟飛船的特點很明顯:更大的空間,能容納 4-6 名航天員,更強(qiáng)的防護(hù)能力,能有效應(yīng)對月球軌道的強(qiáng)輻射。
同時,還需要更先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng),以便實現(xiàn)精準(zhǔn)軌道控制。
目前,夢舟飛船已經(jīng)完成了多次地面模擬試驗,包括零高度逃逸飛行試驗,系統(tǒng)功能逐步完善。
第三就是著陸關(guān)。這是登月任務(wù)中最驚險的環(huán)節(jié)。從環(huán)月軌道下降到月面,整個過程只有 15 分鐘,被稱為“黑色 15 分鐘”。
因為這段時間內(nèi),著陸器要完成從 15 公里高度到月面的軟著陸,期間要避開隕石坑、調(diào)整發(fā)動機(jī)推力至 0.1 牛級精度,還要應(yīng)對月面地形的不確定性。
由此可見,月面著陸的難度系數(shù)有多高。
好在中國航天人已經(jīng)有了應(yīng)對方案。攬月著陸器采用登月艙與推進(jìn)艙雙模塊設(shè)計,動力下降中兩艙分離,登月艙自主落月。
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任務(wù)結(jié)束后,登月艙直接點火起飛,無需額外上升級。
更重要的是,2025 年 8 月 6 日,攬月著陸器已經(jīng)圓滿完成了著陸起飛綜合驗證試驗,這是我國首次進(jìn)行載人航天器地外天體著陸起飛試驗。
第四是航天員關(guān),不是所有航天員都能登上月球。
未來的登月航天員,需要具備比空間站航天員更強(qiáng)的身體素質(zhì)、心理素質(zhì)和操作技能。
他們要接受一系列魔鬼訓(xùn)練,比如,要在水下進(jìn)行 7 小時的月面行走模擬、在沙漠和戈壁進(jìn)行野外生存訓(xùn)練、在離心機(jī)上承受 8 倍重力加速度的考驗。
他們還要學(xué)會在極端環(huán)境下保持冷靜和果斷。
想象一下:在月面遇到突發(fā)故障,通訊延遲超過 1 秒,所有決策都要靠自己,這對航天員的心理素質(zhì)是巨大的考驗。
最后一個是地面支持關(guān)。登月任務(wù)的成功,離不開地面支持系統(tǒng)的保障。從火箭發(fā)射到航天員返回,整個過程需要多個地面測控站、海上測量船和中繼衛(wèi)星的協(xié)同工作。
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目前,中國已經(jīng)建立了覆蓋全球的測控網(wǎng)絡(luò),但為了登月任務(wù),還需要進(jìn)一步升級。
比如,要在月球背面建立測控站、增強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)能力,能在最短時間內(nèi)處理突發(fā)情況。
目前,載人登月任務(wù)各項研制建設(shè)工作總體進(jìn)展順利,長征十號運載火箭、夢舟載人飛船、攬月著陸器、望宇登月服、探索載人月球車等飛行產(chǎn)品已完成初樣階段主要工作。"
更重要的是,文昌發(fā)射場登月任務(wù)相關(guān)測試發(fā)射設(shè)施設(shè)備正在有序開展研制建設(shè),測控通信、著陸場等地面系統(tǒng)已完成總體方案,將陸續(xù)開展各項目建設(shè)。
中國的載人登月計劃還有一個更宏大的目標(biāo),在 2035 年前建成國際月球科研站基本型,2045 年前建成拓展型。
這意味著,未來中國航天員不僅要 登上月球,還要 留在月球,甚至可能在月球上長期工作和生活。
我們期待著2030 年,五星紅旗在月球表面緩緩展開。
參考資料
中國人 2030 年前實現(xiàn)登陸月球的目標(biāo)不動搖 長征十號將進(jìn)行技術(shù)驗證飛行試驗,新華網(wǎng)
中國公布載人登月初步方案 月球探索新任務(wù)新想象,央視網(wǎng)
神舟二十三號1名航天員將試驗駐留一年,港澳航天員今年有望“飛天”,界面新聞
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