中国载人登月初步方案公布 2030年前实现载人登月科学探索

中国载人登月初步方案公布 2030年前实现载人登月科学探索
飞奔到月球

中国载人登月初步方案公布 2030年前实现载人登月科学探索

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2月24日,“逐梦寰宇问苍穹——中国载人航天工程30年成就展” 。首次展出月面着陆器与新一代载人飞船 。新京报采访人员 浦峰 摄
中国载人登月初步方案公布 2030年前实现载人登月科学探索

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2023中国商业航天发展大会暨第二届中关村商业航天大会 。新京报采访人员 陶冉 摄
在地球上,我们见到的是1.28秒前的月亮 。
384400公里,这是地球到月球的漫长旅程,一道光走完它需要1.28秒 。以人类现有的交通工具计算,坐高铁需要约45天,坐民航飞机需要约20天 。
7月12日,在武汉举办的第九届中国(国际)商业航天高峰论坛上,中国载人航天工程副总设计师张海联介绍了中国载人登月的初步方案,表示将研发新一代火箭、飞船、月面着陆器、登月服等装备,在2030年前实现载人登月科学探索 。
于是,对中国人来说,地月通勤出现了一个新的选择:坐飞船需要约三天 。
1972年12月11日,美国阿波罗17号在月球金牛座利特洛峡谷降落,这是人类历史至今的最后一次载人登月 。到今天,月球上已有51年未现人类踪迹 。
不论是嫦娥奔月或“举杯邀明月”的盛情,又或是在甘肃敦煌的月球车沙漠试验场旁,石碑上篆刻的、意为“为月亮驾车的女神”的“望舒”二字——中国人的奔月愿望是悠久的 。
现在,这个愿望或许快要实现了 。
计划发两趟“星际快车”
为了把人送到月球,我国计划发起两趟“星际快车”,即发射两枚分别载有飞船和月面着陆器的运载火箭 。
国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光介绍,运载火箭要进入距地球200公里左右的低轨道,在这里,火箭将以7.8公里每秒的速度环绕飞行 。而后,瞅准方向与时机,火箭会加速至11公里每秒,进入地月转移轨道——业界将其比作通往月球的“高速公路” 。在“公路”的入口,火箭完成了它的使命,与奔月的飞行器分离 。
剩下的旅程中,及时调整飞行器的姿态、朝向、速度都是必要的 。这被称为“中途修正”,由地面控制中心与飞行器配合完成,“一天86400秒,每秒哪怕只误差一米,三天也会误差几百公里 。”杨宇光解释 。
约两天后,飞行器接近“高速公路”的终点,就要踩下刹车——专业的说法是“近月制动”,最终降速至约1700米每秒 。这个速度允许它被月球引力捕获,开始在环月轨道绕行 。
公认最难的一步到来了 。环月轨道上,分批到达的月面着陆器与飞船将交会对接,宇航员们从飞船“换乘”进入前者 。
未来,中国新一代载人飞行器在环月轨道上对接成功后,一名宇航员留守飞船,两名宇航员转移至月面着陆器 。全新的冒险将拉开帷幕:月面着陆器会与飞船分离,制动减速,在月球引力的作用下降落 。月球表面会印上中国人的脚印 。
中国国家航天局相关人员曾向媒体表示,月球轨道交会对接受制于月地返回窗口、热控、能源等约束,必须在规定时间内一次完成 。
机会只有一次 。“从地球到月球时还好,一次对接不上,大不了宇航员们再坐着飞船回地球 。但从月球考察完毕,乘坐月面着陆器回到环月轨道后,对接不上,月面着陆器里的宇航员不能返回飞船,也就不能返回地球 。”杨宇光分析,比起去程,返程的月球轨道对接更具风险 。
然而,在38万公里以外的月球附近,人类卫星的信号相当衰弱,这意味着,我们最熟知的卫星导航是不可用的 。杨宇光说,利用地基测控测量飞行器轨道是常用法,精确度在公里至百米间;随着飞船与月面着陆器越发靠近,雷达、激光等相对导航技术将得到应用,精度优于米级 。
值得欣慰的是,我国的环月轨道对接已基本实现自主控制,安全性高,“五十多年前,美国阿波罗11号的登月舱上升段与指令舱在环月轨道上实施的是手动对接 。而我们今天的自动对接,只有出现问题时,宇航员才需要介入调整 。手动,成了一种备选方案 。”
据新华社报道,2020年12月6日,无人探测器嫦娥五号的上升器成功与轨道器、返回器在环月轨道上交会对接 。这是我国航天器首次实现环月轨道交会对接,也是人类第一次在环月轨道上做无人交会对接 。


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