嫦娥六號發(fā)射成功了! 大家是不是也開始期待中國的載人登月了呢?2030年前如果要實現(xiàn)的話,我們還需要哪些裝備?載人登月還不是終點,只是一個新的開始,這后面的計劃可太科幻了!
載人登月的初衷
咱先從最后一個問題說,我們的載人登月是為了和平利用太空資源,為了全人類長期穩(wěn)定的開發(fā)利用月球資源,后續(xù)我們還將建立國際月球科研站,實現(xiàn)長期有人無人的月面駐留探測。想要實現(xiàn)需要做好前期的準備工作?!暗酱艘挥巍笨刹皇俏覀兊某踔?。
按照計劃我國在2030年前實現(xiàn)載人登月,開展月球科學(xué)考察及相關(guān)技術(shù)試驗,突破掌握載人地月往返、月面短期駐留、人機聯(lián)合探測等關(guān)鍵技術(shù),這個過程中我們要完成“登、巡、采、研、回”等多重任務(wù),形成獨立自主的載人月球探測能力。
這么多層次的研究發(fā)展任務(wù),就需要強大的各類裝備和技術(shù)來支持,火箭的運載能力有多大,航天的舞臺就有多大。登陸月球,咱先看地球和月球之間的平均距離可是高達38.44萬公里。這得繞地球赤道跑將近10圈了!
要實現(xiàn)把人送上月球的目標,首先就需要更大推力的運載火箭。前面說了,我們可不搞“到此一游”的象征性工程。既然去就要帶來實際的價值。我國首次的載人登月既要驗證并實現(xiàn)地月往返運輸系統(tǒng)的可靠性,驗證整個任務(wù)過程中的各項關(guān)鍵技術(shù),又要帶回來點月球“土特產(chǎn)”,還要利用科學(xué)載荷實現(xiàn)科學(xué)研究,為后續(xù)的月球科研站的建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。
我國航天任務(wù)向來是勤儉持家的,不會僅僅實現(xiàn)象征意義的登月,一定也會有眾多科學(xué)方面的產(chǎn)出。那么想要完美的實現(xiàn)這些目標,就需要厚積薄發(fā),造出可靠性強的大推力火箭以及登月相關(guān)的各項準備工作!
還需要突破什么技術(shù)環(huán)節(jié)?需要什么裝備呢?
細說中國載人登月“裝備”
首先我們需要一枚大推力的運載火箭, 長征十號應(yīng)運而生,計劃2027年前后實施首飛,目前海南文昌發(fā)射場給它建造的總裝測試廠房和發(fā)射塔架等相關(guān)基礎(chǔ)建設(shè)正在進行當中。 我這次去也看到了,進度還是很快的。
想要登月我們需要一艘全新的飛船,但針對后續(xù)我們空間站的擴建以及地球月球航班化的規(guī)劃,一艘可重復(fù)使用的大型載人飛船是必須要滿足的硬性條件。夢舟新一代載人飛船應(yīng)運而生,它具有兩個版本,可以搭載3~7名航天員,分近地軌道版和登月版。 登月版負責將3名航天員運送到環(huán)月軌道并安全返回地球。
想要著陸月球還需要攬月著陸器,負責將航天員從環(huán)月軌道安全護送到月球表面,并且再攜帶一些月球樣本和航天員一起月面起飛,再護送回夢舟飛船。攬月著陸器主要包括登月艙和推進艙兩個部分。推進艙負責為月面著陸器近月制動、著陸月球初始階段減速下降提供動力,在完成初始階段減速下降后將被分離拋棄。
月球車是載人登月的必備裝備,可以長距離的幫助航天員進行月面探測以及運載月球樣本。目前來看會折疊搭載在攬月著陸器上,相關(guān)設(shè)計方案正公開面向社會征集,進行競爭擇優(yōu)選擇。按當前任務(wù)設(shè)計,載人月球車需要具備載人駕乘、月面移動、定位支持、安全輔助等功能,看起來有點像咱們的新能源汽車哈。L2輔助駕駛是不是也得用上,可為航天員提供移動、通信、探測輔助等保障,可以幫助航天員在著陸地點10公里的范圍內(nèi)進行移動探測。
與此同時,隨著智能化的發(fā)展,我們的載人登月探測不會是完全靠航天員,而是人機協(xié)同進行探測,這就需要月面輔助機器人,其相關(guān)研究都在穩(wěn)步進行中。
而人想要在月面行走工作探測,登月服必不可少,相比目前我們空間站正在使用的“飛天”艙外航天服還是有比較大區(qū)別。 首先腿部、肩部和手部的操控性需要更加靈活,腳部由于接觸月面,需要特殊材料設(shè)計。月塵是極其鋒利的細小顆粒,登月服還要具備非常強的耐磨性。我國正在研制的登月服采用半硬式構(gòu)型,單次工作時間不少于8小時,具備支持航天員月面出艙活動所需的作業(yè)、行走、攀爬、下蹲、駕車、人機協(xié)同等工作能力。 根據(jù)2024年4月的消息,我國的登月服已完成方案研制工作,正在全面開展初樣產(chǎn)品生產(chǎn)和各項試驗。
那么簡單來說,想要實現(xiàn)我們可持續(xù)發(fā)展的載人登月,需要的裝備是長征十號火箭,夢舟新一代載人飛船,攬月著陸器 ,載人月球車,月面輔助機器人,登月服,鵲橋中繼星嫦娥七號、嫦娥八號月面探測器,以及相關(guān)的深空探測和地球上地面的配套設(shè)施。從簡單來說都是一項非常龐大的綜合系統(tǒng)。
這還沒包括,地面的航天員月面模擬訓(xùn)練系統(tǒng),各種航天器的測試系統(tǒng),月球車的開發(fā)系統(tǒng)等等復(fù)雜的難以想象的設(shè)備設(shè)施和體系。
實現(xiàn)載人登月分幾步
要想實現(xiàn)載人登月總共分幾步呢?大家一起來算一算哈。
我們需要發(fā)射兩枚長征十號火箭,第一枚先單獨發(fā)射攬月著陸器到環(huán)月軌道等待;第二枚發(fā)射3名航天員和夢舟載人飛船與攬月著陸器在環(huán)月軌道進行交會對接,2名航天員進入攬月著陸器實施載人登月,1名航天員駐留夢舟載人飛船在軌飛行;2名航天員完成既定登月任務(wù)之后乘坐攬月著陸器上升再與夢舟載人飛船交會對接,轉(zhuǎn)移采集到的月球樣本;3名航天員攜帶月球樣本搭載夢舟載人飛船與攬月著陸器分離后返回地球。
大家算算總共分幾步呢?
嫦娥六號在嫦娥探月四期任務(wù)中處于什么階段,會起到什么作用呢?
探月四期工程包含嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號,任務(wù)目標是在南極初步建設(shè)國際月球科研站的基本型。
嫦娥六號將實現(xiàn)人類首次月球背面采樣返回,既是實現(xiàn)了人類從未觸及到的月球背面的實物月球樣品,也是在為后續(xù)的載人登月的探測打下基礎(chǔ)。嫦娥六號任務(wù)將突破月球逆行軌道設(shè)計與控制、月背智能采樣和月背起飛上升等關(guān)鍵技術(shù),實施月球背面自動采樣返回,同時開展著陸區(qū)科學(xué)探測和國際合作。
通過嫦娥六號著陸的月球南極艾特肯盆地的采回來的樣品進行研究,在載人登月之前我們可以通過研究大致確定該地區(qū)月球資源的可利用價值的方向,這可以看作是未來載人登月的前瞻性研究,能夠提供給載人登月后研究月球資源時,更具體化和方向化的研究策略和目標。
與其他登月裝備的研制同時進行,對于未來載人登月開展月球相關(guān)研究節(jié)省了極大的時間成本。不必載人登月后再研究再決定如何開發(fā)月球資源。這對于整個月球探測來說都是事半功倍,極具前瞻性的規(guī)劃。同時也節(jié)省了大量人力物力和資金成本,充分發(fā)揮了我們勤儉持家的優(yōu)良傳統(tǒng)!
載人登月只是開始,未來更夢幻
載人登月還不是終點,只是一個新的開始,未來,我們主導(dǎo)建立的國際月球科研站或?qū)⒆鳛轱w向更遠深空的探測中轉(zhuǎn)站。計劃2030年前后建成基本型,2040年前后建成完善型,之后建設(shè)應(yīng)用型月球科研站,由科研型試驗站逐步升級到實用型、多功能的月球基地??纯垂?,月球基地可不是科幻,我們能力實現(xiàn)的!有朝一日,中國人也將踏上火星的表面!那個時候,月球基地就成為中轉(zhuǎn)站了!曾經(jīng)的科幻,如今是我們的目標!
讓我們期待嫦娥六號成功返回地球,創(chuàng)造人類新的歷史,揭開神秘月球背面的好消息吧!
參考信息:
新華社:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1771897598884382576&wfr=spider&for=pc
央視網(wǎng):https://baijiahao.baidu.com/s?id=1787691663561252998&wfr=spider&for=pc
光明網(wǎng):https://baijiahao.baidu.com/s?id=1771267668127025637&wfr=spider&for=pc
中國探月與深空探測網(wǎng):http://www.clep.org.cn/index.html
中國載人航天官網(wǎng):https://www.cmse.gov.cn/
中國科學(xué)院:https://www.cas.cn/kj/202304/t20230426_4885366.shtml?ivk_sa=1023197a
本文為科普中國·星空計劃扶持作品
作者 | 房廣林 科技領(lǐng)域科普大V
審核 | 周炳紅 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心研究員
出品 | 中國科協(xié)科普部
監(jiān)制 | 中國科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司