据新华社消息,5月29日,中国载人航天工程办公室副主任林西强表示,近期,我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施,计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。目前,中国载人航天工程办公室已全面部署开展各项研制建设工作,包括研制新一代载人运载火箭(长征十号)、新一代载人飞船、月面着陆器、登月服等飞行产品,新建发射场相关测试发射设施设备等。
2030年前实现中国人首次登月,目前我们的技术储备如何?与上世纪60年代已经成功登月的美国相比,我国的载人月球探测有何新特点?日前,国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光接受了红星新闻记者的专访。
↑国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光
新一代载人运载火箭:
继承了“长五”5米直径箭体结构,推力大幅提升
杨宇光介绍,我国计划在2030年前实现中国人首次登陆月球的底气,源于目前在载人航天领域已经拥有了大量的成熟技术,新研制的装备将继承这些成熟技术,采用集成创新的方式加速推进。
公开资料显示,在中国国家博物馆日前举行的“逐梦寰宇问苍穹——中国载人航天工程三十年成就展”上,现场展出了新一代载人运载火箭(长征十号)的1:10模型。
据展板介绍,新一代载人运载火箭(长征十号)将用于把月面着陆器和登月飞船送入地月转移轨道。长征十号采用液氢、液氧和煤油推进剂。全长约88.5米,起飞质量约2187吨,起飞推力约2678吨,地月转移轨道运载能力不小于27吨。衍生出的无助推构型火箭可执行空间站航天员及货物运输任务,一子级具备重复使用功能。全长约67米,起飞质量约748吨,起飞推力约873吨,近地轨道运载能力不小于14吨。
“为什么我们有信心提出来2030年以前登月,原因在于我们继承了大量的成熟的技术。”杨宇光举例,比如新一代载人运载火箭(长征十号)的基础,其实就是长征五号运载火箭。“长十”继承了“长五”5米直径的箭体结构,这意味着过去给长征五号使用的一些工艺装备、加工设备等,都可以沿用。
↑新一代载人运载火箭(长征十号)模型据视觉中国
“在航天专业里面,火箭的直径选多少是一件大事。”杨宇光表示,新一代载人运载火箭(长征十号)虽然直径没有改变,但由于采用了泵后摆发动机等新技术,大大减少了单台发动机的占用空间,使得5米直径箭体空间里,“长十”可以安装比“长五”更多的发动机,大大提升了火箭推力。
杨宇光介绍,按照设计要求,“长十”的地月转移轨道运载能力不小于27吨。因此,它能够把27吨以下的载人飞船和月面着陆器,分两次发射送往地月转移轨道,这两个飞行器在绕月轨道上交会对接,然后实施登月。
新一代载人飞船:
内部空间非常大,返回舱可重复使用
关于新一代载人飞船,杨宇光介绍,首先这个飞船是多用途的,但与现有的神舟飞船三舱结构不同,新一代载人飞船分推进舱、返回舱两个舱。
同时,新一代载人飞船的推进舱有两种配置。杨宇光介绍,如果用于低轨道运输,如向空间站运送宇航员,它所要求的变轨能力不是很高,用一个小的推进舱便可实现,新一代载人飞船总重量可以不超过14吨。如果用于登月,要求很强的变轨能力,需要携带大量推进剂,新一代载人飞船就是返回舱加大推进舱的配置,总重量将接近27吨。
在杨宇光看来,我国新一代载人飞船非常具有特点。“首先一点是大,整个返回舱的重量大概应该是在7吨左右,它的内部空间非常大,甚至比美国新一代‘猎户座’飞船都要大。”
此外,杨宇光介绍,新一代载人飞船的返回舱将外面的防热层整体更换后,返回舱便可重复使用,这也是它的主要特点。
公开报道显示,2020年5月,我国长征五号B运载火箭首飞时,搭载了我国新一代载人飞船试验船和返回舱试验舱。据中国航天科技集团有限公司所属中国空间技术研究院技术专家介绍,新一代载人飞船堪称“太空巴士”,在执行近地轨道任务时可以一次运送6-7名航天员。新一代载人飞船还可根据任务需求,从“太空巴士”变为“太空货车”,给空间站运送大量的补给物资,或者把航天工程师们在空间站所做的一些试验样品带回地球。
月面登陆器的使命是从环绕月球飞行轨道把宇航员和装备送到月球表面,宇航员任务完成后再从月球表面起飞,返回环月轨道和载人飞船对接。
杨宇光介绍,我国的月面登陆器有个较大的推进舱,完成任务之后,会进行分离。与“阿波罗”的登月舱“下降级”和“上升级”的结构不同,我国的月面登陆器没有“上升级”,而是直接让整个月面登陆器都返回环月轨道。
新一代登月服:
对减重要求非常高,实现登月还需多方面加强攻关
杨宇光表示,在中国人实现登陆月球的过程中,还需多方面加强科研攻关。他以研制登月服进行举例。
“月面是一个低重力的环境,不是一个微重力的环境。”杨宇光介绍,现在在空间站使用的“飞天”二代舱外航天服,重量约100公斤,在空间站舱外微重力环境下,航天员操作已经比较吃力了,而月面有地球表面1/6的重力,如果登月服还是那么重,对于航天员的负担会非常大。因此,登月服研发过程中,对于减重的要求非常高。
↑中国国家博物馆,观众在观看各种宇航服据ICphoto
杨宇光说,此外,月球表面环境比目前人类已经到达的太空环境更恶劣,一方面月球上昼夜温差达到310℃左右,要比环绕地球轨道上的温差大得多。另一方面,月面上由于几十亿年的风化,易带静电的细小颗粒物很容易漂浮在空中,对航天员及设备造成很大威胁。如何适应月面环境,也是我们需要科研攻关的一道坎。
“我们将进行载人月球探测、月球科考基地的建设、火星采样返回,实施小行星探测等。”2022年10月22日,在中国共产党第二十次全国代表大会第二场党代表通道上,中国航天科技集团有限公司党组书记、董事长吴燕生透露了中国人探索太空的新目标。
杨宇光表示,实现载人登月只是第一步,未来还要建设有人驻留的月球基地等,我国对于太空探索是一个可持续的长远规划。“不会像阿波罗计划那样,去一次,然后这半个世纪都不再去了。”
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