中国载人登月计划正在紧锣密鼓推进中。7月下旬央视新一期《开讲啦》,航天员陈冬透露了一些最新情况。

未来登月的火箭发射基地,是海南文昌发射场。登月的其他工作,包括一些论证等等,都在有条不紊推进。

陈冬也透露了自己的看法,未来载人登月,他也希望能亲自登上月球去看一看。

飞往太空,长征十号火箭

与以往空间探索活动不同的是,载人登月所用设备众多,重量和体积势必更大。这样一来,要飞往太空,运载火箭就得具备更大的推力。

截止到去年6月,新一代的火箭发动机已完成了第六次试车,累计试车时长达到了3300秒。

新一代发动机为130吨级,燃料是液氧煤油,研发单位为航天科技集团六院。新研制的发动机,将是未来长征十号火箭的动力基石。

还在2018年底,当时的珠海航展上,长征十号作为新一代的火箭就首次亮相了。从那之后,作为长征火箭家族的成员,外界相当关注它的运载能力。

长征十号火箭,第一级并联将会有21台发动机,第二级为两台发动机方案,第三级将使用三台液氧液氢发动机,这样才能提供足够的推力。

在近地轨道阶段,火箭运载力为70吨,飞往月球的阶段为27吨。

从上面提到的登月步骤看,一枚火箭发射月面着陆器,另一枚火箭发射航天员和载人飞船。

目前的研制工作正在推进中,2027年前后,火箭将能进行第一次试飞

最新的情况是,6月中旬,长征十号火箭的一子级火箭完成了动力系统试车。按照预定计划,接下来试车工作会如期展开。

从之前的设车来看,火箭发动机启动正常,运行、定时关机等各项参数测试都十分稳定。

以上是火箭的相关情况,另一项重要的设备是载人飞船

全新一代的载人飞船

我国20多年的载人航天发展,虽然技术已经相当成熟,但接下来登月所需的载人飞船则是全新的设备。

不同于原来的载人飞船绕地球运行,新的设备需要有飞往月球的能力,同时还要有返回技术。简单来说,全新的载人飞船需要有更大的动力,变轨能力要更加精准且稳定。

从公开的消息看,正在研发的新设备中,它的舱型结构跟此前的载人飞船不同。整个构造为两部分,一个是服务舱,另一个是返回舱。

新飞船的长度在9米左右,其升空时的规模重量为25吨上下。另外,返回舱的重量大约是7吨,整体结构是锥形的。

服务舱需要在绕月轨道上变轨机动,因此动力系统要求更高,它的速度增量可以达到每秒2200米以上,确保能够满足各种机动需求。

从舱内的情况看,新一代的飞船内部空间更大,可以容纳4到7名航天员

在原来技术的基础上,新飞船在动力推进、返回舱回收、能源利用、热控和电子技术等方面又采用了大量新技术。

飞船的整体设计制造依然是模块化的,简单理解就是服务舱和返回舱是分别研制的,而后这两个模块结构可以顺利搭配组合。

需要说明的是,新设备不光为探月准备,未来的小行星,以及飞往火星,都要用到新飞船了。

正因为如此,针对不同的载人航天任务,服务舱在设计的时候会采取相应的技术。不同的是,技术层面上的返回舱,它的设计结构可相对固定,好比全能的钥匙能打开各种锁,它在未来则能搭配各种服务舱。

与过去不同的月面着陆器

我国已进行过多次探月活动,月面着陆技术是充分的。但前几次的着陆器,全部都是无人模式,未来登月所需的着陆器,它需要具备最关键的载人能力。

听起来似乎不难,但你要知道那是远在38万公里外的地方,要在一个设备上加上能够载人的功能,这需要运用到更先进和更复杂的技术。

公开资料显示,在去年2月的一项公开展览上,月面着陆器的模型曾首次亮相。

从整体结构来看,着陆器由推进舱和登月舱两部分构成。

推进舱的动力,是一台液氧煤油发动机,它的推力可以达到80千牛。这台发动机具备多次启动能力,同时还具备深度节流能力。

推进舱的主要任务,要在近月区域制动减速,而且还要进行轨道的修正。在飞往月球表面的过程中,推进舱和它的动力将负责大部分阶段的飞行。

等到接近月球表面,它还要承担减速任务。等到推进舱的任务完成后,它的燃料也基本耗尽,这时候登月舱会跟推进舱分离,登月舱接下来将会完成最后的着陆。

也就是说,整台月面着陆器设备,推进舱只负责降落的部分阶段。等探月活动结束后,上升返回和载人飞船对接的,只有登月舱这一部分结构了。

之所以要设计成这种分离的模式,应该是考虑到着陆器的整体重量,以及尽可能节省燃料。

此外,我国研发的着陆器,与美国此前阿波罗登月计划中使用的着陆器有一定的区别。我国的研制方案,更接近于苏联人当年的设计方案。

有差异性的航天服

虽然我国的航天员,已经在外太空执行过多次任务了,但登月所需的航天服,需要重新研制。

因为月球表面不同于外太空,要考虑到月球的重力、温差、尘土以及表面的各种岩石带来的情况。

这就需要研发登月所用的航天服。根据月球的重力和地表环境,航天服的重量,灵活性如何,密封性以及维生系统如何运作,都需要科研人员重新考虑。

因此相比于以往的航天服,新一代登月所穿的航天服,肯定存在很大差异,也会运用到更多新的技术。

让人满怀期待的月球车

美国人早年探月,并非每次都带上了月球车,只在最后三次登月活动中才使用了月球车,这主要是考虑到重量和空间占用等问题。

根据公开资料显示,我国载人首次登月,就要使用到月球车。也就是说,届时月球车会跟随航天员一起飞往月球,航天员将驾驶月球车展开探测活动。

月球车的功能,将具备定位和安全辅助等能力,它可以协助航天员完成移动和通信等一系列操作任务。

去年,载人航天工程办公室发布的招标信息中,也提到了月球车的相关情况。不过,月球车究竟长什么模样,还要等几年才能知道。

登月阶段任务已启动实施

至于大家都很关心的具体登月计划,虽然航天员还没有正式出发,但从严格意义上来说,现在已经处于登月阶段了。去年8月,载人登月的任务就已全面启动。

简单理解就是,登月所需的一切技术装备等,都已经完全准备好了。现在到2030年的这个时间段,都是准备期。

在这个阶段,各种任务和工作是事无巨细的。像飞船和月面着陆器叫什么名字,2023年载人航天工程办公室,也曾向全社会公开征集。

看流程,从航天员出发到探月活动开始,有以下几个主要步骤。

先从地球发射月面着陆器,这一设备到达月球后,会在月球轨道上等待。

接着是发射载人飞船,也就是航天员正式出发。火箭把飞船送入外太空,载人飞船飞向月球。到达月球轨道后,后来者要与先到的,也就是着陆器进行对接。

后面的一步,便是航天员进入月面着陆器,而后便是着陆器向月球表面出发。

有几名航天员乘坐着陆器前往月球,又有谁会留在飞船上等待,这些情况目前都还是保密状态。也有可能人选还在论证中,并没有确定下来。

等月面着陆器正式到达月球表面,航天员就将正式展开探月活动。这也是整个登月计划中,最为关键的环节。

整个探索过程会持续多久,期间航天员会进行怎样的探索活动,目前也是未知数。

最后一步便是探月活动结束,航天员将乘坐着陆器飞上月球轨道,与飞船重新对接后,载人飞船返回地球,月面着陆器将会留在月球轨道。

至于月面着陆器最后会怎么处置,有可能会让它再次降落,永远留在月球表面。

以上,便是登月的全部步骤。可以看到,从火箭到载人飞船,再到月面着陆器,这三项是登月过程中最主要的设备。除此之外在登月期间,我国的空间站也会全程进行配合,执行相关保障任务。

有了上述步骤,那么所用的登月设备,具体情况和技术又是怎样的呢?咱们接着往下看。

结语

除了上述需要的关键设备外,在整个登月活动期间,文昌发射场作为出发基地,也需要做好一系列准备工作。

比如说,长征十号火箭的发射位以及装配大楼需要新建,与之配套相应设备也要修建。

毕竟,火箭的长度接近90米,发射前的总重量超过了2200吨,起飞时的推力更是高达2700吨。

无论从哪个角度看,这都是一个相当庞大的家伙,与之前的长征系列火箭比起来,其他立刻都变成了小弟。

所以说,发射场地所需的设备整体需要翻新。除了发射场要做准备工作,围绕登月的任何一个方面,前期的准备工作都事无巨细,一项也不能落下。

这不仅仅是一项高难度的技术任务,更是在考验多方的协作水平。未来几年,公众在期待,所有参与人员将是全力以赴的状态。