三个人,两个人下去,一个人留在轨道上。这个分工,中国首次载人登月和阿波罗一模一样。但把这三个人送上去,阿波罗每次任务只用一枚土星五号,中国要打两枚长征十号。
10月31日,第七届载人航天学术大会上,中国载人航天工程副总设计师、月球探测工程总设计师王翔公布了首次载人登月的乘组方案:三人乘组,两人着陆月面。两次发射、环月轨道对接的方案,2023年就公布了;今天新增的是乘组怎么分。真正值得比较的,是这套架构和阿波罗的差别。环球时报央视网
先澄清一个常见误会:阿波罗不是直接登月,它用的也是月球轨道交会,把登月舱单独送到月面,指令舱留在轨道上。两者的区别不在“要不要在月球轨道对接”,而在“几发火箭把人和着陆器送上去”。NASA
阿波罗的答案是“一发全带走”。土星五号的地月转移轨道运力是43.5吨,足以把指令服务舱和登月舱一起送上天。到了奔月路上,飞船掉头,把登月舱从火箭末级里取出来,完成第一次对接;之后登月舱落月、上升,再和指令舱对接一次。NASA美国国家航空航天局
中国的答案是“分两发”。长征十号高92.5米,起飞重量2189吨,地月转移轨道运力不小于27吨,约为土星五号的六成。第一发先把揽月着陆器送进环月轨道,让它在上面等;第二发再送梦舟飞船和三名航天员上去,两者在环月轨道对接,两名航天员进入揽月,落月。返回时,揽月上升段从月面起飞,再与梦舟对接一次,三人回家。央视网环球时报新华网
这个差别一半是火箭,一半是风险算法。
阿波罗把风险押在一次发射上:土星五号在上升段出问题,就没有第二次机会;但人和登月舱从地球开始就在一起,第一次对接在奔月路上就完成了,环月轨道上只需等登月舱回来对接一次。中国把风险拆成两段:第一发失败,第二发可以不发;第二发因天气或故障推迟,揽月可以在环月轨道上等,不必让整趟任务立刻报废。代价是两次发射、两次环月对接,任何一次对接不成功,任务同样失败。两发并不天然比一发安全,它只是把“单点故障”换成了“多点配合”。NASA
真正拉开差距的,是月面那几天。
阿波罗11号的第一次登月,月面只待了21小时36分,一次出舱两个半小时,没有月球车,活动范围就在登月舱附近。后来的阿波罗任务才带上月球车。阿波罗17号在月面待了75小时,三次出舱共22小时,月球车开了30.5公里。美国国家航空航天局NASA
中国的第一次登月,按目前公布的方案,两名航天员要在揽月的登月舱里生活数天,还要驾驶“探索”号月球车在月面行驶10公里左右。这个规格已经更接近阿波罗后期的科学考察,而不是阿波罗11号那次“踩个脚印就回”。光明日报
为什么第一次就敢这么排?因为两发方案把“人等火箭”变成了“火箭等人”。揽月先上去,梦舟的发射窗口更从容;月面任务的时长和范围,也就可以按科学目标来定,而不是被一次发射的余量卡死。
再往后看,阿波罗是冲刺:1969年到1972年六次登月,政治目标达到了,计划就停了。中国的路线是铺路:嫦娥七号将去月球南极勘察水冰资源分布,嫦娥八号验证月壤制砖,2035年前国际月球科研站基本型要在南极建成,支持短期有人驻留。美国国家航空航天局光明日报
两发长征十号不是一次性的奇招:它把登月拆成了可以重复演练的步骤,下一步才接得上月球科研站。
所以,三人乘组只是表面上的相同。阿波罗问的是“怎么在十年内把人送上去再回来”,中国问的是“怎么把人送上去之后,还能一趟一趟再去”。多出来的那一发火箭,买的是后一个问题的时间。