10月31日,第七届载人航天学术大会开幕。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披露了我国首次载人月球探测任务乘组计划:乘组由3名航天员组成,其中2人着陆月球表面,整体目标仍锁定2030年前实现中国人首次登陆月球。这次登月靠的就是"两次发射、一次登月"——官方表述为"两次发射、环月对接":两枚火箭分别将揽月月面着陆器与梦舟载人飞船送入地月转移轨道,之后在环月轨道交会对接,航天员从飞船进入着陆器降落月面。中国新闻网人民网新华网
从两次发射到一次登月,中间发生了什么
按照公布的方案,两枚长征十号运载火箭将先后发射揽月着陆器和梦舟飞船:揽月先行进入环月轨道停泊等待,梦舟搭载3名航天员随后奔月,两器在环月轨道完成第一次交会对接。两名航天员经对接通道转入揽月,第三名航天员留在梦舟值守,揽月随即与飞船分离,减速落月,航天员出舱开展科学考察与样品采集。月面工作结束后,揽月搭载两名航天员从月面起飞,重返环月轨道与梦舟完成第二次对接,三人会合后一同返回地球。中国新闻网央视网
两次对接各司其职:第一次决定航天员下得去,第二次决定他们回得来,其中月面起飞后的那次对接还要把登月航天员和月球样品接上回家的"末班车"。而留守环月轨道的梦舟也不能松懈——它要在38万公里外保持稳定运行,等待揽月归来,并随时做好月地返航的准备。
为什么不用一枚火箭直接搞定
上世纪阿波罗计划靠一枚土星五号把整套登月系统直接送上奔月轨道。这次大会上,王翔解释了我国选择"两次发射、环月对接"的两条核心理由:一是这一方案与现有技术能力和设施手段匹配,二是飞船和着陆器分开研制,分工明确,有利于标准化研制、形成长期使用的系列型谱。新华网
分开运载还带来一个直接收益:与落月无关的飞船舱段留在环月轨道待命,揽月只需专注于环月轨道与月面之间的下降、驻留保障和起飞上升,轻装上阵。代价则是任务组织更复杂——两次发射的窗口、轨道设计和飞行时序必须精确咬合,先到的着陆器与后到的飞船才能在月轨会合。王翔给出的解法是工程总体统一抓总,通过一体化设计和系统间接口验证试验,让全系统协调匹配。央视网
正式登月前,先无人"彩排"一遍
王翔在大会上概括了两条验证原则:凡是在月球轨道要做的事情,尽可能利用空间站在近地轨道先做验证;凡是载人要做的事情,尽可能用无人的状态先飞一次。中国新闻网
落在这两条原则上的推进顺序是"先近地、后月球":先用长征十号的近地版火箭发射梦舟的近地版,在空间站任务中把火箭基本技术和飞船再入返回的关键环节验证掉;后续再按计划完成长征十号技术验证飞行,以及梦舟飞船和揽月着陆器的首飞等任务。中国新闻网新华网
其中揽月的无人飞行就是那场"大彩排":按无人的状态,把载人状态的全过程——发射入轨、环月飞行、与梦舟交会对接、落月驻留、月面起飞、再次对接——的关键技术尽可能验证一遍,确保载人飞行时安全可靠。中国新闻网
这场彩排还能"顺路干活":中国载人航天工程办公室已面向国内单位征集该次无人飞行任务的有源搭载载荷,单次任务搭载总质量不超过50千克、总功耗不超过100瓦,用剩余运力把科学实验和技术探索送上月球,一次飞行、多方受益。中国新闻网
地面上的关口,过去一年密集通过
飞行产品侧的大考已在陆续交卷:梦舟飞船零高度逃逸、揽月着陆器着陆起飞、长征十号低空演示验证与梦舟飞船最大动压逃逸飞行等大型试验已完成。王翔提到,低空演示验证飞行同时完成了国内首次火箭再入回收,带动了载人航天对火箭重复使用技术的验证。逃逸试验之所以密集,是因为载人任务的硬门槛:上升段一旦出险,必须能把航天员带离。央视网新华网
无人探月一侧的经验也在垫高这条路。今年,我国已把载人登月与无人探月在任务、资源、队伍三个方面整合为统一的"月球探测工程"。嫦娥五号、六号先后走通了月面起飞、月球轨道交会对接与样品返回地球的流程,接下来要过的关,是把运输对象从"样品"换成"人"之后的安全与可靠。新华网
同样的"对接"路线,两种节奏
中美两条登月路线殊途同归地选择了多次发射加交会对接,差别在节奏与状态。中国这边,方案架构、任务流程与乘组规模已经官宣,各次验证飞行和首飞的具体时间截至本次大会尚未公布,网络上流传的按年份排列的"登月日程表"并非官方信息。
美国宇航局10月23日公布了阿耳忒弥斯3号任务最新安排:该任务改为2027年把4名宇航员送入近地轨道,先后与蓝色起源和SpaceX研制的两型登月系统测试飞行器开展交会对接等测试。新华网
真正的载人登月被调整为阿耳忒弥斯4号,推迟至2028年实施。新华网
接下来真正值得盯的节点,是长征十号、梦舟、揽月的首飞与揽月的无人"彩排"。这些环节在真实轨道和月面环境里交出合格答卷,"两次发射、一次登月"才会从一张方案图,变成一份可兑现的行程表。