10月31日,第七届载人航天学术大会在北京开幕。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介绍了我国载人月球探测工程的方案:两枚火箭分别把揽月着陆器和梦舟飞船送入地月转移轨道,两器在环月轨道交会对接,航天员从梦舟进入揽月,再落月。新华社
很多人第一反应是:三人出征、两人登月,这不就是阿波罗吗?
这句话对了一半。三人乘组、两人落月、一人留在环月轨道接应,阿波罗确实也是这么干的。阿波罗11号上,阿姆斯特朗和奥尔德林乘登月舱落月,柯林斯留在指令舱里绕月飞行。 所以,“三人两人”算不上中国方案的新意,也不是和阿波罗的区别。NASA
第二个容易误会的是“环月对接”。有人以为阿波罗是一路直落月面,中国才在月球轨道上“拼车”。也不是。阿波罗用的正是月球轨道交会对接。 土星五号把指令服务舱和登月舱一起送上奔月轨道,飞船在途中掉头,与登月舱对接,到月球轨道后登月舱再分离下降;完成月面任务后,登月舱上升级还要再与指令舱在环月轨道对接一次。六次成功登月,六次都做了这个动作。新京报NASA
不过,把两次对接放在一起看,差别就出来了。阿波罗的第一次对接,发生在奔月途中,目的是把登月舱从第三级火箭里“拽”出来;中国的第一次对接,发生在38万公里外的环月轨道,因为揽月和梦舟是两枚火箭分别送上去的,不需要“拽”,只需要在月球轨道会合。同样是“月球轨道交会对接”,阿波罗的环月对接在落月之后,中国的环月对接在落月之前。
真正的大差别,是打几发。
阿波罗是一发。土星五号的地月转移轨道运力约45吨,能把飞船和登月舱一次性送走。新京报
中国是两发。长征十号单发的地月转移轨道运力不小于27吨,一枚送揽月,一枚送梦舟;两发按设计时序先后发射,中间隔着发射窗口和地月位置的变化。人民日报
王翔解释得很直白:这个方案“与现有技术能力和设施手段匹配”,飞船和着陆器分开研制,分工明确,也有利于标准化、系列化,形成长期使用的型谱。新华社
这不是“造不出一发大火箭”的将就。土星五号那种量级的火箭,是美国在冷战竞赛的政治目标下造出来的,代价高到今天的NASA也难以再造一枚。今天SLS的地月转移轨道运力也在27吨左右,要载人登月,同样至少得两发。新京报
中国选择两发,是用两枚在研火箭的运力,去换时间,也换风险,还为后续任务留出余地。代价是第一次对接放在了更难的地方。月球轨道的测控信号弱,返回窗口、热控、能源都卡得很紧,一次对不上,麻烦比近地轨道大得多。中国新闻网
好在今天的对接已经基本自主:嫦娥五号2020年就在环月轨道完成了人类第一次无人交会对接,空间站阶段的对接也早已常态化。新京报
杨宇光说,阿波罗11号登月舱上升段与指令舱在环月轨道是手动对接;中国今天以自动对接为主,航天员只在出问题时介入。中国新闻网
两发方案还有一个直接的好处:风险被拆成了两段。按公布方案,先送揽月,再送梦舟,揽月可以先在环月轨道等。 载人发射出问题,可以放弃任务返航;无人发射出问题,最多是任务推迟,不会把乘组直接困在月球轨道。单发方案当然也有应急手段,但人和两套飞行器绑在同一次发射上,能腾挪的余地更小。央视网
所以,中国载人登月和阿波罗最大的不同,不在“环月对接”,也不在“三人两人”,而在发射次数。把第一次对接放到环月轨道,换来的是更大的设计余量、更灵活的窗口和更分散的风险。阿波罗是冷战政治目标驱动下的一次性冲刺;中国想把它做成一套可以重复、可以扩展的地月运输体系。两者都是各自约束下的合理选择,只是约束变了,答案也就变了。