阿波羅登月被徹底顛覆,航天科技五院公開設計圖紙!刷新認知水平

2020-12-09 騰訊網

「這是一個人的一小步,卻是人類的一大步」,半個世紀前太空人阿姆斯特朗踏上月球表面後發表了激情洋溢的演講,這是人類向多星球物種演變的裡程碑事件。那一刻距離人類發射第一顆人造地球衛星不過才十二年,阿波羅11號登月飛船發射當年我們的東方紅一號人造衛星還沒有上天。

阿波羅-11號飛船由土星五號火箭發射升空

縱觀整個阿波羅載人登月工程有6艘飛船總計將12名太空人送上了月球表面,為什麼美國航天可以在極短時間內取得如此驚世駭俗的成績?

神舟載人飛船總師張柏楠這樣說道:當時阿波羅飛船所採用的很多技術非常冒險,如果現在客觀的評估的話,據說可靠性的評估到不了50%,非常非常的冒險,很多的結構係數選值非常低,包括我們現在團隊在搞的載人登月論證,想用現在的技術設計出阿波羅登月的登月艙也好,飛船也好都非常困難,包括美國重返月球,其實也搞了很長時間難度依然很大

神舟載人飛船總師張柏楠

這是4年前張柏楠總師在首個航天日活動中的訪談記錄,在這4年時間裡我國航天不再臨淵羨魚,而是退而結網。服務載人登月工程的新一代載人飛船試驗船再有一個多月就要在海南文昌航天發射場由長徵5號B遙一運載火箭發射升空,這是一艘由返回艙與推進艙組成的兩艙結構飛船,發射質量21.6噸,相當於阿波羅載人登月飛船的指令艙與服務艙規模,但技術指標比後者更加先進,可以最多搭載6名航天員,阿波羅飛船則是3名。

新一代載人飛船只能保障將航天員送往環繞月球運行的軌道,而要想完成從環月軌道到月面的轉移就需要「載人登月器」。

新一代載人飛船

重型運載火箭、高軌道空間交會對接、長航時空間飛行、近第二宇宙速度再入大氣層等等,載人登月有諸多技術難關需要攻克,而載人登月器則是工程成敗的核心要素。

阿波羅飛船登月器採用兩艙結構,由下降級與上升級兩部分組成,下降級負責減速制動進入落月航線,以及落月緩衝軟著陸,主動力是一部44.4千牛變推力發動機。

阿波羅11號登月器

上升級是一個封閉式艙體,航天員乘坐其中,降落月面後上升級艙門打開,太空人攀爬舷梯踏上月球表面展開工作,完成月面工作後航天員返回上升級,爾後上升級15.6千牛發動機點火起飛進入環月軌道與環月飛船對接,航天員進入返回艙返回地球,下降級則留在月球表面成為登月遺蹟,上升級最終也將墜落月面成為一堆殘骸。

阿波羅登月器安全冗餘配置極少,因此造成了極大的安全風險,阿波羅11號如果不是太空人及時響應,登月艙將直接撞擊月面。

上升級與下降級分離上升,爾後對接返回艙

時隔將近半個世紀,大洋彼岸現正在推進阿爾忒彌斯載人重返月球計劃,然而現如今他們不可能再使用阿波羅登月的冒險方案,加上近半個世紀沒有實施過任何一次月面軟著陸行動,以至於重返月球之路走得極為艱難。

載人登月也始終是我國航天技術發展的遠大目標之一,通過實施載人航天工程,我們陸續掌握了包括載人天地往返、多人多天、出艙行走、空間交會對接、航天員中期駐留等一系列全套載人航天技術;又通過嫦娥探月工程掌握了地月轉移軌道飛行、環月飛行、月面軟著陸、月地轉移軌道近第二宇宙速度再入返回地球、複雜月背地形軟著陸等一系列全套登月技術。

天宮二號空間實驗室

兩大工程目前都已經進入最後攻關階段,空間站核心艙天和號將於明年發射入軌、代表人類最先進登月控制技術的嫦娥五號月球採樣飛船也將於今年10月奔向月球。兩大航天工程會師月球的日子已經越來越近,而會師的成果毫無疑問就是載人登月

隨著新一代載人飛船試驗船的亮相,沒有人再質疑我們是否在推進載人登月工程,因為已經實錘落地。嫦娥探月總師吳偉仁去年年初更是明確表示,未來10年左右中國人的足跡將踏上月球表面。

嫦娥四號著陸月球背面

我國實施載人登月工程有著更為突出的後發技術優勢,都知道嫦娥四號是人類第一艘降落月球背面的太空飛行器,而它的現實意義卻不僅限於此。該探測器著陸區地形異常複雜,意味著我們已經掌握複雜月面地形著陸能力,為最終實現全月面到達任務能力夯實了基礎。

之所以能在複雜月面軟著陸得益於基於導航慣性測量單元、雷射測距、微波測距、光學成像、雷射三維成像等傳感器糅合而成的機器視覺系統,該系統也使我國月面軟著陸控制能力達到世界領先水平,而這一切也必將服務於後續載人登月工程。

嫦娥四號落月前影像

我國啟動載人登月器項目的時間遠遠早於大洋彼岸的阿爾忒彌斯計劃,早在2018年載人航天辦公室就向全社會科研單位公開徵集載人登月器設計方案。作為載人航天工程研發中心航天科技集團空間技術研究院自然是當仁不讓,在方案徵集當年該院就申請了一項載人登月器方案專利,通過觀察這款新型載人登月器的設計,可以從中感受中國航天人的腦洞大開與趕超勁頭。

空間技術研究院登月器設計方案

新型登月器單次登月人數相較於阿波羅飛船由2人翻番為4人,可重複登月使用是其重大工程技術創新。

新型登月器由阿波羅飛船的二級升級為三級(減速、著陸級、上升級),減速級在減速制動進入落月軌道後被拋掉,爾後由上升級提供動力繼續減速落月,航天員完成月面任務後再由上升級帶上著陸級一併返迴環月軌道。

「敞篷車」式登月

更令人驚詫的是,新型登月器上升級不是密封艙,航天員只需依靠艙外航天服和臍帶維持,就好比是坐著「敞篷車」登月。優勢是大大降低登月器重量,登月航天員人數翻番,著陸級僅提供月面著陸起飛支撐與攜帶工作設備功能。

新型登月器之所以設計為「敞篷車」構型,是對其功能用途的精準定位,登月器只負責在數小時時間內完成月面與環月軌道往返,它僅僅是一個交通工具,月面長期駐留可以發射部署一個月面科研生活艙或者月球基地。

921新一代重型載人火箭

重複使用功能更是大幅度降低了運營投入,別看一艘登月器重量也就是25噸,要知道它的背後是一枚921新一代重型載人火箭的生產與發射動輒十幾億人民幣成本。重複使用也是我國載人登月工程完全迥異於阿波羅工程的到此一遊式登月,是著眼長遠的可持續發展模式。

著眼整個地月空間,我國接下來將採用人機協同方式探索開發月球,嫦娥五號、嫦娥六號進一步驗證登月返回技術,嫦娥七號更是大規模機器人探月組合拳,該飛船由中繼星、飛躍探測器、勘察巡視器、著陸器、軌道器五大部分組成,將在月球構建天地一體協同探測網。緊隨其後的嫦娥八號還將驗證月壤3D列印蓋房子技術,為航天員長駐月球打基礎。

嫦娥七號

載人登月工程也將與嫦娥七號、八號乃至後續機器人探月項目同步實施,一幅波瀾壯闊的開發月球、建設月球的21世紀圖景已經展現在我們面前,前景可期,而我們已經在路上。

前文所述的新型載人登月器也只是眾多設計方案中的一種,窺一斑而見全豹勤勞智慧的華夏文明一定可以為人類開闢更多徵戰宇宙的新路徑。

統籌地月空間

有人說既然阿波羅工程已經代表人類首先登月,為什麼我們還要去月球?要知道,偌大的月球豈是12名太空人的到此一遊就能完成探索,真正探索開發月球還需要人類持之以恆數百年乃至上千年的不斷發力,而這種千年大計也是我們的長項,君不見前後兩千餘年建成橫亙在亞洲大陸的萬裡長城,還有歷經兩千餘年至今受用的京杭大運河、都江堰。

人類文明是浩瀚宇宙中的一粒塵埃,如果想要這粒塵埃發光發熱並邁向更加無盡的未來,華夏文明的貢獻將是至關重要。

相關焦點

  • 美國自阿波羅後再無登月,他們是否失去了再次登月的技術?
    但由於艾森豪對航天計劃似乎並不熱衷,一開始他們並沒有得到足夠的經費進行阿波羅計劃。直到1961年4月12日,蘇聯太空人尤裡·加加林成為了首次進入太空的人類,這大大加深了美國對在航天競賽中落後的恐懼。而推動這一計劃的正是副總統林登·詹森,他認為「我們既沒有盡最大努力,也沒有達到讓美國保持領先的程度,但是未來登月的計劃不僅可行,還可以絕對使美國在航天競賽中獲得領先地位。」
  • 原來前蘇聯根本沒有公開和美國搞過有人登月競賽!
    按照當代大部分人的歷史認知,總是認為前蘇聯在上世紀60年代末、70年代初的有人登月競賽中公開的輸給了美國,而且輸的相當灰頭土臉。而當時的真實情況是,前蘇聯從來沒有在60年代末和70年代初公開揚言要和美國進行有人登月的同場競技。當時的世界根本沒有意識到前蘇聯也有有人登月的計劃。 實際上在當時的全球吃瓜看客眼裡,阿波羅這種有人登月行動其實是美國的獨角戲 。很多人現在都認為,因為N1大火箭的連續失敗,導致前蘇聯的有人登月計劃最終半途而廢。但真實情況是,當時N1大火箭項目是高度保密的。
  • 嫦娥五號反超阿波羅登月,大言不慚還是言之鑿鑿?人類進步的必然
    探測器順利入軌後航天科技五院終於公開了珍藏已久的嫦娥五號完全體照片,看著這張高清照片熟悉航天的人們不由得聯想起半個世紀前連續六次載人登月的阿波羅飛船。嫦娥五號微波暗室試驗雖有相似但更多的是不同,首先二者發射與奔月形態完全不同,嫦娥五號在地面與地月轉移飛行段都是合體形態,而阿波羅飛船從始至終都沒有公開過四大艙段合體照片,這是因為他們的服務艙
  • 我國現階段能不能載人登月?看完阿波羅11號登月過程就知道了
    從科技發展的角度來看,現在的科技已經比半個世紀前更發達了,為什麼人類沒有再次踏上月球表面呢?我國現階能不能載人登月? 上世紀50年代,航天科技井噴式發展,蘇聯第一顆衛星成功發射升空後,美國也發射了第一顆衛星;在蘇聯發射了第一艘載人飛船以後,美國也緊隨其後發射了載人飛船;在蘇聯成功發射了月球探測器以後,美國也發射了月球探測器,在這幾大領域,蘇聯都搶先一步,而美國則慢半拍。在載人登月方面,美國反過來,成為了世界上第一個載人登月的國家。
  • 美蘇為什麼幾十年不敢再登月?阿波羅登月計劃,真的是騙局嗎?
    阿波羅登月計劃一共進行了7次,成功了6次,時間是上個世紀六七十年代,事實上從這個時間,我們就可以看出來,美國實行這樣的登月計劃,其實是一次非常巨大的冒險行動,因為此時距離人類第一次進入太空當中,才過去了不到10年的時間,航天航天的技術也處於一個完善的過程當中,登月更是難上加難。
  • 嫦娥五號和阿波羅登月疑問
    中國航天探月計劃最後一步「回」,即將到來。回顧中國航天探月計劃「探 落 回」逐步實現,感到很高興。在最初階段繞月試探,到最後一步「回」,中國航天走出了更堅實、關鍵的一步,為中國航天員登錄月球提供寶貴空間實驗數據。
  • 嫦娥五號成功登月,美國50年前的阿波羅登月事件也隨之衝上了熱門
    中國的航天事業起步比較晚,但是目前成績卻斐然。航天事業的發展能推動人類對外太空的探索和認識,揭示更多星球的發展歷史和規律。為了縮小與發達國家的航天水平,中國航天科研人員一直都在努力,並且也都有了很大的突破。
  • 阿波羅登月畫面突然消失,真相至今被掩蓋,登月第一人:遇到怪事
    二戰結束之後,美蘇兩國成為世界上僅有的兩個超級大國,由於意識形態的不同,兩國開啟了冷戰序幕,兩個國家在各個領域展開激烈的競賽,其中就包括新興的航天領域。在航天領域,雖然前蘇聯是先驅者,但是後來美國慢慢的追趕上來並且超越前者,在美蘇航天競賽中,標誌著美國在航天領域徹底領先的一個標誌就是1961年開始實施的阿波羅登月工程,從1961年到1972年短短11年的時間,美國先後把12名太空人送上距離地球38萬公裡之外的月球,從而一舉贏得美蘇航天競賽,而前蘇聯從此在航天領域徹底落後美國。
  • 攜嫦娥五號大勝之威,航天員何時登月?雙重防護載人登月艙亮相
    嫦娥五號11個重大任務階段重達8.25噸的嫦娥五號月球採樣飛船採用四艙結構設計,分別是軌道器、返回器、著陸器、上升器,與半個世紀前的阿波羅載人登月飛船異曲同工。2021公曆新年伊始航天科技五院總體設計部發布新年賀詞,賀詞中明確指出2020年成功發射的新一代載人飛船試驗船開啟了載人月球探測工程的新篇章。
  • 輝煌「十三五」報導之航天科技集團五院:耕宇牧星耀蒼穹 砥礪前行...
    「十三五」以來,按照習近平總書記重要指示批示和中國航天科技集團有限公司第七次工作會議戰略部署,五院上下眾志成城、奮勇拼搏、攻堅克難,在創新發展的各條戰線上結出了累累碩果,有力地推動了我國國防建設、經濟社會發展和科技進步,譜寫出無愧於黨、無愧於祖國、無愧於時代的輝煌篇章。
  • 航天史「被盜走的2分鐘」,阿波羅11號登月時,為何與地面失聯
    阿波羅11號載人宇宙飛船成功登上月球,太空人阿姆斯特朗代表人類,第一次踏上月球表面。為了紀念這歷史性一刻,阿姆斯特朗滿懷激動地說到「這是我個人的一小步,卻是全人類的一大步」。距離阿波羅11號載人宇宙飛船登月已經過去50年,這場人類科技的壯舉至今仍令人類津津樂道。
  • 無人登月和載人登月哪個更難?和阿波羅相比,嫦娥五號有優勢麼?
    航天科技發展是一個國家科技實力的重要彰顯,也是衡量一個國家綜合國力的重要組成部分。目前嫦娥五號經過「繞、落、回」三步,已經走向了最後一個階段,它的完美表現,標誌著我國此次探月工程取得了勝利收官,同時也說明了我國航天科技進入了一個新的時代。
  • 解讀阿波羅登月的各種質疑
    五十年前,美國「阿波羅計劃」第一次將人類送上月球並實現在月表行走。太空人阿姆斯特朗邁出的「一小步」意味著人類對宇宙的探索邁出了「一大步」。但是卻有不少人質疑登月造假,「阿波羅」載人登月完全是20世紀最大的騙局。這篇文章我們就來扒一扒質疑者懷疑阿波羅登月造假的幾點原因,以及解釋為什麼這些質疑站不住腳。
  • 阿波羅登月是假的?無數鐵證告訴你它是真的
    下面筆者將回顧舉出幾條美國阿波羅計劃和載人登月是真實事件的鐵證,以期我們能夠正視差距、正視歷史,從而砥礪前行、奮起直追,不自傲、不自卑:第一,美國的工業基礎和科技潛力,連蘇聯都望塵莫及。哪怕甘迺迪上臺後,也是迫於政治壓力,不得不同意阿波羅計劃的,因為蘇聯一系列航空航天壯舉已經獲得了巨大的國際聲譽和政治利益,所以美國是不得不拼,各種史料記載,甘迺迪和好幾位科學家談論阿波羅和航天等問題時,都興趣不大,都認為這是「勞民傷財」。
  • NASA無奈承認2024年難以登月,這是為何?
    1969年美國登月刷新了眾人認知,不過正是美國成功登月,才打開了人類探索月球道路,可是這並沒有打消,人類對當年美國登月的質疑,截止到目前為止,仍然有很多人在質疑,當年美國真的登月了嗎?面對網友們的質疑,NASA公開了一段視頻,可是這段視頻並不能說明任何問題,今年NASA科學家稱2024年預計會將太空人再次送往月球,本以為讓美國的網友們再次期待美國重新登月,可是NASA無奈承認,2024年將難以實現載人登月,這又是什麼情況呢?
  • 美國阿波羅計劃和蘇聯的「聯盟」登月計劃
    美國阿波羅計劃和蘇聯的「聯盟」登月計劃中國發射的「嫦娥」五號探月器升空,在月球著陸採樣,將在本月中返回的消息,再次讓中國的航天工程舉世關注。繼美國、蘇聯之後,全世界第三個有能力到月球採樣的國家,也將是44年以來第一個到月球「挖土」的國家。
  • 阿波羅登月的真實性如何?嫦娥五號與其有何區別?
    而在嫦娥五號登月之後,也引起了人們對於之前美國阿波羅登月計劃的熱切討論。在上世紀冷戰年代,蘇聯和美國開展了一系列的科技競爭,其中在航空領域最重要的成果就是人類歷史上的第一次登月計劃。
  • 「阿波羅登月計劃」,被質疑50年的超級工程
    落月、採樣、起飛、月軌交會對接……近期,我國嫦娥五號連續完成一系列複雜高難度動作,實現中國航天史上的多個「首次」。同時,美國公布重返月球「阿耳忒彌斯計劃」太空人團隊名單,以色列宣布啟動「創世紀2」號登月計劃。在這期間,有關美國「阿波羅登月是一場騙局」的論調再次成為熱門話題。數十年來,科學家不斷給出回應和解釋,但並沒有打消這個流傳甚久的說法。
  • 美國阿波羅11號真的登月了嗎?各種質疑不斷,至今存疑
    美國NASA的阿波羅11號宇宙飛船是否真的登陸過月球?即使距阿波羅11號發射後幾十年的今天,至今也沒有在這個問題上達成共識,支持擁護者者和反對陰謀論者都能找到支持自己觀點的論據。去年12月嫦娥五號完成探月任務並取回1731顆月球深處巖石後,美國宇航局對月壤的渴求再次掀起了對阿波羅11號登月真實性的質疑。月球是人類在茫茫宇宙中除地球外認知程度最高的一顆星球,從古至今諸如嫦娥奔月等神話流傳不衰。不過探索宇宙的難度顯然超乎了人類的想像,冷戰時期美蘇都制定了宏偉的月球登陸計劃。
  • 中國嫦娥五號,徹底撕碎美國阿波羅號騙局?
    阿波羅登月成功,也讓世界以美國馬首是瞻,打擊了蘇聯後一躍而起成了世界上唯一的超級大國。離美國登月近一個世紀過去了,世界格局也發生了巨大的改變,老牌強國卻始終趕不上美國的步伐,就在世界以為美國將繼續領導與保持航天領域及其外太空霸主地位時,作為古老民族的中國,卻成了歐美國家航天科技壟斷封鎖的例外。2003年,中國神舟五號載人航天,成功將楊利偉送入太空被安全返航。