中國載人登月計劃調整,921火箭成主力,可能趕在美國前實現目標

2020-11-25 騰訊網

今年11月24日,我國將在文昌航天發射中心,用長徵五號發射嫦娥五號月球探測器,進行採樣返回。而我國月球探測的最終目標,是載人登月,並在月球建立基地。不過,要實現載人登月,僅僅依靠現在的長徵五號是遠遠不夠的,還需要更強大的運載火箭,此前我國計劃中的載人登月火箭有長徵九號和921火箭,可是在最近開幕的2020航天大會上,這個計劃有了調整。

今年航天大會調整了中國的載人登月計劃

據媒體報導,在今年的航天大會上,公開了有關中國載人登月的最新設想報告,其中最重要的部分,是俗稱921火箭的新一代運載火箭直接扛起了中國載人登月的大旗,而原先被寄予眾望的長徵九號已經消失在最新版的方案中了。

921火箭取代長徵九號扛起大旗

長徵九號是一個龐然大物,它的近地軌道運載能力達到188噸,LTO奔月軌道運載能力65噸,超過了當年美國的「土星5號」。而新921火箭的近地軌道運載能力運載能力只有70噸左右,LTO奔月軌道運載能力不低於25噸。從數據上看,兩者的差距十分巨大。

最大的那個就是長徵九號,比長徵五號大多了

新921火箭和長徵九號對比,還是要小一些

不過,正是如此巨大的運力,才導致長徵九號研製困難重重,到目前為止,它只在2019年3月24日,完成了500噸級液氧煤油發動機燃氣發生器和渦輪泵聯動試驗,其他部分依然在探索當中。而目前,921/921H火箭的一級原理樣機已經研製出來,芯一級和助推器的七臺YF-100K發動機已完成300S的長程試車,第二代上面級YF-75D膨脹循環氫氧發動機早已成功。預計在2022年秋天就可以進行首飛,也有可能推遲的2025年,2024年具備執行天宮空間站艙段平臺的發射能力,2030年有望實現中國載人登月,而彼時,長徵九號如果發展順利的話,才可能剛剛進行第一次試射。

新921火箭

所以說為了保證進度,新921火箭才是最佳的選擇。況且新921火箭設計理念更接近馬斯克的「獵鷹」9火箭,走可回收路線,可有效降低運載成本。與此同時,目前已經確認新921火箭二、三級貯箱確認為共底貯箱,加之本身的21發並聯和CBC構型,更加貼近其「世界先進水平」的藍本。而長徵九號設計理念更接近傳統的運載火箭,更適合未來載人登陸火星。

新921火箭想像圖

長徵九號還是等載人登陸火星項目吧

當然,由於新921火箭運載能力遠遠不如長徵九號,所以我國的載人登月計劃也進行了調整,將登月艙和新載人飛船分別發射到月球軌道上,然後在月球軌道進行交匯對接,航天員轉移進登月艙,飛船在軌待命。登月艙著陸月球並返回,在月球軌道再次與飛船對接,並轉移航天員,最後新載人飛船點火返回地球,首次載人登月暫不考慮建立環月空間站。

中國載人登月方案

而有關飛往月球軌道的新一代載人飛船,它其實是與今年5月5日成功發射的新一代載人飛船試驗船同型的,都是模塊化建造,去月球軌道的只不過是在近地軌道飛船的基礎上增加一些新的模塊。不過,從這次航天大會的PPT中可以看出,飛往月球軌道的載人飛船外觀有非常明顯的變化,原定的逃逸塔消失。出現了四個穩定翼,隱約可見穩定翼下有內藏的發動機噴口,也就是說它有可能要從傳統的逃逸塔逃逸模式,改為SpaceX載人「龍」飛船和波音CST-100的「自備動力逃逸」模式,這是一個重大變化,值得關注。

我國新一代載人飛船,登月版外形又有所變化

世界各國現役載人飛船

當然,如果新921火箭的研製工作仍不能按時完成的話,我們還有一個備用方案,那就是用現在的長徵五號。不過,長徵五號雖然是目前全世界現役推力排名第三的重型運載火箭,但是它的近地軌道運載能力只有25噸級,同步轉移軌道運載能力也只有14噸級,所以只能將登月艙和新載人飛船一點一點搬運到月球軌道上,如同螞蟻搬家一樣,其複雜程度和難度,將超過新921火箭搭建起來的「月球快車」。

現在的長徵五號也能執行載人登月任務,但要螞蟻搬家

我國載人登月艙

根據這次航天大會透露出來的信息,用什麼火箭,用什麼飛船,如何登月,這三個關鍵問題的思路已經基本清晰,這是目前「多快好省」載人登月的最佳路徑。如果為了大而全,研製傳統的一次性重型火箭登月長徵九號,反倒會拖累整個進度。而現在的方案,只要美國人在SLS重返月球上再拖延個三五年,也許我們會趕在美國之前實現目標。

921火箭的確定,可能會讓我國趕在美國重返月球之前實現目標

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    而現在我們的載人登月也在進行著調整,最新款的921火箭就是最新的選擇,這一款火箭的設計理念更加接近於馬斯克的獵鷹9火箭,由於走的是那種可回收的路線,所以也能在更大程度上降低運行的成本,同時這款火箭還擁有更多的一些儲存空間,可能成為主力。
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    目前,我國探月工程穩步推進中,按照「新華社」的報導,預計在今年11月份,我國將在文昌航天發射中心,用長徵-5號運載火箭發射「嫦娥五號」月球探測器,實現月球區域軟著陸及採樣返回。不過要想實現載人登月那麼大的工程,依靠長徵-5號運載火箭還是遠遠不夠的。
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    在2020中國航天大會上,我國載人登月計劃相關設想被披露,據悉我國可能會在2030年前後實現載人登月目標,其中一同被披露的還有一個重要信息,那就是我國正考慮開發新一代運載火箭——「921火箭」。其可能替代長徵九號(CZ-9)運載火箭,提前完成我國載人登月任務。
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    2010年,在「嫦娥二號」探月之際,中國探月工程首席專家、中科院院士歐陽自遠稱:「月球南極有望成為載人登月的著陸點,依據載人登月的三個可能時間表,我國載人登月最早可能在2020年實現。」其實,早在2006年,歐陽自遠就稱,中國將在2021年到2025年左右完成載人登月。
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    那麼,在完成了「繞落回」任務之後,屬於深空探測第一步的中國探月工程,將怎麼走下去呢?2010年,在「嫦娥二號」探月之際,中國探月工程首席專家、中科院院士歐陽自遠稱:「月球南極有望成為載人登月的著陸點,依據載人登月的三個可能時間表,我國載人登月最早可能在2020年實現。」其實,早在2006年,歐陽自遠就稱,中國將在2021年到2025年左右完成載人登月。
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    ,實現載人登月並返回的目標呢?然而實際情況是這樣的方法也並非不可以,我國也的確有知名航天專家提出過這樣的方案,就是用2~3枚長徵五號運載火箭,將載人登月艙分段發射到太空中組裝對接,然後從太空中再將載人登月飛船推向月球,實現我國載人登月並返回的計劃。
  • 嫦娥五號已經順利返回,中國什麼時候載人登月呢?計劃是什麼
    然而,隨著嫦娥五號的圓滿成功,中國什麼時候載人登月再次成為大眾熱議的話題。中國航天大會上,發布了最新的登月設想報告,載人登月計劃由最初的長徵九號火箭換成了代號為921的運載火箭,與前者不同的是921的運載方案從一體發射變成了分兩次運輸,分別發射登月艙和服務艙。
  • 為實現載人登月,美國、蘇聯花了多少錢?
    但他同時也認為,發展航天事業的動機,不是為競賽和威懾,也不為面子和形象,而是以助力國家發展和建設為首要原則,因此中國發展航天事業需「量力而行」。美國、蘇聯當年為實現「載人登月」,究竟花了多少錢呢?委員會估計,要實現載人登月,需投入260—580億美元。艾森豪震驚之下,著手削減國家宇航局預算,取消了除「水星計劃」外的所有載人航天項目。②甘迺迪上臺後,蘇聯又在1961年將加加林送上了太空,此時美國要證明資本主義在制度上和技術上的優越性,就必須趕在蘇聯之前,將太空人送上月球。
  • 消息稱中國將取消載人登月計劃 停止研發嫦娥五號
    中國取消載人登月計劃 就中國的航天總體規劃而言,在探月工程上,分為三步走,也就是完成「繞落回」三期計劃,在2020年前依次完成繞月探測、落月探測和無人採樣返回。 2007年10月,我國首顆探月衛星「嫦娥一號」乘坐「長徵三號甲」運載火箭升空,執行中國首次探月之旅,完成了繞月探測的目標。
  • 美國阿爾忒彌斯載人登月計劃
    因為美國此次的載人登月計劃並不是1972年之前的阿波羅計劃的簡單重複,而是有著本質的區別。但是,航空航天局與波音公司聯合研發的新型重型運載火箭,「太空發射系統」,進展並不順利,目前正在進行一系列的最後測試,4個助推火箭發動機預計將在今年秋季進行點火測試,2021年實現首次發射。該型火箭的近地軌道運載能力只有70噸,遠不及當年的土星5號。這也可能體現了阿爾忒彌斯計劃在理念和模式上與阿波羅計劃已經有了本質的不同。
  • 載人登月使用長徵九號還是921?
    然而最近網絡有消息傳出,「長徵九號」還沒立項並且可能面臨出生就落後,載人登月使用的火箭將是921火箭!LEO運載能力達到驚人的140噸,超越美國歷史上最大火箭土星5號的130噸!LTO(地月轉移軌道)運載能力約50噸,意味著可以將50噸的東西運輸到月球,對於未來月球建設、開發意義重大,是確保我國在未來太空競爭中不落後的重要利器,計劃於2030年前完成首飛。
  • 嫦娥五號任務是中國載人登月的重要一步
    任務:取2000克月球樣品返回地球這是中國探月工程中第一階段「繞、落、回」的最後一步--「月球採樣返回」,同時也可以看作是中國載人登月的一次縮小版的全程預演,是對載人登月全程技術的一次全程驗證。嫦娥五號探測器結構構成與載人登月飛船的結構構成類似嫦娥五號探測器包括:著陸器,上升器,軌道器和返回器四部分,對比美國載人登月的阿波羅11號,阿波羅11號的結構構成是:指揮艙,服務艙,登月艙。登月艙包括下降級和上升級。
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    現任中國探月工程總設計師吳偉仁在2019年發表的文章中也透露,「嫦娥 5 號」從月球採樣返回的成功,將驗證除太空人生存以外的載人登月主要關鍵技術。2019年是人類首次登月50周年,美國進行了重大的慶祝活動,我國國內也有報導。儘管美國贏得了載人登月的勝利,但經濟代價是巨大的。雖然有專家統計阿波羅計劃產生了大量的間接效益,但同樣有很多人反對這樣的觀點。