從中國探月到載人登月分析：3000噸級火箭缺失是登月最大障礙

長徵5號只要25噸近地軌道運載能力，距離載人登月還是有差距，因此登月只能寄託於長徵9號超大火箭。長徵9號已經在研發中，2019年3月，長徵9號一級發動機燃氣發射器-渦輪泵測試成功，研發成功後起飛質量將超過4000噸，可將140噸貨物送到近地軌道，比美國的土星五號還要強大。

出品：川陀太空

川陀太空 深度科普第2844期 本期我們來說說中國探月工程到載人登月還有多長的時間，因為探月和登月是兩個不同的時期，涉及到的技術狀態也不同。可以認為登月是探月的目標，探月是登月的基礎。美蘇在太空競賽的時候發射了大量探月探測器，比如月球系列，勘探者系列等，將月球表面的基本情況摸了個遍。比如當時科學家最關心的是月球表面到底能不能站人，已經月球表面塵土是否有毒等，這些都要在探月階段解決。

美蘇在對月球進行大量研究之後，大大加快了後人探月的步伐，那麼我們就不必去驗證月球表面到底能不能站人，只要解決月球上哪裡適合降落即可。這些數據NASA也有，但我們要建立自己的資料庫，就要通過探月衛星來實現。嫦娥1號的任何就在於此，嫦娥1號的主要目標是建立月球表面三維立體景象，確定月球上元素、礦物分布特點，地球和月球空間環境等，為登月做早期準備。

嫦娥1號在2007年發射，使用的是長徵三號甲運載火箭，這款火箭同步軌道運載能力為2.65噸，起飛質量為239噸，將2.3噸的嫦娥1號送入軌道也算是夠用。在嫦娥工程中，運載火箭都是長徵三號系列，嫦娥2號使用了長徵三號丙火箭，起飛重量達到345噸，嫦娥2號最大的特點是將CCD立體相機的觀測精度從120米提升高10米級，在15公裡月面高度軌道上，解析度可達到1米，極大拓展了我們對月球立體圖像的認識。

由於嫦娥3號攜帶了著陸器和玉兔漫遊者，火箭改為長徵三號乙增強型遙23號，將3.7噸的嫦娥3號送入軌道，那麼在嫦娥4號任務期間，也使用了長徵三號乙火箭。基於長徵三號的火箭，只能滿足探月的需求，比如發射個無人探測器落月，如果要將樣本返回地球，就必須換火箭了。因此我們看到在嫦娥5號任務中，就使用到了長徵5號火箭。嫦娥5號的質量也達到了8噸以上，要將如此重量級的載荷送到月球，使用長徵5號也是必須的。

長徵5號的起飛重量超過870噸，近地軌道運載能力為25噸，同步軌道為14噸，大大增強了我們探月的信心。因為火箭足夠大，就能將更重的載荷送到月球上，但是基於長徵5號的運載能力，要實現載人還是不夠的。載人登月已經有先例，這就是美國宇航局的土星五號火箭，起飛重量3000噸左右，可將120噸貨物送入近地軌道，那麼前往月球就更輕鬆一些。

阿波羅11號的指令艙質量就有30噸，登月艙質量為16噸，也只有土星五號火箭能夠將其送入軌道。因此要實現從探月到載人登月的轉變，火箭是第一個改變要素，只有火箭解決了，才能談得上載人登月。長徵5號只要25噸近地軌道運載能力，距離載人登月還是有差距，因此登月只能寄託於長徵9號超大火箭。

長徵9號已經在研發中，2019年3月，長徵9號一級發動機燃氣發射器-渦輪泵測試成功，研發成功後起飛質量將超過4000噸，可將140噸貨物送到近地軌道，比美國的土星五號還要強大。根據長徵9號的規劃，在2030年前後實現首飛，那麼在2035年左右，我們的太空人有望踏上月球表面。根據長徵9號的時間表，我們可以得出，中國載人登月的時間預計在2035年左右，距離目前還有15年左右的時間，相信這一刻不要太遙遠，有生之年是可以看到的。