3000噸級火箭缺失是登月最大障礙,中國人登上月球還需15年

2020-11-26 騰訊網

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。

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