我国的神舟载人飞船也可以载人登月,你知道吗?

2021年06月02日23:54:49 科学 1515

虽然早在半个世纪前美国就率先完成了阿波罗载人登月计划,完成了人类从地球到月球的“踏足”,但是随着世界格局的发展,现阶段中美两国都已经开始了重新载人登月计划,比如美国正在研发测试新一代的SLS重型运载火箭,用于重返月球。而我国现阶段也正在研发长征九号超重型运载火箭用于实现载人登月,并且在核心的10米直径箭体和500吨级液体火箭发动机技术上,都已经实现了突破。

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当然仔细对比中美两国在新一轮载人登月的进展速度的话,美国的SLS超重型运载火箭通过大量使用航天飞机项目的成熟技术,现阶段已经开始了地面测试组装任务。毕竟新一代的SLS超重型运载火箭核心的箭体结构技术,来自当年航天飞机项目的橘黄色燃料罐技术,芯一级装备的四台超大推力液体火箭发动机也来自航天飞机使用的RS25氢氧火箭发动机,而且是直接来自航天飞机项目中库存和拆下的16台成熟产品,四台RS25氢氧火箭发动机就能产生超过900吨以上超大推力,外加上同样来自航天飞机项目使用的两台千吨级固体火箭助推器帮助下,SLS超重型运载火箭在大量使用航天飞机项目的前提下,最大起飞推力超过4100吨,近地轨道最大运载力高达130吨,月球轨道运载力也达到了57吨,完全满足新一轮载人登月任务。

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而我国的长征九号虽然核心的10米直径箭体结构环早在2017年就成功下线,并且在刚刚结束的2020年末,核心的YF480型500吨级液氧煤油火箭发动机也正式完成了涡轮泵联调试验,现阶段首台原型机也正式下线,相信在计划的2030年前我国就能实现载人登月,当然作为从零开始研发的长征九号在载人登月速度上,肯定不如大量使用成熟技术的SLS超重型运载火箭。

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难道说我们在载人登月上就真的慢于美国吗?事实上可能大家不知道是,承担我国载人航天工程的“神舟载人飞船”也是可以实现载人登月任务的,毕竟我国的神舟载人飞船“师从”苏联联盟号载人飞船,而当年苏联研发联盟载人飞船的时候,一开始就是奔着载人登月目的去设计的,而且相比联盟载人飞船,我们的神舟载人飞船更先进、也更大些,也就是我国的神舟载人飞船理论上同样具备载人登月任务,只需要将轨道舱换成登月舱即可。

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当然为什么说是理论上具备呢?因为神舟载人飞船太小太轻了,相比美国的阿波罗登月飞船高达45吨的重量,神舟载人飞船最大重量仅有8.6吨,相差达到5倍以上。但是为什么仍然说神舟载人飞船理论上具备载人登月的潜力呢?因为中国工程院院士、现任中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师龙乐豪曾在接受公开采访时表示过,神舟载人飞船借助长征五号新一代大型运载火箭地月转移轨道超过14吨的发射优势,分三次就能实现载人登月需求。

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三次具体发射流程中,第一次是将登月舱的下降级发射到环月轨道上,参考阿波罗登月飞船下降级8.4吨的重量,我们完全可以将神舟载人飞船的返回舱和轨道舱取消,像天舟货运飞船一样为其配置一个功能更加完善的登月舱下降级,并使得整个飞船的重量不超过9吨。

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第二次发射还是直接利用天舟货运飞船来改装,保留天舟货运飞船的推进舱,将货运舱替换成登月所需的上升级并自带交会对接功能,并将其发射到环月轨道上与第一次发射的登月舱下降级交会对接,组合成一个更大的登月返回器。

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而第三次发射就更简单了,三名航天员直接乘坐神舟载人飞船,依靠长征五号的超大推力将整艘飞船发射到地月转移轨道,然后神舟载人飞船利用自身推力进入环月轨道后,飞船的轨道舱和此前对接成功的登月舱上下级再次交会对接,三名航天员从返回舱进入登月舱,登月舱和轨道舱分离,登月舱开始下降轨道高度并最终降落在月球表面,而神舟载人飞船的轨道舱则改装为通讯舱,为登月舱和地球之间承担通讯中继任务。

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三名航天员完成一系列登月科研任务后,直接乘坐登月舱上升级返回绕月轨道,下降级则直接留在月球表面。返回到绕月轨道的上升级和此前绕月球运转的神舟载人飞船轨道舱对接,航天员从上升级进入返回舱内部,整个航天器从轨道舱和返回舱之间分离,神舟飞船的推进舱带着返回舱重新返回地球。

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在整个神舟飞船载人登月过程中,共需要完成三次航天发射任务、三次空间交会对接、两次空间分离,而这些技术背后我国现阶段都已经全部掌握,特别是空间交会对接和直接从月球轨道返回地球在此前的航天发射中都已经验证过成功。比如刚刚发射成功的天舟二号货运飞船搭载了我国第二代空间交会对接技术,为神舟载人登月交会对接奠定了更高标准的基础实力;此前嫦娥五号登月器完成月样采集后返回地球时,返回器是直接从月球轨道高速冲到地球轨道,并直接进入大气层的,这种不用额外进入绕地轨道减速的方式,更是为神舟载人登月返回地球时,奠定了成熟可靠技术和实力。

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但是为什么我国并没有利用神舟载人飞船完成登月任务,反而耗费巨资研发长征九号超重型运载火箭呢?因为美苏的航天发展经验告诉我们——“系统越复杂,可靠性越低”,特别是对于神舟载人飞船要想实现载人登月,得经过三次发射、三次空间交会对接、两次空间分离,毕竟任何一次改变都直接增加了一次失败的风险。而且这种载人登月实质意义并不大,仅能实现载人登月的名声,而不能真正实现载人登月的意义。

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就像印度早在2011年就发射了火星探测器,比我国早了近十年,但是印度发射的火星探测器重量轻、功能单一,虽然成功进入火星轨道,但不具备对火星大气层的探测能力、也不具备对火星地质的信息采集能力,仅是一颗重量很轻的绕火星运转的航天器而已;再举例来说的话,早在1970年我国发射第一颗人造卫星东方红一号后,国家就开始讨论我国第一艘载人飞船“曙光一号”的上马计划,当时这个计划代号714工程,但是后面为什么没有真的上马呢?因为曙光一号虽然具备载人能力,但是对于中国航天发展意义却不大,就像美国第一颗卫星重量只有8千克、除了占一个国际名声外实际意义并不大,而我国虽然是继苏美法日后,全世界第五个发射人造卫星发射的国家,但是我们的东方红一号重量比前四个国家发射的重量总和还大,功能也更完善,能够执行更多的航天科研任务。

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所以神舟载人飞船虽然具备载人登月的潜力,但是我们为什么没有真的实施,就是因为这种只占名声的载人登月,对于中国的航天发展并没有多大实质性意义,反而会影响到中国航天发展的正确方向。

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