文|令狐伯光
今天来写一写中国载人登月吧,虽然伯光君专业不是这个,但是还是非常有兴趣。
10月15日的时候,中央台的新闻里报道,2024-2027实施载人月球探测等科学任务,2028-2035论证实施月球科研站等科学任务,这时间节点这么清晰,按照我们国家的习惯,时间节点之前,任务要完成,就是说2024-2027这个期间内,载人月球探测等科学任务是要完成的。
也就是说2027年是最后的载人登月时间节点,我这理解应该没有问题吧。
2028年之后的任务,载人登月就是支持月球科研站建设的一个常规性行动了,就像现在每半年送人上一次天宫空间站一样。
这个和中国载人登月的稳扎稳打相比,其实美国也有重新载人登月计划。
但是众所周知,今年美国“星际客机”载人航天计划进展不顺,在多次推迟后于6月5日首次载人试飞,携美国航天员巴里·威尔莫尔和苏尼·威廉姆斯升空,6月6日飞抵国际空间站。“星际客机”原定6月14日返回地球,但因推进器故障和氦气泄漏等问题,返航时间一再推迟。最终,美国航天局决定让“星际客机”9月6日不载人返回,两名航天员将于明年2月改乘埃隆·马斯克名下美国太空探索技术公司的“龙”飞船返回。
而美国的载人登月计划叫做“阿尔忒弥斯计划”,这个假话规划很完美,建立月球空间站,在空间站与地球和月球之间建立“定期航班”,而空间站则可以用来中转、休整,也可以支持多国人员前往月球,一个非常完美的计划。
但就目前而言,这个计划太庞大了,并且环环相扣,一旦某个环节出现失误,必将会整体延误,目前阿尔忒弥斯计划中有几个关键节点存在非常严重的问题:
1、SLS火箭发射成本太高
2、月球空间站计划建设成本太高
3、星舰“地球版”都还没有成功
关键是NASA没有备用计划,也就是说星舰月球版一旦失败后没有准备B计划,因为NASA并没有单独设计登月飞船,而是把这个登月飞船全部丢给了马斯克,所以马斯克目前虽然十分淡定,但NASA却有点慌了。
2026年登陆,现在的飞船还没影呢,延迟是一定的,但问题是延迟多久呢? 中国登月计划目前看是CZ-10的火箭两次发射,在月球轨道会合,登月飞船着陆月球(很可能是下降级与上升级一体的),执行月面任务,完成后返回月球轨道对接,乘坐返回飞船入射月地转移轨道,再入地球大气层返回地球。
中国这个模式有一个好处是用低成本的CZ-10完成登月任务,并且目的非常明确,完成登月,不搞NASA这样的花花肠子,所以任务结构比较单一,以确保登月任务成功完成为主要目标。没有NASA的“重返月球”光环的负担,执行起来要比NASA更干净利落。
因此中国登月任务可控性更高一些,而美国在阿尔忒弥斯计划中需要验证的相关技术太多,即使能在2028年前能完成也是奇迹了,所以中美登月还真的成了竞赛,中国超越NASA在这次竞赛中夺得第一完全有可能。
需要说明的是中国的计划是长期计划,肯定也会弄一个规模不小的月球空间站,估计3枚以上的长10 运输舱段,有可能在长10的前几次试飞中完成运输。 第一次载人登月需要两枚长10,第二次第三次可能也需要两枚,再往后就是使用可重复利用的运载器在月面和空间站之间往返,每次往返月球将只需要1枚长10。
那我们再来说说马斯克,已经有很多中国网友把他当成科技之光,人类之光,连登月也一样。
这个星舰的轨道运输经济性没的说,但结构和自重是最大的难关。靠星舰登月就像开重卡去自驾游,还得需要一个小越野配合,很多运力都用不上,而且受限于结构,功能上比较别扭,这样对登陆服的设计就更得考究了,不然就像穿得全副武装的爬重卡,与其这样何不两辆小越野解决问题。
所以并不怀疑星舰的技术可靠性实现地月运输,问题在于不是靠重卡的续航一个市开到另一个市就OK了,还需要很多配套完成剩下到地方以后的工作。但是登陆火星确实必须有这种高经济性大运力的火箭参与才能实现,先建立大型在轨空间站,然后建立固定航线,星舰这种存在就是负责降低大规模物料运输成本的,有了火星空间站主持备份保障,再谈登陆才有安全性,毕竟火星那么远,可不比登月,反应根本来不及。
我一直都在说,老美这个方案非常非常的不科学,也不合理。星舰死重太大了,你把这玩意送到月球上,它起飞需要付出的额外成本也是天价。登月的时候,只要不是永远留在月球上的东西,应该送上去的东西越轻越好。
最好这个起飞器只载人,货都不带。 为啥说需要18发呢?因为9发直接送HLS上一次月球并返回地球。而载人登月需要验证。因此HLS至少要先无人着陆一次月球,然后再执行载人计划。所以,需要18发星舰。 现在知道中美这个登月计划差距有多大了吧?
换句话说,我们登月,加上验证也只需要两发星舰的运力(3-4发长十,取决于怎么送航天员到转移舱),而NASA的方案,需要至少18发星舰。要知道,星舰作为新设备,即便飞行成功了,可靠率也不是100%,在首飞完全成功后的短短一年内,就要连打18发,不出意外才见鬼。
美国2026年9月必不可能载人登月。我算马斯克牛到天上去了,第六发星舰就让星舰达到完全体。那么燃料储舱、登月舰体都要单独实验,其中后者必须要无人登月一次。即便一切顺利,由于需要打9发星舰,空叉工厂就是全力开工。
2026年9月前都够呛完成。然后还需要额外9发才能完成载人登月任务。因此,我认为以目前的节点为准,即便美国一切顺利,最快也只能在2027年下半年登月成功。而中间有任何一个环节出了问题,等待NASA的就是至少3个月起步的延期。
至于我国,如果2027年长十首飞常态一切正常,登月舱和返回舱无人测试也一次成功,那么2028年就能登月。2030年留出了两年的归零时间,应该算是很稳妥的了。毕竟长十没长五那么多新技术,登月舱技术也早在无人探月就掌握了大部分。
应该是不太能用得上这些归零的,所以留给美国的时间确实不是很多。美国只有接下来每个环节都正常通过,才能确保在中国之前载人登月。
我们起步晚,但是现在看进度应该是能赶上的,技术竞争优势的压倒程度上存在风险,但应该问题不大。
另外,目前月球空间站感觉意义不是很大(对于星舰的登陆模式好像确实有一定必要性,风险比较高,而且大概率会是一次性的,没翼面就意味着不考虑再入,也就是设计分体结构弹返回舱接回来的方案,因为月面直接舰体复飞,想想第一次星舰试飞发射台造成的影响,这样一来经济性肯定是没了的)
最多就是验证一下登陆火星的流程模式,这会先实现登陆验证再搞月球空间站,后面当做长期驻留的安全备份比较合理,月球本身的引力条件就是一个完美的深空探测前哨,无论是前期科考还是后期建造发射大型设备,潮汐锁定还方便找能帮忙挡一些天体碎片的地皮。总之各自的阶段都有各自的难关。
效率,成本都在限制NASA重新登月,虽然马斯克的星舰硬件性能领先,但架不住这一套都是新开始,以前的一切除了参考价值没有其他意义,过时的设备和技术让重构难度加大,所以现在中美是站在同一起跑线,马斯克也确实是技术狂人,不排除先行测试的可能。
前提是NASA任务优先级要高于spacex的其他任务,吨位更大载荷更多,估计能带很多东西上去。
我们的登月也是大姑娘上轿头一回,很多关键信息已经在头几次航空器登月时获取了,现在就稳扎稳打就行了,这次要是再来月背登月那可是前无古人了,发布会上发言人反复强调宇航员安全优先,那肯定是技术绝对过关才会发射的,成功率不必担心,需要点时间。
但如果2027年就能成熟到发射,那就真的是遥遥领先了