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中国载人月球探测工程

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中国载人月球探测工程
2023年展出的新一代载人飞船(左)与中国载人月面着陆器(右)的1:4比例模型
国家 中华人民共和国
组织中国载人航天工程办公室
目标载人航天登陆月球
状态进行中
航天计划信息
持续时间自不晚于2023年起至今
航天器信息
载人航天器新一代载人飞船
运载火箭长征十号运载火箭

中国载人月球探测工程中华人民共和国正在进行中的航天计划之一,是中国载人航天工程的后续发展阶段之一,嫦娥工程的第二阶段,其全面启动时间不晚于2023年5月。

当前,工程正处于登月阶段的前期关键技术攻关及方案论证阶段。

发展历程

2023年5月29日,中国载人航天工程办公室神舟十六号载人飞行任务的新闻发布会上宣布中国载人月球探测工程登月阶段任务已在近期启动实施,总的目标是:[1]

  • 2030年前实现中国人首次登陆月球
  • 开展月球科学考察及相关技术试验
  • 突破掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术
  • 完成“登、巡、采、研、回”等多重任务,形成独立自主的载人月球探测能力

为了完成上述目标,中国载人航天工程办公室在前期关键技术攻关及方案论证的基础上,已全面启动部署研制建设工作,包括研制长征十号新一代载人飞船中国载人月面着陆器、登月服等飞行产品,新建发射场相关测试发射设施设备等。

技术方案

根据2023年7月中国载人航天工程副总设计师张海联公布的资料,中国载人登月的初步方案为:[2]

  1. 中国文昌航天发射场先后发射两枚长征十号运载火箭,分别将月面着陆器新一代载人飞船(深空版,搭载3名航天员)送至地月转移轨道,着陆器和飞船先后到达环月轨道
  2. 飞船和着陆器在环月轨道交会对接,2名航天员自飞船从对接通道进入月面着陆器,1名航天员留在飞船绕月飞行;
  3. 月面着陆器与飞船分离,采用“分级下降”着陆月球:首先由月面着陆器推进舱完成大部分减速工作,随后推进舱分离并坠毁,月面着陆器登月舱继续减速下降并最终着陆于月面预定区域,航天员执行舱外活动,驾驶月球車,开展科学考察与样品采集;
  4. 航天员乘坐月面着陆器登月舱上升至环月轨道,与飞船交会对接,从对接通道将月球样品等转移至飞船。飞船与登月舱分离,进行月地转移返回地球。最后飞船返回舱与服务舱分离,降落地球。

与其他载人登月计划的比较

阿波罗计划相比,中国载人登月计划的差别是:

  • 前者使用一枚土星5号运载火箭集中发射载人飞船和登月模块,后者使用两枚长征十号运载火箭分别发射载人飞船和登月模块,该方案的主要考虑是可以不需要研制新一代重型火箭,大大降低成本,同时航天器交会对接技术相比阿波罗时代已经非常成熟可靠,风险大大降低;[3]
  • 前者的登月模块由下降级和上升级组成,下降级专门负责下降减速着陆,上升级专门负责从月表起飞,后者的登月模块由推进舱和登月舱组成,推进舱专门负责下降减速,登月舱同时负责下降减速着陆和从月表起飞;
  • 在落月过程中,前者的登月模块整体软着陆,后者的登月模块“分级下降”——仅登月舱软着陆、推进舱在下降过程中抛弃坠毁;
  • 在月表起飞过程中,前者仅上升级从月表起飞、下降级抛弃在着陆点,后者的登月舱整体从月表起飞,着陆点不会留下登月模块舱段。

共同点是:

苏联载人登月计划英语Soviet crewed lunar programs相比,中国载人登月计划的差别是:

  • 前者人员配置为2人(1人留在绕月轨道、1人登月),后者为3人(1人留在绕月轨道、2人登月);
  • 前者使用一枚N1运载火箭集中发射载人飞船和登月模块,后者使用两枚长征十号运载火箭分别发射载人飞船和登月模块;
  • 前者宇航员在载人飞船和登月模块之间转移时,必须进行舱外活动,后者则通过对接通道在舱内进行转移;
  • 前者的登月模块由N1火箭芯五级D组级LK登月舱降落段和LK登月舱上升段三部分组成,而后者的登月模块由中国载人月面着陆器推进舱和登月舱两部分组成;
  • 在月表起飞过程中,前者仅上升段从月表起飞、降落段(着陆支架等)抛弃在着陆点,而后者的登月舱则是整体从月表起飞,着陆点不会留下登月模块舱段。

共同点是:

  • 两者均采用月球轨道交会方案;
  • 在落月过程中, 两者均采用“分级下降”方案:先由一个单独的舱段(前者是N1火箭芯五级D组级,后者是中国载人月面着陆器推进舱)提供初始阶段大部分下降减速动力、并在着陆前将其抛弃,后由前者的上升段/后者的登月舱发动机提供最终阶段下降减速着陆动力;
  • 前者的上升段/后者的登月舱发动机均同时负责提供最终阶段下降减速着陆动力和从月表起飞动力。

任务

目前未有确切的任务安排,但已知有如下任务:[3]

  • 中国载人月面着陆器无人登月任务,登月舱将搭载科学载荷。
  • 载人登月任务,完整实施技术方案流程。

未来发展

月面科研实验站

在初步设想中,月面移动实验室是一种轮式月球车,具备大范围移动能力,能够长期无人自主在月面活动,支持航天员获得月面短期驻留能力。各车辆可独立运作,也可作为舱段,对接组装形成月面科研实验站,使得航天员具备月面中期驻留能力。若考虑使用月面原位资源利用技术进行月面设施建造,将进一步扩展月球科研实验站的功能。[3][4]

国际月球科研站

根据计划,中国载人月球探测工程后续将建设国际月球科研站。国际月球科研站是一个基于国际合作搭建的地外天体和空间的大型长期科学研究平台,在月球表面与月球轨道长期自主运行、短期有人参与,是可扩展、可维护的综合性科学实验设施。国际月球科研站的计划组成包括:[5]

  • 指挥中枢模块
  • 月面通信基站模块
  • 能源供给模块
  • 科学实验模块
  • 科学观测模块
  • 技术验证模块
  • 资源开发模块

参考文献

  1. ^ 神舟十六号载人飞行任务新闻发布会召开. 中国载人航天工程官方网站. 2023-05-29 [2023-06-01]. (原始内容存档于2023-05-31). 
  2. ^ 付毅飞. 我国载人登月方案公布. 中国科技网. 2023-07-12 [2023-07-12]. (原始内容存档于2023-07-12). 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 中国航天报. 巧妙均衡,我国载人登月初步方案解读. 国家航天局. 2023-07-24 [2023-07-24]. 
  4. ^ 登月装备即将上新! 月面着陆器、载人月球车……都在路上了. 央视新闻. 2023-07-13. 
  5. ^ 中国探月工程. “成团”吗?上月亮的那种. 中国探月与深空探测网. 2023-07-21 [2023-07-24].