中国2030年前后载人登月
中国2030年前后载人登陆月球
一个能让全中国人民热血沸腾的方案揭晓了！龙乐豪院士近日在中国院士科技讲座第12期节目中公布了中国载人登月计划。时间是2030年，计划使用两枚CZ-5DY火箭！
龙乐豪院士怎么说？
在院士讲座第12期PPT28页，龙乐豪院士介绍了整个登月计划的内容，包括几个关键内容:
1.发展新一代载人火箭；
2.载人登月时间在2030年左右，可能会早一点，也可能稍微晚一点；
3.载人登月火箭共发射两次，停靠在绕月轨道；
4.登月包括着陆、巡视、采矿、研究和返回四个环节；
5.登月火箭的详细技术参数；
这些简短的披露中包含了大量的信息，关键的信息是两枚火箭是在绕月轨道对接，而不是在近地轨道对接然后飞向月球；
另一条信息是登月，包括:去月球，巡逻，采矿，研究和返回等。这是一个链接。我对去月球并返回不感兴趣。毕竟是必须经历的一个环节。大家都知道你要下去再回来，但是巡逻，挖矿，回来呢？
阿波罗登月的月球车
巡逻:为什么用巡逻？我相信你已经在田文一号的任务中找到了一个圆圈，一个登陆点和一个巡逻队。巡视意味着有车，意味着中国会用月球车着陆，然后开着月球车到处走。不然怎么配得上“巡逻”二字？
有个很有意思的问题。现在有了车，那这款车用的是什么电池呢？使用太阳能+充电电池或纯电池。前者可以轻量化，后者电池更重。花店老板猜测是前者。
开采:肯定是岩石和月壤，但是怎么开采，用什么工具开采，是个问题。在阿波罗计划中，宇航员使用类似扫帚和水桶的工具。显然，这些都是表面样本，所以问题来了。我们会拿“冲击钻”在月球表面往下挖吗？花商认为绝对有可能。不然在表面捡一些月球岩石也有点创意。
阿波罗登月计划抽样
研究:这项研究意味着什么？研究？还是在月球表面建立永久研究站？登月完成后，会有一个下降阶段永久留在月球上。那么，你能不能根据这个下降阶段来猜测是否会建立一个简单的月球研究站呢？
配合宇航员在月球表面设置的科研设备，在月球表面建立研究站！是这个研究的意义，还是宇航员直接在月球表面进行研究？似乎很难根据一句话来确认到底是什么任务。
载人登月为什么需要两架CZ-5DY？
其实还有一个很大的论文遗留问题。龙乐豪院士的PPT中包含了两个关键信息，一个是研制新一代载人火箭，另一个是将使用两枚CZ-5DY进行登月。
CZ-5DY火箭
这个火箭的意义和CZ-5差不多，虽然长征五号登月了，但是比CZ-5多了一个三级火箭。此外，发动机布局也有一些变化:
一级:7×YF-100k；(CZ-5是助推器2× YF-100，第一级火箭是2× YF-77)
二级:2×YF-100m；(CZ-5二级为2× YF-75D)
三级:3×YF-75e；(CZ-5没有三级火箭)
两者略有不同。主要原因是三级第一级火箭发动机模型应该是性能更好的改进型。新一代载人火箭是CZ-5ZRL，意思是长征五号低轨道载人火箭。CZ-5DY火箭去掉第三级和第二级的一个发动机，再去掉推力就成了近地轨道载人版。
载人登月需要月球转移轨道至少有40吨的运载能力，而CZ-5的TLI轨道只有9.4吨，显然是不够的。因此，CZ-5需要大修，将一级火箭和助推器的发动机增加到7个，并增加一个三级火箭，成为对接登月的CZ-5DY型号。
另外，在近地轨道或者绕月轨道对接的问题，之前在阿波罗登月计划中已经讨论过，总共有四种方案:
1.直接上升(巨型火箭一次性完成任务，飞船也完好无损返回地球)；
2.地球轨道对接型(地球轨道多次发射，组装飞向月球)
3.月球交会型(两个航天器相继发射并月球交会)；
4.月球轨道交会(阿波罗计划采用的方法)；
土星五号火箭在月球轨道上将指令舱+服务舱与载人登月飞船分离。登月飞船下降到月球表面并完成任务后，返回月球轨道，与服务舱和指令舱对接。然后，月球土壤样本的转移就完成了。指令舱+服务舱在月球轨道弃月上升飞船，然后返回地球。服务舱被遗弃在地球轨道附近，指令舱返回大气层。
这种模式可以充分利用火箭的能力，发挥最大效益。而中国的CZ-5DY火箭，因为运载能力不足，直接把两个载荷送上月球轨道，一个绕月，一个登月。返回后与轨道飞船对接，返回地球，类似阿波罗计划，但略有不同。
但登月返回地球的模式很可能采用阿波罗模式(但也有可能采用一体化模式)。目前我国月球表面采样返回的模式类似于阿波罗。美国新的载人登月计划采用下降和上升一体化模式。优点是只需要一套结构相对简单的火箭，缺点是自重很多。今天火箭的比冲增加了很多，采用这种模式的可能性会越来越大。
你能在美国重返月球之前完成吗？
这个问题很好回答:答案很难，除非美国重返月球计划出现重大失误！因为美国的Artemis计划是在2025年前实现载人登月，登月的SLS火箭早已被拉出来练习了。从进度来看，2025年之前似乎问题不大。
中国的载人登月计划是2030年左右。即使提前，花艺师估计也不可能早于2028年。所以，在美国之外的重返月球之前完成，真的不太可能。但是大家不要担心。虽然不能载人登月，但是很有可能先于美国人采样返回火星！
由于美国和欧洲的火星采样返回计划NASA-ESA过于复杂，其中一次样本采集和发射任务被拆分为两次。结果计划推迟了两年，从2031年7月到2033年！而中国最近公布的火星采样返回计划指向2031年7月！
这让NASA傻眼了。火星样本返回地球是一个重大的科学事件。如果中国领先，全球深空探测的风头将全部被中国抢走。两年后，即使美国和欧空局的样本成功返回地球，也不会有任何轰动，就像登月第一人阿姆斯特朗一样，但很少有人记得第二人巴兹·奥尔德林。
阅读:中国空天飞机和电磁轨道发射在即。
龙乐豪院士的PPT有很多精彩的计划。除了载人登月，最令人兴奋的是空天飞机和电磁轨道发射计划。
据龙乐豪介绍，世界上首个有动力垂直起飞、无动力返回、水平着陆的亚轨道可重复使用运载火箭已经试飞成功。按照龙乐豪院士的描述，这可能有点类似于X-37B，但有点搞不清楚什么是升力火箭。
很明显，X-37B与空天飞机相差甚远，但不知道大家有没有注意到西工大的一则新闻。2022年7月4日，由西北工业大学航天学院牵头的“天妃一号”火箭斜升组合动力团队在西北某基地成功发射:
首次在国际上验证了煤油燃料火箭冲压发动机组合循环发动机的火箭/亚燃、亚燃、超燃、火箭/超燃多模式平滑过渡和大范围综合能力，突破了热喉调节、超宽包线、高效燃烧组织等关键技术，飞行试验取得圆满成功。
这个新闻挺有意思的。如果把这种发动机和空天飞机结合起来，会怎么样？估计空天飞机已经到了准备时间。
电磁轨道发射器？
在龙乐豪院士的PPT中，有一个奇怪的标识，上面标着一种新的发射技术，而图片上是一个轨道上方的飞行器。熟悉电磁弹射的朋友一定知道这是什么。发射前利用电磁弹射将飞行器加速到最高速度可以节省大量燃料！
比如这种电磁轨道建在青藏高原，出口位于6-7公里高度空气稀薄的地方。然后，电磁轨道将其加速到3-4公里/秒并释放。火箭发动机重启后，可以轻松进入近地轨道，其发射成本将大大降低。而且还可以利用弃风弃光的电能，简直是绿色无污染的发射技术。
我们国家的电磁弹射技术已经很成熟了。也许这种新型的发射技术会在不久的将来问世。十年后可能会让大家耳目一新！
大约在2030年, 中国计划将人送上月球。怎么实现地球到月球的往返？
月球是地球唯一的天然卫星。自古以来，人们对月亮就有一种别样的感情，关于月亮的古诗词很多，是对月亮的一种向往。
在古人的世界里，月亮是一个美丽而奇妙的地方，有月宫，有嫦娥，然而在现代人的认知里，月亮并没有那么美丽，反而很荒凉，坑比坑多。
随着科学技术的飞速发展，我们对月球有了新的认识。38万公里的距离，在科技面前不再那么遥远。探测器到达月球轨道只需要一周左右的时间。
在科技的帮助下，人类开始考虑登陆月球。20世纪60年代末，美国进行的阿波罗计划成功实现，6次将12名宇航员送上月球。
半个世纪前，人类实现了首次载人登月，让我们近距离观察了月球表面，带回了一些珍贵的月球样本。如今，50多年过去了，虽然人类发射了许多月球探测器，但载人登月从未持续过，甚至美国也从未再进行过载人登月。
关于美国不再进行载人登月有很多意见，认为美国的载人登月是一场骗局。但是，事实告诉我们，美国50年前登月是真实的。它没有继续登月的主要原因是成本太高。一次登月成本可以用于多次无人登月，结果也差不多。
经过50年的空间发展，人类在空间技术方面取得了巨大的成就。50年前，我们本可以完成载人登月，现在也可以实现，但我们想做得更好。
未来哪个国家会实现第二次载人登月？
作为50年前实现载人登月的美国，其登月经验和实力无疑是最强的。早在多年前，美国就宣布计划在2025年左右再次登月，这次登陆被称为阿尔忒弥斯计划。
如果阿波罗计划用于登月，美国早就登月了。然而，阿波罗计划有一些明显的缺陷，并不完美。它想要更好的登月方式，阿尔特弥斯计划是人类目前的航天实力所能达到的天花板。
这个方案特别复杂，各个环节都要做到极致。这不可能在短时间内完成。按照目前的情况，2030年左右能否实现还是个未知数。
21世纪，太空发展最快的无疑是中国。中国的载人登月计划早在1991年就开始准备了。当时，中国航天专家提出了探月工程。整个探月工程大致分为“探”、“落”、“驻”三个步骤，分别指无人探月、载人登月和长期登月。
无人探月部分始于2004年1月，命名为嫦娥工程。整个工程分三步走:第一阶段绕月飞行，第二阶段落月，第三阶段采样返回。现在我们已经完成了这三步，特别是2020年嫦娥五号成功从月球带回了1731克月壤。
无人探月工程基本结束。下一步，我们将计划载人登月。10月22日，中国航天科技集团公司党组书记、董事长吴表示:我们将开展载人探月、月球科研基地建设、火星样品返回、实施小行星探测等。
按照龙乐豪院士的计划，中国载人登月将在2030年左右，也就是5年左右。要在这么短的时间内实现载人登月，任务还是比较重的。
为了实现载人登月，首先需要新一代载人火箭。普通火箭的载荷不足以将载人登月所需的各种设备和宇航员送入太空。Aropo 11当时使用的火箭是土星五号，起飞重量2950吨，是真正的巨无霸。
如果登月的火箭运载能力达不到标准，就不可能将多个太空舱送入太空。从现阶段来看，中国没有一枚火箭能达到要求。只有计划中的CZ-9巨型火箭才能满足载人登月的要求。它的直径是五米，总高度是100米。是真正的巨型火箭，计划2028年首飞。
登月火箭是整个登月计划中最重要的部分。一旦成功，登月计划就成功了一半，中国的登月火箭也计划发射两次。一枚火箭携带指挥舱和服务舱进入地月轨道，而另一枚火箭携带登月飞船。这样可以减轻登月火箭的负担，使其更加安全。两次发射的指令舱、服务舱和登月飞船将对接在绕月轨道上。
宇航员如何从月球返回？
宇航员乘坐月球飞船在月球表面着陆。完成探索后，他们将如何返回地球？你知道，我们在月球上没有发射台。如果你有一些了解Arrow登月的朋友，你很容易理解这个问题。
月球的环境不同于地球的环境。它的质量更小，还没有空气。所以月球的重力加速度只有地球的六分之一，逃逸速度只有每秒2.4公里。因此，只需要很小的推力就能把飞船送入太空。
阿波罗飞船分为上下两层，一层是完成月球的着陆和探索，另一层是携带少量燃料，可以搭载宇航员返回月球轨道，并完成与舱段指令舱的对接。
根据龙乐豪院士公布的信息，我国计划在2030年前后实现的载人登月飞船结构与阿波罗类似，但在细节上会有一些改动。
可能有朋友会问:月亮那么荒凉，没有美景。为什么人类探索月球要付出巨大的代价？其实月球是最令人垂涎的资源，尤其是氦3资源，在地球上非常稀缺，但在月球上储量丰富。它是可控核团簇的最佳燃料。
除氦3外，月球上还有大量的钙钛矿资源，环形山和KREEP岩石分布区有丰富的钛铁矿、铂族元素、稀土等矿产资源。
因此，月亮是非常丰富的。只要人类的科技实力能够轻松登陆月球，那么月球必然会成为各国争夺的重要场所。现在，谁能先登上月球，谁就能占领一个资源丰富的好地方。
对于普通大众来说，我们更希望的是能去月球旅行，站在月球上，回望地球的美丽，欣赏不一样的太空风景。这样的梦想离我们并不遥远。只要人类能源技术进一步进步，比如实现可控核聚变，那么，月球旅行甚至太空旅行都将成为现实，这样的梦想少则几十美元，多则几百年。