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2023年7月12日，中国公布消息，计划在2030年之前实现载人登月。 目前的初步方案是，首先用两发火箭分别把飞船和月面着陆器发射到月球轨道上，月球轨道上交会对接，航天员从飞船钻到着陆器里面，然后两者再分离，着陆器着陆。完成登月任务之后着陆器再从月面起飞，回到月球轨道，跟等在那的飞船再进行一次交会对接，航天员回到飞船里面，然后乘坐飞船飞回来。 如果你熟悉阿波罗的登月方案就会发现，有相似，又有不同，不同的地方主要在于，阿波罗计划是用一发火箭把飞船和着陆器同时发射到月球轨道上，就相当于省了咱们第一步月球轨道的交会对接。有人就要说了，还不是因为咱们没有土星五号那么大的火箭，所以没办法把飞船和着陆器同时打过去，这话不完全对，对的部分是，像土星五号运载能力那么大的火箭，以及能推动它的发动机，我们暂时确实还没有成熟，但不对的部分是，并不是因为火箭不够大我们才用这样的方案，而是现在我们有这样的技术能力即便不用这样的大火箭也能实现登月了。 当年阿波罗计划也不是没想过要通过打多发火箭，然后在太空拼装的方案，但是在定方案的那个时期，航天器在太空拼装，也就是轨道交会对接技术还没有那么成熟，即使是后来阿波罗计划执行的时候，自动轨道交会对接技术还是不成熟的。阿波罗任务当中总共有两次对接，第一次是刚发射上去之后，阿波罗飞船需要跟后面的火箭分离，然后原地掉头，再怼回来，跟火箭里面的登月舱对接，再把登月舱拉回来。这次对接呢，基本可以说是只有对接，不需要交会，因为本来就是一块的，需要调整的部分很小。 第二次难度稍大，是登月舱从月球上起飞之后接近轨道上的飞船，然后两个交会对接。大家知道，月球上没有空气，扰动比较小，轨道高度又比较低，交会对接相对容易，找准机会发射上去之后两个航天器基本就很近了，宇航员肉眼都能看见。而这两次对接的最后关键部分，全部是由美国宇航员手动操作的，这两个动作属于整个任务的难点之一，需要大量练习。 所以你看，在这种情况下，如果他们搞两个火箭，一个先飞到月球，另一个再飞到月球，两个能不能交会到一块儿，他们自己心里都没有底，所以不敢定这样的方案。而现在不一样了，自动控制和遥测技术发展的这么好，不管是咱们中国空间站还是国际空间站，前面对、后面对、上面对、下面对、人工对、自动对，想怎么对就怎么对，当年阿波罗飞船的计算机还不如现在的计算器呢，控制指令都是地面算出来告诉宇航员，再由宇航员人工输到控制系统里去的，而现在飞船自己的计算机全都能自行计算，智能控制，算个轨道自动调整再自动交会对接不成问题，所以你别看火箭没有原来大了，技术水平可不比原来低。而且不光是咱们，美国的新一代登月计划，也要用这用太空搭积木方案，大家都学会使巧劲儿了。 那么我们为了能够登月还需要有哪些新技术，由延续了哪些老技术呢？首先就是火箭，虽然咱们的登月方案用不着土星五号那么大的火箭，但咱们现有的火箭运力也是不够的，要有新的火箭，长征十号。其实去年十月份我讲过这个火箭，那时候还叫长征5号改，或者长征五号DY。后来官宣了，型号就叫长征十号。而他之所以之前叫长征五号改，是因为他跟长五有很密切的关系，由三个五米直径的火箭并联而成，五米刚好是长征五号的芯级直径，所以在结构和总体设计上可以借鉴。另外，长征十号的一级是21台YF100K液氧煤油发动机，二级是两台YF100M，YF100M可以看做是喷口放大适合真空的YF100K，三级用的是三台YF-75E氢氧发动机。无论是YF100还是YF75，都是在长征五号上大量验证过的成熟发动机，主打一个稳。 除了火箭之外，飞船我们也得换新，新的飞船要更大，之前咱们的神舟系列只有八吨多，而要想飞到月球再飞回来，新飞船得26吨。还有着陆器、登月车，都需要重新设计，这里面还有一个值得一提的我们延续了的关键技术，就是大范围可变推力的7500牛火箭发动机，你别看它推力不大，但只要想在其他星球着陆，没它就不行，因为着陆器在着陆过程中，发动机一直工作，燃料是慢慢消耗，重量是不断变化的，那推力就肯定也要不停地精确调整才能平稳轻柔落地，所以必须有大范围可变推力的发动机，这个发动机是我们最早在嫦娥三号、四号任务的时候开始使用的，后来的嫦娥五号和天问一号任务也都使用了这系列发动机，每次表现都很好，又主打一个稳。 可以看出来，我们的载人登月计划，也是在现有技术水平和能力的基础上，设计出来的一个又快又省的方案，既可以让我们实现登月梦，又没有过高的技术难度和风险。所以2030年之前登月，我是信心满满的，非常希望看到中国人踩在月球上的那一天。 本文为科普中国·星空计划扶持作品 作者：苟胜老师 审核：刘勇（中国科学院国家空间科学中心 研究员） 出品：中国科协科普部 内容来自：星空计划
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