中美AI这些天火热较量,载人登月竞争其实也挺激烈
2月11日,长征十号火箭完成低空演示验证,芯一级成功溅落回收,实现可重复使用技术突破。同日梦舟载人飞船完成最大动压逃逸飞行试验,返回舱首次实现海上溅落回收。中国载人登月的最大特点就是按步就班,计划严谨、执行扎实。
2025年6月,梦舟飞船零高度逃逸试验成功;8月,揽月月面着陆器完成着陆起飞综合验证试验;8-9月,长征十号完成两次系留点火试验,是国内最大推力规模全系统试车;2026年2月,长征十号与梦舟载人飞船试验成功。
后续计划是,2026年"梦舟一号"无人飞行试验,对接中国空间站。2027-2028年,进行载人绕月验证。2030年前,实现中国人首次登陆月球。从当前进展来看,要造的东西都有了,地面验证基本完毕,即将进入无人飞行验证阶段。无人验证成功,再载人绕月,再次验证。最后有把握地载人登月。
中国载人登月的方案已经确定,要点是两个火箭,分开发射、环月对接。火箭就是长征十号(CZ-10),第一次发射将揽月月面着陆器送入地月转移轨道;第二次发射将梦舟载人飞船送入地月转移轨道。用于登月的长征十号带助推器,近地构型是长征十号甲,无助推器,芯一级可重复使用,用于空间站任务。
图一,揽月月面着陆器在河北怀来完成着陆起飞综合验证试验。图二,长征十号系留点火实验。图三,逃逸分离实验。
下面一步,是环月轨道对接,两个飞行器先后抵达环月轨道后,进行自动交会对接。对接后,3名航天员中2名进入揽月着陆器,1名留守梦舟飞船,在环月轨道提供监测支援。对接分离后,梦舟飞船继续在环月轨道飞行。
再下一步,是月面着陆。揽月着陆器由登月舱与推进舱组成,下降着陆。推进舱点火制动大幅降低速度,之后推进舱分离。登月舱继续下降,利用激光雷达和智能相机自主避障,选择安全着陆点。4台主发动机和多台姿控发动机工作,软着陆月面。
2名航天员成功着陆后,穿登月服出舱月面工作,驾驶续航100公里的载人月球车科学考察、采集月壤样品。揽月着陆器作为月面生活中心、能源中心、数据中心支持驻留。
返回阶段,要进行月面起飞与二次对接,这被认为是载人登月任务的最关键环节。航天员进入揽月着陆器的上升段,从月面起飞进入环月轨道。上升段与留守的梦舟飞船再次交会对接,然后2名航天员携带月壤样品进入梦舟飞船。然后上升段分离,留在月球轨道废弃,梦舟飞船准备返回。
最后返回地球的阶段,梦舟飞船执行月地转移,返回舱再入大气层。注意很可能是海上溅落,所以2月11日刚完成首次海上回收验证。着陆场系统海上搜救分队打捞返回舱。梦舟飞船具备逃逸救生能力,在火箭上升段任何时刻均可实现逃逸,这是前日试验验证的核心技术。听上去方案很多步,比阿波罗飞船更复杂,但更安全。
美国对标的计划是Artemis III载人登月,原本计划是2026年9月,现在推迟到不知道什么时候了。因为Artemis II的载人绕月还没搞,无人着陆月球演示也不知道啥时。不说推迟,看看美国技术方案如何,也是2个火箭方案,也是环月对接,取消了原本的三火箭方案。但美国除了两个主火箭,还需要10多次支持性发射,太空加油。
第一个火箭是Orion猎户座飞船,用NASA的SLS Block 1火箭发射,里面4名宇航员。任务是地月转移进入近直线晕轨道(NRHO)。第二个火箭是SpaceX的Starship HLS(人类着陆系统),由SpaceX Super Heavy助推器多次发射,任务是在轨加注推进剂,往月球轨道与Orion对接、2名宇航员转移过来、月面南极着陆、月面活动7天、月面起飞、返回月球轨道、与Orion再次对接、宇航员返回Orion、Starship留在月球轨道。后面Orion接收2名返回的宇航员后,返回地球、海上溅落。
三火箭方案是,还有个Gateway(月球门户空间站)中转站,搞太复杂了,2021年取消了。
SpaceX的Starship HLS这个和中国的区别很大。它有一个HLS本体发射一次离开地球,但是燃料不足以飞向月球。就用Depot Starship存储推进剂,在轨等待;用8-16次Tanker Starship发射,为Depot和HLS加注推进剂。搞很多次加油之后,HLS有足够燃料了,再飞向月球。感觉比中国方案还复杂。
Orion飞船出了隔热罩缺陷等问题。SpaceX星舰HLS进度滞后,轨道推进剂转移测试推迟至2026年,NASA警告可能无法赶上2027年时间表。Axiom Space舱外登月服尚未完成。NASA代理局长甚至威胁,考虑开放Artemis III着陆器合同给Blue Origin竞争。
SpaceX对月球是零经验,所有经验全是LEO月球低轨道。在轨推进剂转移原本说2024年要测试,推迟到2026年6月。无人月球着陆演示原本是2025年要做,推迟到2027年7月。还有和Orion对接测试,一堆技术验证,事不少。有NASA官员说,技术挑战大,SpaceX可能要到2032年才能让Starship HLS准备就绪。
从准备情况来看,美国那边搞得有些乱。SpaceX的Starship不停地发射,不停失败,虽然都是叫好,但这个状态搞登月感觉不太对劲。


