动力试车一千秒，国产载人登月飞船快速突破！NASA的压力确实不小

大约二十多天前，大洋彼岸的NASA召开了阿尔忒弥斯载人登月计划的发布会，会上该局负责人比尔·纳尔逊直截了当地表示，当前正在进行一场太空竞赛，不希望其他国家率先载人登月。

NASA负责人比尔·纳尔逊

但是，这事可由不得他们。

的确，NASA已经顺利完成阿尔忒弥斯一号任务，成功实施了猎户座飞船的无人绕月飞行任务，但要知道这项任务的旷日持久。依托一系列成熟技术用于发射猎户座飞船的SLS太空发射系统研发了十一年才完成首飞，猎户座飞船则更久，整整十七年。

返回地球后的猎户座飞船返回舱

与之对比，我方旨在服务载人登月任务的新一代载人飞船试验船从全面研制工作启动到完成飞行试验只用了不到四年时间，虽说这是一款试验飞船，但也是由返回舱+推进舱的完整构型。两相对比，效率差异显而易见。

新一代载人飞船试验船

返回地球后的我国新一代载人飞船试验船返回舱

新一代载人飞船试验船返回舱内部

近期关于我方载人登月的装备研制进展喜讯也是接连不断，比如，载人登月用新一代载人飞船15千牛再生冷却轨控发动机通过了地面热试车和高空模拟热试车验证，单次连续工作时间达到了1000秒。

15千牛再生冷却轨控发动机

还有，早在去年，我们就已经实现新一代载人运载火箭用130吨级泵后摆液氧煤油发动机累积1万秒整机热试车考核。

130吨级泵后摆液氧煤油发动机

这些也仅仅是我们载人登月工程快速推进的一个局部，面对此情此景，NASA的压力确实不小。

阿尔忒弥斯计划目前最乐观的载人登月时间是2026年，但这个时间节点是很难保证的，主要是因为作为月面着陆器的登月版星舰的新技术应用比例太高，而载人航天又是人命关天，新技术验证需要大量的时间和资源投入。

当然了，我们从未表示要与NASA进行所谓的登月竞赛，而是始终按照自己的节奏推进月球探测工程，如果最终得到一个无心插柳柳成荫的结果，也是情理之中，因为夫唯不争，故天下莫能与之争。

七年，我们只需要再有七年时间就能实现载人登月，用时之短将创造新的人类纪录，因为时间周期比昔日阿波罗登月计划更短，他们用了九年时间。

继今年上半年载人航天办官宣载人登月阶段任务已经启动实施之后，近日，又宣布启动载人月球探测任务新飞行器征名活动。

此次征名活动顺带发布了更为完整的载人登月宣传视频，使得我们可以对我国载人登月任务有更为准确的认知。

我国载人登月任务将采用两次发射，环月轨道对接的任务实施方案：

第一步：使用一枚CZ-10货运版火箭将月面着陆器送入地月转移轨道，月面着陆器自行进入环月轨道绕飞等待。

CZ-10火箭

月面着陆器由推进舱、登月舱组成，发射质量约26吨。

月面着陆器

第二步：使用一枚CZ-10载人版火箭将新一代载人飞船送入地月转移轨道，新一代载人飞船自行进入环月轨道。

新一代载人飞船是在新一代载人飞船试验船基础上升级改进而来，后者曾于三年前搭乘CZ-5B遥一火箭成功实施了首飞试验任务。成功验证了包括自主变轨、近第二宇宙速度再入热流烧蚀、自适应预测校正制导、群伞减速、气囊缓冲着陆等一系列新技术，为载人登月任务的实施奠定了坚实基础。

新一代载人飞船由推进舱、返回舱组成，发射质量与月面着陆器一样，也是约26吨。

新飞船返回舱内部可居住容积非常大，为世界各型现役飞船之最，甚至有供航天员就餐娱乐的位置设计，也有独立的卫生间，内饰设计相较于神舟系列飞船也更具科技感现代感。

仿真模拟返回舱内饰

该型飞船可以搭载3名航天员至环月轨道，在执行近地轨道空间站天地往返运输任务时可搭载7名航天员，可以满足后续空间站二期扩建的航天员天地往返运输需求。

从宣传画面中可以看到，新飞船推进舱配置有二次展开设计的太阳能电池翼，如此设计可以减小太阳翼收拢状态下的尺寸，以适应运载火箭整流罩的包络，也可以保证有较大的展开尺寸，布置的太阳能电池数量更多，据推测，该太阳翼将采用高光电转换效率的三结砷化镓太阳能电池，以满足新飞船的电力需求。

第三步：新一代载人飞船与月面着陆器在环月轨道交会对接，届时两个航天器对接后将形成近50吨的组合体，为什么是近50吨，而不是超过50吨？因为要考虑到月面着陆器与新飞船在进入绕月轨道时皆需要执行近月制动减速任务，会消耗大量的燃料，重量自然也就降低了。

形成组合体后，新飞船3名航天员中的2名航天员进入月面着陆器登月舱，并执行登月任务，1名航天员留守新飞船。

待确认月面着陆器状态、登月时间窗口等条件具备后，新飞船与月面着陆器分离，后者开始执行登月任务。

可以看到，新一代载人飞船与月面着陆器配置的太阳翼构型完全不同，前者是二次展开设计的刚性太阳翼，后者则是呈扇形展开的柔性太阳翼，这是因为后者对于重量更为敏感，有强烈的减重需求，有更轻的重量就可以降低登月舱月面着陆、月面起飞阶段的燃料消耗。

月面着陆器的减重需求是全方位的，除了太阳翼，还有舱体结构，比如科研人员曾在央视这样说道，我们用一年多的时间，完成了上百次的迭代和相关的实验，我们现在整个舱壁的厚度已经达到了一毫米左右，还要保证航天员在月面上的工作安全，还要设置里面舱内的环境，所以它的难度是非常大的。

月面着陆器分离后在进入登月下降程序之前还将收拢太阳翼，进入下降程序后就轻车熟路了。

截至目前，我们已经成功实施嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号三次登月任务，成功率高达100%，在实施载人登月任务之前还将实施若干次无人登月任务，登月技术的可靠性将再上一个新台阶。

虽说有无人登月技术为依托，但载人登月任务的工程约束条件与无人登月毕竟不同，其中一个最大的不同点就在于着陆重量的约束，为了在保障航天员安全的基础上尽可能降低着陆重量，科研人员为月面着陆器设计了全新的登月方案。

从环月轨道到月面通常有这么几个阶段：主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段，月面软着陆的一个主要目标就是将着陆器的飞行速度从六千多公里每小时降至零。

不同于登陆火星的探测器可以利用火星大气进行气动减速，登月探测器需要完全依靠自主动力进行动力减速，因此主减速段将消耗大量的燃料，同时在完成动力减速段后着陆器也基本接近了着陆区上空。

如果按照嫦娥五号的模式，由着陆器承担月面着陆任务，再由上升器承担月面起飞任务，那么月面着陆器从地球出发的发射质量将超过27吨，这就超过了CZ-10火箭的运力，为此月面着陆器独辟蹊径，将下降登月过程中的主减速段任务交由推进舱负责。

推进舱完成主减速段任务后与着陆器分离，着陆器在4台7500N变推力发动机及姿控发动机配合下完成后续阶段的调姿、减速、避障等任务，独自软着陆于月球表面。

推进舱负责主减速段的动力减速任务

整个登月过程将主要由基于机器视觉的自动驾驶系统负责，同时航天员手控着陆为备份，如同载人航天器交会对接任务中的自动交会对接与手控交会对接一样，人机互为备份，增强系统可靠性安全性。

相信载人登月舱也会应用嫦娥系列着陆器的激光三维成像精避障技术

载人登月舱着陆月面

着陆器着陆月面后，舱内两名航天员将身着月面舱外服出舱，出舱后还将展开由着陆器携带的载人月球车。

画面中登月舱右侧挂载的便是月球车

载人月球车的作用是扩大航天员在月面的活动范围，实现在更广大月面区域内的采样科考任务，该月球车重约200公斤，可搭乘两名航天员在半径10公里范围内活动。

两名航天员完成月面作业后，进入着陆器，此时着陆器将承担上升器的功能，自月面点火发射起飞，此前在登月阶段推进舱承担了主减速段任务，为着陆器节省了大量的燃料，这部分节省的燃料就是用来执行月面起飞任务。

当着陆器自月面起飞进入环月轨道后，再与在环月轨道等待的新一代载人飞船对接，完成对接后两名登月航天员进入飞船返回舱，并将月面采集的样品、实验载荷等物品转移至返回舱，随后月面着陆器与新一代载人飞船分离，后者独自经月地转移轨道返回地球。

载人登月舱与新一代载人飞船环月轨道对接

新一代载人飞船月地返回

在实施正式的载人登月任务之前，预计还将有若干次飞行试验，比如新一代载人飞船无人绕月飞行、新一代载人飞船有人绕月飞行、新一代载人飞船+月面着陆器的全流程无人登月演示飞行。

新一代载人飞船+月面着陆器的全流程无人登月演示飞行是前所未有的，此项任务将在无人状态下全面检验载人登月的全流程环节所用到的几乎全部关键技术。昔日阿波罗载人登月计划就没有实施此项飞行试验的条件，因为当时的人类并没有掌握着陆末段的悬停避障技术，只能依赖航天员的手控着陆避障，以实现高可靠的安全登月。

阿波罗10号是阿波罗11号载人登月前唯一一次将登月舱带至环月轨道的飞行试验，其与月面最近距离15.6公里。

话说，我们的第一次载人登月会降落在哪里呢？月球正面区域是大概率的，甚至月球极区都可能不会选择，首次载人登月最核心的指标仍然是安全，因为载人航天人命关天，确保高可靠的测控通信是确保安全的基础，也只有月球正面非极区月面的登月活动可以不需要中继卫星。

月球正面

如果为了突出科学价值，那么可以在广大的月球正面区域仔细遴选人类未曾触及的着陆区，但如果要突出工程技术能力，还可以选择降落在嫦娥三号旁边。

近十年前，玉兔号月球车的故障一直也是一个遗憾，由于不能实地考察，该月球车的故障全貌也未能100%完全定位，如果借着首次载人登月的机会，以嫦娥三号着陆区为目标实施定点落月，不仅可以体现我们的高精度控制能力，也可以去看看我们的老朋友“玉兔号月球车”，是技术与情怀的结合，此项任务也曾是嫦娥四号的任务选项。

玉兔号月球车

嫦娥三号着陆器

要实现定点落月，就必须掌握地形相对导航技术，而此项技术正好会在正式实施载人登月任务之前的嫦娥七号无人探月任务中进行验证并实现。

我国载人登月任务并不是为了载人登月而载人登月，而是将载人登月视为载人往返于地月空间的交通能力，正如同神舟系列飞船之于空间站一样，当年我们是“载人为建站，建站为应用”，如今我们也是“载人登月为月面建站，月面建站为应用”。

与载人登月任务同步实施的还有以嫦娥七号、嫦娥八号两个大规模无人月球探测任务，这两个任务将构建起月面科研站的基本型，并为后续更大规模的月面科研站建设选址。

要不了太久，我们的航天员不仅可以登上月球，还能造访我们的月面科研站，从而构建起面向长远未来的可持续发展的载人月球探测体系。