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我国正在研制新一代梦舟载人飞船,这款载人飞船有近地轨道版本和载人登月版本,其中近地轨道版本最多可以搭乘7名航天员,载人登月版本最多可以搭乘3名航天员前往月球,预计在今年,梦舟飞船就会进行首飞了。
自从我们官宣要在2030年之前实现中国人的第一次载人登月,大家都在关注新一代载人火箭长征十号、新一代载人飞船梦舟载人飞船以及揽月月面着陆器等相关产品的研制进展,也在关注我们什么时候才会实施梦舟飞船的无人绕月飞行任务、载人绕月飞行任务、载人登月飞行任务。
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虽然之前官方已经多次表示我们将会在2030年之前实现载人登月,但是很多任务的时间细节还没公布过。不过,随着载人登月项目不断取得进展,很多细节也会慢慢公布出来了。这不,现在就有关于无人绕月以及载人登月的时间节点的消息,这是我国首次披露登月时间。
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可能有一些网友不理解,我们之前已经掌握登月、月球取样返回地球等技术,梦舟飞船为什么去执行多次无人绕月飞行任务?无人绕月飞行任务到底有多难?
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梦舟飞船去执行无人绕月飞行任务返回地球,在某些方面看起来似乎比嫦娥五号、嫦娥六号探测器取样返回地球更简单一些,但是实际上这两种任务还是存在本质上的区别的。
因为探测器去月球取样返回地球任务中,没有航天员参与飞行任务,所以不需要考虑探测器内生命保障系统的可靠性、安全性,也不需要考虑探测器在深空飞行时宇宙强烈辐射对航天员的影响。而且,探测器去月球取样返回地球任务没有航天员,对安全性的要求可能就没那么高。
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而梦舟载人飞船最终要进行载人登月任务,在执行载人登月任务之前需要进行多次试飞,包括3次无人绕月飞行任务,其实就是为了验证飞船在38万公里外月球轨道飞行时的可靠性、安全性。
当前我们的神舟载人飞船空间站都是在大约400公里的近地轨道飞行,虽然近地轨道有一定的宇宙辐射,但是地球的磁场还是能够起到保护作用,飞船、空间站本身也有屏蔽宇宙辐射的能力,所以航天员受到的宇宙辐射不会很强。
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而飞船去月球执行载人绕月飞行任务或者载人登月任务,就需要从地球出发飞到接近40万公里远的地方,不得不穿过范艾伦辐射带,在这一个区域宇宙辐射会非常强。飞船提前去进行无人绕月飞行任务,其实也是检验宇宙辐射的影响。
我们的飞船要进行多次无人绕月飞行任务才能进行载人登月任务,那无人绕月飞行任务到底有多难呢?
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飞船去执行无人绕月飞行任务,看起来只是环绕月球飞行后就返回地球,不需要进行登月,但是从技术的角度来看的话,难度还是相当大的。目前也只有中国、美国、苏联掌握了这一项技术。那无人绕月飞行任务到底有多难呢?
第一个技术难题就是需要有大推力的火箭,把飞船精准送入轨道。梦舟载人飞船重达20多吨,我国现役最强的火箭是长征五号,这款火箭没有办法完成梦舟载人飞船绕月任务的发射,需要用到更加强大的长征十号火箭。
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梦舟飞船在发射升空后需要精准入轨,然后加速进入地月转移轨道奔向月球,在飞往月球的过程中,飞船还需要根据实际情况进行轨道修正,飞船发动机每次启动进行轨道修正,都要算准时间、方向、推力,不然的话,飞船到月球附近时偏差可能会被放大到几千公里。
第二个技术难题就是在月球附近进行制动减速进入环月轨道。飞船从地球出发奔向月球时速度会非常快,接近地球第二宇宙速度11.2公里每秒,而飞船来到月球附近时需要进行制动减速把速度降下来。
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因为月球的引力比地球小得多,所以月球的第一宇宙速度、第二宇宙速度也比地球小得多,如果飞船没法精准制动减速把速度降低下来,那月球的引力就没法捕获飞船了,飞船就没法进入环月轨道环绕月球飞行,最后肯定没法完成绕月任务,甚至可能会没法返回地球。
这个过程对发动机的制动减速要求极高。如果减速太猛了,飞船就会直接撞向月球,如果减速太慢了,飞船就和月球擦肩而过,再也回不来了。
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第三个技术难题就是通讯和导航的问题。月球和地球的平均距离达到38万公里,地面发出的指令至少需要1秒多才能到达月球被飞船接收到,同样的,飞船的信号也需要1秒多才能传回到地面。特别是当飞船飞到月球背面时会彻底失联(在没有中继星帮助的情况下)。
所以,我们没法实时掌控飞船的飞行情况,完全通过飞船自主来完成的。如果是载人绕月或者载人登月任务,飞船内的航天员则可以对飞船进行掌控,有必要的情况下手动操作。
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也正是由于距离比较远,所以飞船的信号传回到地面时会很微弱,需要强大的深空测控网才能和飞船实现通讯。
第四个技术难点就是飞船从月球返回地球时将会经受接近3000℃高温的灼烧。因为飞船以接近地球第二宇宙速度11.2公里每秒的速度闯入地球大气层,气动加热效应会非常强烈,外部温度会飙升到3000℃左右。
在这么高温的灼烧下,飞船如果有任何破损都可能会直接在大气层中剧烈燃烧化为灰烬。
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当然,虽然无人绕月飞行任务难度相当大,但是对于我国来说,这其实都不是什么难题了。因为之前我们的嫦娥五号、嫦娥六号探测器已经两次完成绕月、登月、月面起飞、月球轨道返回地球了,我国在这方面的技术其实是很可靠的。所以,我们完全有信心、有能力在2030年之前实现中国人的第一次载人登月任务。
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