中国详述无人月球飞行计划,载人登月目标日益临近

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China Details Uncrewed Moon Flight Plans as Astronaut Landing Target Nears

两枚火箭、三名航天员,以及2030年前的登月计划

中国计划先让梦舟飞船和揽月月面着陆器在无人状态下飞行,再尝试首次载人登月。这为任务增加了一个重要测试环节。任务将使用两枚长征十号火箭,把三人送入月球轨道。随后,两名航天员将前往月面,梦舟则负责他们往返地球与月球之间的运输。

目录
  1. 两枚火箭、三名航天员,以及2030年前的登月计划
  2. 任务将如何展开
  3. 已完成的测试与后续工作
  4. 从初样研制转向系统测试
  5. 揽月必须着陆后再次起飞
  6. 寻找安全着陆点
  7. 梦舟的应急返航方案
  8. 返回地球并回收乘组
  9. 空间站运行与登月工作同步推进
  10. 要点

这些计划于10月31日在北京举行的第七届载人航天学术会议上公布,会议有800多名专家学者出席。会议通报提出,目标是在2030年前将中国航天员送上月球,开展科学考察和技术试验,并将航天员安全带回。

中国载人航天工程办公室新闻发言人张景波还介绍了五项核心装备的进展:长征十号火箭、梦舟飞船、揽月着陆器、望宇月面航天服和探索月球车。中国航天科技集团公司发布的官方项目进展称,这些装备已完成初样研制。该进展通报将着陆目标表述为2030年前后,而会议通报则称为2030年前。

实际挑战在于让这些飞行器协同工作:从分别在地球发射,到在月球附近交会对接、着陆、再次起飞并安全返回。因此,测试工作涉及的远不止航天员踏上月面的那一刻。

对航天员来说,每个阶段都取决于下一艘飞行器是否准备就绪:梦舟必须抵达着陆器,揽月必须从月面返回,随后梦舟还要把所有人送回地球。计划中的无人飞行将先让新飞船投入飞行,再让航天员依靠它们执行任务。

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任务将如何展开

两枚长征十号火箭将分别发射,一枚搭载揽月,另一枚搭载梦舟。两艘飞行器将在月球轨道交会并对接。对接是指将两艘航天器连接起来,使人员和设备能够在其间转移。

梦舟的设计用途是搭载三名航天员往返地球与月球轨道。两名航天员将转移至揽月,乘它下降到月球,并在之后乘它返回轨道上的飞船。这样一来,任务分由两种飞行器承担:一种负责往返地球,另一种专为月球附近及月面作业设计。

月面任务结束后,揽月将与梦舟重新对接,使登月乘组返回负责送他们回家的飞船。因此,任务要求在着陆前后都能成功完成月球附近的对接。

会议通报称,计划开展的工作包括着陆、月面行走、采集样品、进行研究并返回。通报提出的技术目标包括地月往返、在月面短期停留,以及结合航天员与机器人设备开展探测。

已完成的测试与后续工作

会议通报称,在其所述年份的早些时候,长征十号低空演示验证和梦舟在最大动压条件下的逃逸飞行试验均已成功。最大动压是指火箭上升过程中,速度与空气密度的共同作用使飞行器承受最大气动载荷的时刻。

张景波的情况介绍还列出其他已完成的工作:长征十号二级推进系统试验、火箭固定状态下的点火试验、梦舟地面逃逸试验,以及揽月着陆与起飞验证试验。这些测试分别考察推进、紧急逃逸,以及在轨道与月面之间的往返能力。

这些里程碑横跨多个阶段,不过会议通报没有注明10月31日会议举行的年份:

  • 会议通报所述年份早些时候:长征十号低空演示验证和梦舟最大动压逃逸飞行试验成功。
  • 10月31日:北京发布的进展通报介绍了在载人登月前实施梦舟和揽月无人飞行的计划。
  • 2026年3月:技术报道介绍了一期专刊,内容涉及航天器系统和应急程序。
  • 载人登月前:计划继续开展长征十号验证飞行,并进行梦舟和揽月的首次飞行。
  • 2030年前:会议通报提出的中国航天员首次登月目标时间。

无人飞行和首次载人登月均未公布具体发射日期。后续任务清单还包括嫦娥七号机器人探测任务,以及载人航天器相关工作。

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从初样研制转向系统测试

张景波表示,项目已完成主要飞行装备的初样研制。简单来说,这一阶段已研制出装备的初始版本,供工程师测试其设计和运行情况。随后开展的飞行测试,则会考察飞行器在真实任务条件下的表现。

官方进展通报列出揽月综合测试、梦舟热试验和逃逸试验,以及长征十号演示验证和技术验证飞行。综合测试是将多个相互关联的系统放在一起检查,而不是分别测试各个部件。热试验则用于检查设备在不同温度条件下的适应能力。

张景波还表示,科学研究和应用载荷方案已完成定型。载荷是飞行器搭载、用于执行任务的设备,例如进行科学测量的仪器。与此同时,发射场、测控通信网和地面着陆场的建设也在推进。

这些设施将飞行装备与操作人员连接起来。测控站有助于确定航天器的位置并保持与其通信。着陆和回收设施则为旅程的最后阶段提供支持。张景波称,当前工作任务繁重,许多新技术仍需在紧张的飞行试验安排下完成验证。

揽月必须着陆后再次起飞

《中国空间科学技术》2026年第二期专刊共150页、收录14篇论文,聚焦载人月球探测任务。3月对这些论文的技术报道提供了更多细节,介绍揽月如何下降、规避危险,并将乘员送回轨道。

揽月采用由YF-58-1发动机提供动力的推进舱,以及由四台YF-36发动机提供动力的着陆舱。推进舱负责主要机动,之后由着陆舱完成下降。报道所述的飞行器质量约为26000千克,着陆舱推进系统的推进剂约为6000千克。

揽月的四台发动机必须同时满足受控着陆和之后上升的需要。技术报道介绍,计划在月面停留数日,随后返回月球轨道,并在数小时内与梦舟交会。

发动机故障会改变这一流程。如果推进舱发动机在下降前发生故障,揽月将留在轨道上并放弃着陆。如果一台YF-36发动机发生故障,对侧发动机也将关闭,以保持推力平衡。根据飞行阶段不同,应对措施可能包括返回轨道、推迟着陆,或延长返回轨道所需的时间。

热量也是设计需要考虑的问题。推进剂贮箱位于乘员区下方,靠近着陆发动机。技术说明提到,飞行器将采用热防护和冷却措施,并能够在发动机运行时降低推力。

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寻找安全着陆点

揽月的导航系统整合了多种传感器。星敏感器用于确定姿态,惯性测量单元用于跟踪运动,雷达则测量距离和速度。光学导航和激光传感器帮助飞行器在接近月面时识别危险。

技术论文介绍,导航系统将增强自主控制能力和备份能力,并借鉴嫦娥系列月球探测任务及天问一号火星着陆器使用的设备。自主控制使飞行器能够自行作出部分决策,这对需要快速调整的着陆过程很有帮助。

技术报道介绍的制导仿真显示,飞行器接近安全目标点时的精度可控制在100米以内。在怀来县一处设施开展的工作使用了一个长50米、宽35米、高42米的测试空间,设备定位误差低于1米。前一项数据指仿真飞行制导接近目标点的精度,后一项则指测试设施内设备的定位误差。

航天员也在揽月模拟器中接受训练。这些工作将用于改进着陆软件,并预测飞行器的行为。着陆器内部采用冗余光学连接,旨在即使连接发生故障,也能让计算机和其他系统继续交换信息。

梦舟的应急返航方案

梦舟的安全设计涵盖从发射台到月球轨道的各种紧急情况。飞船配有逃逸塔,旨在上升前或上升过程中发生紧急情况时,将乘员舱拉离危险区域。

技术报道解释,工程师选择逃逸塔而非一体化逃逸系统,是因为后一方案会使服务舱在承受压力和振动时面临更大的结构负担。采用逃逸塔还可以将服务舱置于气动整流罩内,即发射过程中使用的保护性外罩。

乘员舱与服务舱之间由8枚爆炸螺栓连接,逃逸塔与乘员舱之间则由6枚连接。这些装置可在接到指令后迅速分离相关部件,使逃逸流程得以展开。

飞船飞向月球后,应急方案也会随之变化。离开地球轨道后发生某些严重故障时,梦舟可不点燃主发动机,绕月飞行并返回地球方向。若在月球轨道发生故障,则可使用四台或两台发动机启动返程。

根据故障情况和飞行轨迹,从月球轨道返回需要两到五天。即使是较短的返程,也要求飞船在紧急情况发生后的数天内持续具备供应品和正常工作的设备。若揽月在下降前发生某些故障,任务也可能转为在月球轨道长时间飞行,并使用原本为月面探测准备的物资。

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返回地球并回收乘组

梦舟返回舱质量约为6000千克。释放防热大底后,返回舱将使用6个气囊缓冲着陆冲击。报道提出的着陆指标为:垂直速度低于每秒8米,水平速度低于每秒15米。

返回舱可以正立或侧翻着陆。受控放气旨在帮助返回舱在水平运动速度足够低时保持正立。这意味着,返回系统除防热和飞行控制外,也包括回收规划。

已完成的海上搜索回收任务也被列为已报告的研制里程碑之一,任务对象是一艘载人飞船返回舱。简短通报未提供更多操作细节。回收工作十分重要,因为紧急返航可能使返回舱落在预定着陆区域之外。

梦舟主要面向月球任务研制,同时也将用于执行近地轨道空间站任务。张景波表示,梦舟一号任务将与空间站飞行任务一同参加面向公众的任务标识征集活动。

空间站运行与登月工作同步推进

会议通报称,中国空间站已进入常态化运行阶段,已有200多个科学研究和应用项目在轨部署或实施。研究领域涵盖空间生命科学、材料研究、基础物理、流体行为,以及微重力条件下的燃烧现象。

微重力指在轨运行的航天器内接近失重的状态。在这种环境下研究材料、流体和火焰,可以让研究人员观察到地球重力可能掩盖或改变的现象。会议将空间站运行、月球科学和数字技术纳入载人航天发展议题一并讨论。

通报还预计,空间站将迎来首位外国航天员,并使用旨在降低成本的货运运输系统。这些工作为已经运行轨道实验室、同时准备探索更遥远目的地的项目增加了新的任务。

当前的登月计划已将三类工作联系起来:研制航天器,测试其在正常和应急情况下的表现,并建设发射、测控和回收所需设施。接下来的重要里程碑是验证飞行和无人飞船任务,它们将推动计划进入更全面的飞行测试阶段。

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要点

  • 中国计划在首次载人登月前,先进行梦舟和揽月的无人飞行。
  • 两枚长征十号火箭将分别发射两艘飞行器,并在月球轨道对接。
  • 梦舟将搭载三名航天员进入月球轨道,其中两人将乘揽月前往月面。
  • 会议通报将目标定为2030年前登月;官方发布的进展通报则称目标为2030年前后。
  • 据官方进展通报,火箭、飞船、着陆器、月面航天服和月球车已完成初样研制。
  • 后续飞行测试、着陆器综合测试和飞船安全测试仍是项目的重点工作。
  • 技术论文介绍了备用发动机应对程序、应急返航方案,以及梦舟在地球着陆时使用的气囊。
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