6月17日15时54分,神舟十二号和天和号核心舱,上演了太空之吻。
“神舟快递”安全地将三位宇航员和一批物资送到太空站,天和号当场签收,还给了个五星好评。
这当然是喜大普奔的事儿。
不过,很多网民在兴高采烈的看热闹之际,也有点犯糊涂:这些年大国航天神器层出不穷,有点傻傻分不清啊。
的确,除了当红炸子鸡神舟飞船外,此前还有嫦娥系列、天宫系列以及天舟、天问等等。
它们都高来高去,往太空上飞,不一样的?
从功能上讲,这些航天神器大致可分为三类:运输工具、空间站和探测器。
神舟和天舟比较直观,从名字就能看出来,属于运输工具。其中神舟是载人航天飞船,天舟则是货运飞船,专门为空间站(或空间实验室)运输补给物资和推进剂等等。
天宫是空间站或空间实验室的名称,这次与神舟十二号对接的,就是天宫的核心舱——天和(天宫空间站一般包含一个核心舱和两个空间实验室)。
嫦娥和天问,则属于探测器,其中嫦娥是月球探测器而天问是火星探测器。其中的天门家族,目前还是只有一个独子——天问一号探测器。
年7月23日,中国成功发射了天问一号。今年5月15日,天问一号降落在预选着陆区——火星北半球的乌托邦平原,完成了中国人的火星“第一问”。
而嫦娥探测器,目前已经产生过五期了。
近几年,随着神舟频频将宇航员送入太空,越来越多的人开始关心,中国的宇航员们何时能在月球上留下第一个脚印,迈出中国的一大步?
是的,既然神舟已经能将宇航员送入太空,到空间站生活,为什么就不能将他们带上月球。
答案其实很简单,神舟飞船是近地轨道载人航天器,环绕地球运行,轨道高度约公里,与38万公里以外的月球,相距十万八千里。
所以,一直以来,我国的载人航天和登月工程,各自在一条线上,虽然它们在一些经验和技术上,是可以复用的。
我国的探月工程也就是通常所说的“嫦娥工程”,分为三个阶段:一期工程为“绕”,二期工程为“落”,三期工程为“回”。
三期之后,就是终极目标——载人登月计划。
第一期的“绕”,就是向月球发射探测卫星,绕环月轨道运行,对月球进行遥感探测,了解月球上资源以及月球表面的环境、地貌、地质构造等等。
第二期的“落”,就是使用月球车在月球“软着陆”,直接在月球上进行各种探测。
第三期的“回”,就是让机器人登上月球,在月球上的指定区域进行采样,完成任务后返回,为载人登月往返做准备。
目前探月三期工程,实际上已经圆满结束了。
年10月24日,嫦娥一号发射,中国首次成功探测38万千米外的月球。
年10月1日,嫦娥二号发射,在月球附近执行任务后,随带搞了点副业,从月球前往日地拉格朗日L2点(距离地球万千米),又近距离飞掠图塔蒂斯小行星,这是全世界的第一次。
年12月14日,嫦娥三号和玉兔一号在月球成功着落陆。这是37年后,再次有人类制造的设备访问月球表面。
年10月23日,嫦娥五号T1试验器发射。这是继苏联和美国后,首次有第三国能够成功发射可从月球轨道重返地球的航天器。
年1月3日,嫦娥四号和玉兔二号成功在月球背面的南极-艾特肯盆地着陆。这是人类探测器首次在月球背面着陆。
年11月24日,嫦娥五号成功发射。年2月17日凌晨,嫦娥5号携带2公斤月球土壤成功返回地球,中国探月工程的最后一期,也是难度最高的一项任务,圆满完成。
那么,既然探月工程已经圆满结束,机器人的往返已经实现,载人登月是不是就水到渠成了呢?
答案是否定的。
到目前为止,全世界只有美国的阿波罗飞船实现了载人登月。阿波罗采用的月球轨道交会方案与嫦娥五号类似:用一枚火箭将登月飞船组合体送入月球轨道,然后宇航员驾驶其中的登月舱在月面着陆。返回时,登月舱从月面起飞并与在环月轨道上飞行飞船对接,最后由飞船带着宇航员脱离环月轨道回到地球。
从登月的难度来讲,阿波罗与嫦娥五号,最大的区别就在于它们的重量。
阿波罗号飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3部分组成,加上发射上升段的救生塔,总重量约50吨。这大约也是将来我国的登月飞船的重量,比起嫦娥5号的8吨,要重很多。
所以对于我国来讲,目前这个阶段载人登月的关键点,在于火箭的运输能力。
目前我国运载能力最大的长征五号火箭起飞推力为吨,近地轨道运载能力约25吨。而发射阿波罗飞船的土星五号运载火箭起飞推力为3吨,近地轨道运载能力为吨。相比之下,长征五号的运力要逊色很多。
另一方面,嫦娥的登月舱运输能力也有待加强。
登月舱往返的燃料都需要从地球带过去,嫦娥五号登月舱从月球起飞时的推力为N,包括燃料在内重量为公斤,从月球起飞抵达环绕轨道,与嫦娥对接时只剩下公斤,无法满足载人任务。
当然,我国的吨级重型运载火箭已经在研制之中,相信离问世已经为期不远了。
最后,我认为,中国未来十年大概率不会优先考虑载人登月。
原因很简单,必要性不大。
目前中国无人探月技术已经能够满足对月球表面甚至更深层的地质和土壤研究的需要。若想更加深入的进行一些别的研究,也大可以中国再派出嫦娥飞船带上机器人前去取样或者测试。
只有到了我国有能力建造和维护一个比较大的月球基地的时候,载人登月才能实现价值最大化。