嫦娥八号重载登月,成倍放大,两台金牌动力并联,奠基载人登月

巅峰高地讲堂 2023-10-04 23:06:31

继嫦娥探月工程一二三期、中国空间站、天问一号首次火星探测任务之后,在接下来的7年里,中国航天将继续高歌猛进。

目前正在同步开展研制工作的探测器有,鹊桥二号中继卫星、嫦娥六号月背采样返回探测器、天问二号小行星采样返回探测器、嫦娥七号探测器、嫦娥八号探测器、天问三号火星采样返回探测器、天问四号木星探测器,以及服务载人登月任务的新一代载人飞船、月面着陆器、CZ-10重型载人运载火箭、载人月球车、月面宇航服等。

上述探测器,随便拎出来一个都堪称世界级,而放眼世界,能同时独立实施如此众多世界级深空探测任务的国家,全球唯有一国:中国。

还记得两年前,当祝融号火星车成功登陆火星并开展巡视探测任务时,笔者就说,这是人类首次在两颗地外天体同步开展巡视探测任务——祝融号火星车与玉兔二号月球车,这一盛况将在2028年再次重现。

祝融号火星车

玉兔二号月球车

嫦娥八号月球探测器与天问三号火星采样返回探测器都计划在2028年发射,天问三号的意义自是不必多言,一旦成功就是人类首次,而且其难度和意义丝毫不亚于昔日的阿波罗载人登月任务,甚至更甚。

嫦娥八号同样是一个重磅探测器,在此之前嫦娥六号将实现人类首次月球背面采样返回任务,嫦娥七号将是一个多器组合的多任务探测器,旨在对月球南极及月球全球进行着陆、巡视、飞越、遥感等深度探测任务。

嫦娥七号

嫦娥八号有多重磅?除去其任务价值的重磅,这个探测器本身也很重。

根据《国际月球科研站合作伙伴指南》披露,嫦娥八号相较于以往的嫦娥系列探测器将有两项显著不同的工程能力,即大承载货物运输及确保高精度月面着陆技术。

高精度月面着陆技术最早将由嫦娥七号率先验证,因此嫦娥八号最为与众不同的工程能力,就是“大承载货物运输”,也可以理解为“重载登月”,这意味着它将有一个能力更强,重量更重的着陆器。

有多重?以嫦娥三号为例,该探测器发射重量是3.78吨,但除去燃料的净重并没有这么重,是1.22吨,着陆月球后虽然还会有一些燃料剩余,但不是很多,也就是说嫦娥三号着陆月球的重量就是1吨级。

嫦娥三号着陆器

嫦娥四号是嫦娥三号的备份,重量相差不大,嫦娥五号也相对完整地继承了嫦娥三号、嫦娥四号的月面着陆能力,虽然嫦娥五号着陆器承载的上升器重达769公斤,比嫦娥三号与嫦娥四号着陆器承载的130公斤月球车重的多,但这是基于着陆器减重与优化登月下降程序实现,嫦娥五号着陆器与上升器组合体着陆月球的重量虽然比嫦娥三号、嫦娥四号略高,但也没有超过2吨。

嫦娥五号着陆月面的着陆器与上升器组合体(遥测图像)

嫦娥五号着上组合体月面采样

嫦娥五号上升器月面起飞

再看嫦娥八号,根据近日公布的《嫦娥八号任务国际合作机遇公告》披露,着陆器将携带一辆月球车、一台作业机器人。

嫦娥八号携带的月球车

嫦娥八号携带的作业机器人

着陆器自身配置14台国内科学载荷,包括降落相机、地貌相机、月震仪、月表低频电磁场探测仪、月壤剖面热流测量仪、月基对地观测辐射计、月基对地观测面阵多光谱仪、软 X 射线望远镜、小型陆生生态实验装置和原位资源利用试验装置;月球车配置全景相机、测月雷达、红外光谱矿物分析仪、月表原位样品分析与存储装置共计4 台科学载荷。

着陆器在配置大量国内科学载荷的同时还可向国际社会提供200公斤重量资源,这一重量数据甚至超过了玉兔二号月球车135公斤重量数据,这些重量资源可以用于两种类别的国际合作:

一种是国际载荷配置于着陆器开展月面原位探测,属于单机级合作项目;另一种是由着陆器搭载,到达月面后可与着陆器分离,并独立工作,比如月面机器人、月面飞行器等,此为系统级合作。

嫦娥八号提供的国际合作重量资源超过了玉兔二号月球车重量‍

200公斤国际合作重量资源本身就表明,嫦娥八号着陆器具备搭载至少3辆玉兔二号月球车的能力,这也意味着着陆器自身规模相较于嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号的成倍放大。

另外,嫦娥八号着陆器携带的国内月球车也有亮点,该月球车搭载的4台科学探测载荷中有一台“月表原位样品分析与存储装置”,说明这辆月球车将可以挖取月壤,还有存储月壤的装置,这意味着它将配置机械臂,月球车的重量也将超越玉兔号、玉兔二号。

玉兔号月球车也曾配置机械臂

嫦娥八号着陆器配置的大量的国内科学探测载荷、重量更大能力更强的月球车、全新的作业机器人、200公斤国际合作重量资源,这些都诠释了什么叫做“重载登月”。

嫦娥五号、嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号的发射用运载火箭都是CZ-5,该火箭的地月转移轨道运力8.2吨,其中嫦娥五号、嫦娥六号、嫦娥七号的着陆器设计基本是一脉相承,这三个探测器都是多器组合,都配置有独立的推进舱,这使得着陆器规模受限。

发射嫦娥五号的 CZ-5 Y5 火箭

嫦娥五号探测器,由上至下分别是,上升器、着陆器、返回器与支撑舱、轨道器。

嫦娥八号就完全不同了,虽然也是由CZ-5火箭发射,整器重量上限也是8.2吨,但根据公告披露,嫦娥八号将不再配置独立的推进舱,探测器整器全部登月,这意味着嫦娥八号着陆器不仅要完成登月任务,还将承担地月转移姿轨控、近月制动减速、环月姿轨控等任务,燃料携带量不会少,这样设计有一个好处,就是将重量资源最大限度聚焦登月。

嫦娥八号没有轨道器

想要实现重载登月,仅依靠大火箭是不行的,还需要在着陆器下降动力上下功夫。比如嫦娥五号着上组合体相较于嫦娥三号、嫦娥四号着陆质量仅有略微上升,也不得不改变下降策略,将动力减速终点高度由3公里下调至2.5公里,目的就是尽可能通过7500N变推力发动机消减下降速度,降低后续阶段的减速压力,这也是大力出奇迹。

但这已经是嫦娥三号、嫦娥四号动力下降方案的能力极限,嫦娥八号要想实现更大规模的月面着陆重量,动力配置就需要大变。

官宣嫦娥八号效果图

根据探月工程官方披露的嫦娥八号效果图显示,该着陆器底部有两个喷管,说明它可能配置了两台7500N变推力发动机,合计总推力高达15000N,将为嫦娥八号的重载登月任务提供澎湃的下降动力。

7500N变推力发动机是我国穷十年之功打造的地外天体登陆用金牌动力,目前已经成功实施4次地外天体登陆任务,包括3次月球登陆与1次火星登陆,成功率高达100%,该型发动机可在16%至110%推力之间实现大范围推力变化。

嫦娥四号着陆器配置的7500N变推力发动机

嫦娥八号任务将是7500N变推力发动机首次并联组合使用,这一组合还将奠基载人登月,计划2030年实施的载人登月任务中,搭载航天员登陆月球表面的“月面着陆器”的下降动力也是多台7500N变推力发动机并联(4台),嫦娥八号可为此验证多发并联的工况可靠性。

月面着陆器的4个大喷管就是4台7500N变推力发动机

此外,嫦娥八号着陆器配置的太阳能电池板呈竖直展开状,说明其着陆位置可能是月面高纬度区域,以适应当地较低的太阳高度角。

公开的官宣PPT还表明嫦娥八号着陆器有吊机装置,可能是用于作业机器人的月面部署。

嫦娥八号重载登月能力的突破,不仅可以为载人登月任务验证关键技术,还将为后续国际月球科研站的建设提供一套全新的地月转移与月面到达运载工具。

中国航天接下来波澜壮阔的七年,未来更可期。

58 阅读:16344
评论列表
  • 2023-10-05 12:19

    应发展太空加注燃料技术。何处不能去!

    晨霜带雾 回复:
    燃料载体怎么解决,燃料载体要长期运行在太空,而且还需要往返地球加注燃料上去,就好比给战斗机提供加油的加油机!如果要实现太空加注,第一步要实现加重版空天飞机!然后还得在太空建造一个类似于空间站这样的储料装置,很难很难……只等以后科学技术突破了,建造大型核动力空天航母,那就可以轻松实现了!
  • 2023-10-05 08:53

    大飞机尽量全部国产配件(除了不值钱中国能制作出来的可以购买波音同供应商便宜)、手机电脑全国产(芯片存储摄影镜头系统等)、电动汽车、家居、家电、工程机械、电力器材、高铁、衣服等都全产业链国产且世界一流,能带动很多产业链升级进步吸收更多人才留用。

  • 2023-10-05 09:05

    我想看到中国航天员登上月球的那一步会给世界和我们带来一种怎样的震撼?我们也将验证当年阿姆斯特朗的“一小步”是否真实存在过!

  • 2023-10-10 14:29

    07年吧,那会高中,食堂吃过晚饭,几百个人在食堂大屏幕上看嫦娥一号发射直播,各种鼓掌激动的喊叫。现在只是刷新闻才知道,我们又探月了,我们发射火星车了。就是一种平常心了,感觉很正常了。[抠鼻]

  • 2023-10-05 10:16

    美利奸:兔子肯定是偷窃了我们“没有的先进技术”!中国:秃鹰,你怎么越来越无耻了?!美利奸:……???

  • 2023-10-05 10:12

    中华文化有修仙系统,是不是我们可以上升到神级宇宙文明[得瑟]

  • HZH 4
    2023-10-05 11:47

    祝祖国强大到可以降维打击

  • Nick 3
    2023-10-06 10:01

    世界第一

  • 2023-10-05 11:20

    能量体系不改变,均是原地踏步。一直在烧开水。

    大一统 回复:
    核聚变也会是烧开水。哪怕是换一种介质代替水也好啊![呲牙笑]
    知心眼神 回复:
    钍基盐
  • 2023-10-05 05:47

    中国探月,扎实推进,一步一个脚印。

  • 2023-10-05 11:18

    人多好办事

  • 2023-10-05 13:34

    登月载荷30吨

  • 2023-10-09 22:59

    载人登月如此艰难,不知道美国鬼子在上世纪60年代如何实现的?难道美国鬼子真的获得了外星人的技术支持?

  • 2023-10-05 09:55

    祖国伟大[点赞]

  • 2023-10-05 03:29

    俄罗斯根本就没有月球探测的经验,带上他,失败率倍增。

  • 2023-10-05 07:33

    祝福伟大的祖国永远繁荣昌盛!

  • 2023-10-05 13:49

    兔子牛13[点赞]

  • 2023-10-11 19:29

    猜猜第一个登月的中国人姓啥?

  • 2023-10-05 09:18

    [点赞][点赞][点赞]

  • 2023-10-04 23:46

    只有中国在做?我们至今做了一些事不假,不过还是要谦虚一点,这些我们准备做的事别人早就做过了,我们是在全力追赶

    少林寺驻武当办事处大神父王喇嘛 回复:
    真能舔
    舞小白 回复:
    [呲牙笑]玉兔6明年发射,和5的工作目标一致,绕、落、采样、回……只是地点改了,去低洼阴影区。这个难度是加倍的。但中国航天从不令人失望
  • 2023-10-05 02:49

    未来波浪壮阔的5年!!!

  • 2023-10-05 01:28

    说了半天,载人的呢?

  • 2023-10-05 08:22

    小心美国不会让顺利实施的。

  • 2023-10-05 04:38

    长征五号发动机升级一下,登月载荷可以到9到10吨

  • 2023-10-05 13:12

    我这辈子应该能看到[呲牙笑]

  • 2023-10-05 15:28

    要抓多少电车才够办这些事啊?

巅峰高地讲堂

简介:专注武器装备科普,探寻军工领域前沿科技。