中国人真的来了!登月时间一推再推:美国人顿时就慌了

星辰大海评军事 2024-04-28 10:50:47

4月24日上午9时,在酒泉卫星发射中心召开的神舟十八号载人飞行任务新闻发布会上,发言人表示,2023年载人月球探测工程经中央政府批准启动实施,目标是2030年前实现中国人登陆月球,目前各系统正按计划开展研制建设。

关心全球登月计划的网友都知道,美国重返月球的阿尔忒弥斯计划早在十几年前就已经开始实施,但登月时间从最早的2020年一路推迟到2027年,最近又有传闻称这2027年都不是很靠谱,如此这般,中美将直面登月竞赛,这次到底谁会赢得这场竞赛?

中国登月计划:包括那些子系统,到底是怎么运作的?

中国载人登月计划其实早就已经开始了,包括CZ-10登月火箭、新型载人飞船(返回舱)、登月飞船(登月舱)以及登月航天服以及登月车等子系统早已展开,首先概述下中国版登月计划的过程:

1、用两枚CZ-10火箭分别发射登月飞船与载人飞船;2、登月飞船与载人飞船在月球轨道对接;3、航天员转移到登月飞船后分离着陆月面,完成既定登月任务后返回月球轨道并与载人飞船对接;4、载人飞船进离开月球轨道返回地球,以第二宇宙速度进入大气层在东风着陆场着陆;

这个过程中有几个非常务实的设计,一个是两次发射CZ-10,原因是按CZ-9的进度,时间上可能要推迟到2035年左右,不过登月要求的地月转移轨道载荷在50吨左右,CZ-10地月转移轨道27吨左右的运载能力完全能满足要求,而使用成熟技术的CZ-10对登月计划按时间表实施也更有保障。如下为CZ-10的参数:

助推器:x2,每个助推器为7台120吨级的YF-100K发动机;芯一级火箭:7台120吨级的YF-100K发动机;芯二级火箭:2台150吨级的YF-100M发动机;三级火箭:3台9.4吨级YF-75E发动机;

这枚火箭的助推器和芯一级的直径都为5米,总高度88.5—91.6米,起飞重量为2184—2189吨,近地轨道载荷为70吨,地月转移轨道载荷为27吨。

另一个是在月球轨道对接,这个细节必须要了解下,按计划登月飞船会提早一个月出发,会沿着一条最经济的轨道飞向月球,尽量增加登月飞船的补给物资装载量。而载人飞船在一个月后出发时会沿着一条最快速的轨道前往月球,比如三天之内抵达,最经济与最快速结合,完全是为了任务实施考虑。

在这个系统中,登月飞船是非常关键的一环,与阿波罗计划上升级与下降级分离不一样,中国版登月飞船是一个整体结构,即上升级与下降级使用同一台发动机,使用后不分离,停留在月球轨道上,据网传消息称,这艘登月飞船在重新加注燃料后可以重复使用,这一点绝对让人惊讶,下次只要发射一次载人飞船并携带足够的燃料即可再一次在月面登陆。或者在月球轨道上再建立一个“加油站”,专门为多次重复使用登月飞船作规划。

还有一个是新一代载人飞船,这里有很多朋友一定有个疑问,神舟飞船很好用,很成熟,为什么不直接用神舟飞船?其实是这样的,从月球返回的速度是10.8千米/秒,接近第二宇宙速度,神舟飞船只适合在第一宇宙速度7.9千米/秒的情况下返回,两者相差2.9千米/秒,这个差距就要求飞船有更好的耐热性,并且还更好的姿态控制与发动机,因为从月球返回会使用“跳跃弹道”,也就是大家熟悉的“水漂弹道”返回方式。

这个方式优势在于可以节省燃料,因为不需要减速,但对飞船要求却更高了,因为返回速度增加,并且由于“跳跃弹道”的控制精度要求很高,嫦娥五号的采样返回舱用的就是这个技术,载人飞船的控制当然要求更高。另外对于执行月球任务,对舱内空间也提出了更高的要求,新一代飞船能载7人,满足了空间与补给物资的需求。

最后是登月航天服与月球车,前者和舱外航天服要求有些类似,但月面航天服要求高得多,因为月面有大量月尘,这些未经风化的颗粒会破坏航天服外部设备、活动关节等,这都是舱外航天服无法达到要求的,所以必须要重新设计以确保没有任何隐患。

另一个是月球车,这个其实很有必要,因为月面重力虽然只有地球的1/6,但宇航服非常笨重,关节等弯曲角度有限,如果让航天员在月面环境中长途跋涉很快就会累疯,所以有一辆月球车非常关键。非常有意思的是我国的月球车设计是大车带一辆折叠车,即使在大车出现故障的情况下也能将远足的航天员带回,这个设计真是一绝!

各项子系统,进度最快的是新一代飞船,这个已经无人返回测试,预计将于2027年~2028年载人飞行;之后是CZ-10的各个子系统,目前YF-100K在2023年5月份已经完成3300秒超长时间试车,这是正常工作时间的10倍左右,保证发动机稳定可靠。

另外还有登月飞船,这个结构已经确定,接下来就是进入工程设计阶段了,月面航天服的研制也早已开始,月球车也结构也已经确定,甚至工程样机都已经出来了,估计这个小玩意儿完成度可能是最高的,简单一句话,各个子系统都在稳步推进中。

美国有点慌!登月时间一推再推:还能赶在中国人前面吗?

美国重返月球的是“阿尔忒弥斯计划”,与中国的载人登月计划相比,美国重返月球计划可谓是高端大气上档次,下文列一下该计划的子系统就明白了,中国航天的载人登月完全无法和NASA对比:

1、SLS登月火箭;2、猎户座载人飞船;3、月面载人着陆器(星舰月球版);4、月球空间站;

其登月过程是用SLS火箭将猎户座飞船送到月球空间站,再用SPACE的星舰携带人员着陆月面,完成任务后返回,星舰可以重复使用,月球空间站和地球之间建立定期航班,这个庞大的计划由SLS火箭+猎户座飞船+月面着陆器组成,为此NASA找了十几个国家为阿尔忒弥斯计划站台。

该计划总共分成三期,一期是无人绕月,二期是载人登月,三期是定期航班,目前已经完成第一阶段的任务,但后续阶段可能有点遥遥无期,不过各位不知道的是,这个最早是在2005年提出的,当时叫做“星座计划”,NASA定下的目标是不迟于2020年前重返月球,当时没有人会怀疑美国的执行力,因为那会国际空间站的建设正如火如荼的进行,航天飞机一次又一次向国际空间站运送舱段、货物与宇航员,新闻上隔三差无就能听到国际空间站美欧与俄罗斯宇航员的活动画面。

中国当年有什么?载人航天计划仅仅到了神舟六号而已,连空间站都没有,更不用谈什么登月火箭与登月飞船,深空测控都搞不定,但是谁都不会想到,中国居然从飞船到空间站,到月球探测的嫦娥计划以及采样返回,甚至火星探测采样都排上了日程,而且还规划了雄心勃勃的2030年前完成登月任务。

然而美国居然跳票了!2008年金融危机后在2009年被奥巴马取消,不过却保留了“星座计划”中的大火箭并确立了2016年发射的计划,这就是后来被命名为太空发射系统的SLS计划,然而令人意想不到的是这枚使用了航天飞机二手发动机的大火箭,从计划2016年首飞连续推迟17次到了2022年11月16日才首飞成功,登月时间从最初的2020年一路推迟到2025年!

更可怕的是其资金消耗,一枚使用了老发动机的大火箭,从2011年开始到2022年首飞,总共耗资274.85亿美元,据WIKI资料,SLS火箭每次发射的成本超过20亿美元,还包括发射场地的费用,马斯克简直要气死,重型猎鹰一次性发射不超过1.5亿美元,重复使用费用低于1亿美元,这个SLS火箭发射居然要20亿,你可以想象一下,开发SLS火箭的波音、联合发射公司以及诺格与航空喷气飞机公司一起黑了NASA多少钱?

不只是火箭跳票:每个子系统都出现了问题

SLS火箭是重返月球计划中最大的子系统,尽管连续推迟了17次,但磕磕绊绊总算是成功了,不过问题却不止SLS火箭一架,几乎所有的子系统都出现问题了,问题比较少的是搭配的猎户座飞船,不过在2023年11月时,NASA仍然在研究2022年11月阿尔忒弥斯I首飞任务中返回地球的猎户座飞船绝热板过度烧蚀的问题,但是公布的资料是仍然需要几个月之后才能确定问题原因。

问题最大的是月面着陆系统,这个在2020年中标的是马斯克的星舰月球版,与星舰相比,月球版不需要返回地球,只要在月球与月球空间站之间来回,所以不需要绝热瓦,不过由于星舰在月球上着陆没有场地,并且垂直着陆的星舰舱室在几十米高的顶部,所以着陆后需要一个电梯才能抵达月面,并且星舰月球版从地球飞往月球时需要在地球轨道上停泊等待加油,据NASA专家模拟,至少要16次星舰 飞行对其进行加油后才能飞向月球。

当然这些都不是什么大问题,最大的麻烦是2025年要登月了,但星舰一直在炸炸炸,月球版更是遥遥无期,所以去年5月份,NASA把2020年竞标中失利的蓝色起源“蓝月亮”着陆器给重新启用了,与中国的登月飞船相比,非常激进的星舰相差是非常大的,但蓝月亮和中国的登月飞船非常类似,这种结构比较保守,但相对比较容易实现,所以NASA不得已启用落选方案。

不过蓝月亮进度也存在很大的问题,因为蓝月亮月面着陆器尺寸比较特殊,此前一直都计划用新格伦火箭发射,但在2020年落选之后,新格伦火箭的发射计划也随之推迟,目前最新的时间表是在2024年9月份首飞,不过根据目前的进度,新格伦火箭很难在这个时间表前完成任务。

除了这些大的子系统外,还有一个比较小的子系统,也就是新版的月面宇航服研制也出现了问题,目前的时间表基本不可能在2025年前完成!

一推再推:中国人来了,NASA终于开始慌了

就在阿尔忒弥斯计划各个子系统陆续开始出现延误的时候,中国在2022~20223年间已经开始放风计划在2030年前完成载人登月,2023年7月份,新华社报道了中国载人登月初步方案,公布了2030年前实现登月开展科学探索,分两次发射在月球轨道对接后再登陆月球的计划;2024年4月24日,该计划正式启动实施。

从载人航天开始到神舟飞船,从嫦娥绕月到月球采样返回,从天宫目标飞行器到天宫空间站,中国人的航天计划在稳步展开,时间表跳票的概率很低,不像NASA近些年来执行的航天计划一推再推,所以这次NASA真有点慌了,不是怀疑NASA有执行这个任务计划的能力,而是面子问题,1969年就登月成功的国家,却在二十一世纪被中国载人航天率先登月,这个就不好解释了!

但是科学探索来不得半点水分,各个子系统推迟的巨大压力下,2024年1月9日,NASA局长比尔·纳尔逊在媒体电话会议上宣布,首次载人绕月飞行任务“阿尔忒弥斯 2 号”将从 2024 年底推迟到不早于2025年9月。首次载人登月任务“阿尔忒弥斯3号”也从2025年底推迟到不早于2026年9月。目前阿尔忒弥斯计划存在三大挑战:

第一个是2022年12月阿尔忒弥斯I任务中重返大气层时猎户座太空舱隔热罩材料意外受到额外侵蚀;第二个问题是涉及太空舱生命支持系统的部件。对将执行Artemis 3号任务的航天器交付的硬件进行检查时,发现驱动阀门的电路存在故障。第三个问题与猎户座飞船的发射中止系统有关,该系统可让飞船逃离发生故障的太空发射系统。在某些情况下,中止系统被触发时,猎户座飞船的电气系统会出现“缺陷”,可能会超过安全裕度。

不过美国政府问责局的一份报告得出结论,美国国家航空航天局 (NASA) 的阿尔忒弥斯 (Artemis) 月球探索计划的首次载人登陆不太可能在2027年之前实现!然而就在2023年12月20日,美国政治新闻网报道称,“在日前举行的美国家航天委员会会议上,美副总统哈里斯宣布在二十世纪的第三个十年末将美国2名美国宇航员与一名来自其他国家的宇航员送上月球”。

这似乎意味着NASA的时间表可能还要再推迟,再往后的2028年,中国登月计划的首次发射和绕月飞行就要开始了,这个双方将站到竞技台上,中国将被迫进入美国的登月计划延迟后意外出现的登月竞赛中。

延伸阅读:美国政界乱象

多家美媒报道称美国宇航局(NASA)局长比尔·纳尔逊参加国会预算听证会时,在被问到“中国人在月球背面做什么”时,他表示,自己也不知道中国人要去那里做什么,因为月球背面一直处于黑暗中,所以美国也不打算去那里。

其实月球是自转的,只不过半个月白天半个月黑夜而已,所以月球背面并不是永夜,从月底到月初,月球背面就是白天,月中背面就是黑夜,但这个简单的天文常识作为掌管美国宇航局的大佬居然就不知道!

再去翻他的简历,比尔·纳尔逊是文学学士和法学博士,是一名律师和政治家,但他现在掌管的是全球科学探索的顶尖机构NASA,他唯一值得炫耀的经历是曾是一名宇航员,但在NASA担任宇航员,对专业要求并不高,比如载荷专家,可以是不懂航天的医学博士,现在来掌管NASA,是不是非常讽刺?

美国的商务部长对对半导体和市场经济一无所知,美国总统经常不知道自己在哪里,不知道演讲说到哪了,会谈时叫错名字,说错国名,但他们掌管了全球最高权力机构,并且还想以自己认为最合适的方式去套路全世界,这是世界错了还是美国错了?

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