新一轮载人登月盘点

开红色法拉利

近日，中国载人航天工程办公室副主任林西强表示，我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施，计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。放眼国际，新一轮载人登月任务正在紧锣密鼓地筹备中，其任务目标、人员选拔、运载工具与配套装备等都有哪些新亮点？是否会有更多新概念技术和设计方案？受人瞩目的载人登月又面临着怎样的前景呢？


登月路径有创新


纵观各国载人登月方案，美国主导的“阿尔忒弥斯计划”宣传最多、雄心最大。该计划总体上分为3步：第一步是名为“阿尔忒弥斯-1”的无人绕月飞行测试任务，已于去年底顺利完成；当前，美国宇航局正在筹备第二步——拟于2024年底发射的“阿尔忒弥斯-2”载人绕月任务，4名航天员自今年4月选定后，目前正在加紧训练准备；第三步之始则是原定于2025年底发射的“阿尔忒弥斯-3”任务，拟实现自1972年以来的人类“重返月球”。

                                                西方规划的绕月空间站效果图

之后，“阿尔忒弥斯计划”将尝试频繁实施载人登月，为月面长期开展科研和生产生活做准备。为此，美国宇航局规划了关键任务节点——绕月空间站。作为地月中转站，绕月空间站将借助可重复使用飞船，建立长期往返的“太空航班”，帮助航天员在月面或月球轨道上长期驻留。对比“阿波罗计划”，这个载人登月工程的架构更大，步骤更多，这应该也是“阿尔忒弥斯计划”预计耗费巨大的重要原因。

2018年，俄罗斯公布了载人登月计划，包括在国际空间站和月球轨道上测试一系列新技术，尝试组建绕月空间实验室，探索着陆月球新方式，争取在2035年左右建成月球基地等。按最初规划，俄方将在月面或月球轨道上建立模块化实验研究设施，支持不同时长的载人科研任务，并实施地月之间往返转移。不过，随着形势变化，俄罗斯载人登月前景面临着较大的不确定性。

此外，欧空局、日本、印度都提出了载人登月计划，与重型火箭“直达”月球轨道这种传统模式大不相同。虽然这些未必能如期执行，但都体现了新时代载人登月路径的不同选择。

据公开报道称，我国已全面部署开展各项载人登月任务研制建设工作，包括研制新一代载人运载火箭、新一代载人飞船、月面着陆器、登月服等飞行产品，还要补充建设发射场以及测控通信着陆场等相关地面设备设施等。其中，新一代载人火箭发动机试车、载人月面着陆器发动机与舱壁攻关、定点落月技术、月面极端环境生存研究、月球重力条件模拟实验等关键领域的进展不断披露，表明中国航天人有条件、有信心如期完成任务。

我国新一代载人火箭、月面着陆器、新一代载人飞船模型

人员选拔更严格



登月航天员需要具备怎样的素质？与近地轨道空间站上的航天员有何不同？这是载人登月任务必须解决的核心问题。


新时代载人登月计划强调综合效益，要求人类在月球上生存、活动较长时间，而月球没有大气保护，宇宙射线、微流星体等威胁不容忽视。考虑到月球地下洞穴有助于抵御这些威胁，特别是在登月任务早期难以迅速建造复杂而完善的建筑，因此未来登月航天员有必要具备在月球坑洞内生存的能力。


比如，月球马利厄斯丘陵下方存在直径数十公里的巨大熔岩管孔洞，内部结构复杂，不排除存在水冰资源。依托类似月球坑洞条件，配合3D打印、月壤资源原位利用等技术，或许有望为航天员提供绝佳场所，应对月面极端温度等各种威胁。更进一步，防护措施完善、内部环境适宜的月球基地建筑将为航天员提供更好的工作生活基础。


相比内部环境精准可控的近地轨道空间站，航天员在月球上面临的环境更具挑战性，风险更大，因此必须具备更出色的心理素质和体能。由于地月距离更远，绕月空间站支援能力有限，登月航天员很难及时获得增援，更强调自主工作和决策能力，对月球知识需要掌握更多，以便应对紧急情况。


以美国选拔登月航天员为例，要求具备1000小时以上的喷气式飞机驾驶经验，拥有科学、技术、工程学、数学相关教育背景的硕士及以上学位。虽然美国宇航局对于登月航天员的选拔和训练内容公开不多，但外界普遍认为，“阿尔忒弥斯计划”航天员将包括更多地质学、建筑学、矿物学、电磁通信等领域专家，以便完成更复杂的科研任务和远景开发工程。


此外，国外众多商业航天企业近年来积极研发月面着陆器、月球遥导航星座、月面能源供给与通信设备、探月机器人等配套设备设施，而在新型火箭、深空载人飞船、登月航天服等领域的投入则暗藏着商业航天从业者的雄心壮志。未来，商业航天参与载人登月业务，推动月球资源开发、绕月登月旅游等项目，应该不会令人意外。

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梦想美好迎挑战


随着多领域技术进步，载人登月任务有了更多的方案选择，具备更成熟的技术基础，吸引着各方积极投入。不过，载人登月作为庞大复杂的航天系统工程，又面临新要求、新使命，不可能是一帆风顺的。


首先，各方对于月球和地月空间资源的争夺将愈演愈烈。



“阿尔忒弥斯计划”是美国时隔半个世纪后重启载人登月任务，标志着美国重新积极投入太空竞争。美国宇航局不仅反复强调在21世纪率先实现载人登月的意义，希望推动航天技术和产业发展，还表现出对月球南极水冰资源的占有欲。近年研究表明，月球南极可能存在利用率很高的水冰资源，如果能够用于制备高效火箭燃料，有望降低太空任务成本，因此各方新一轮探月计划和载人登月任务普遍瞄准月球南极区域。

至于有望助力可控核聚变的月壤氦3资源，还有决定诸多探测器、绕月空间站、登月舱使命前景的轨道、电磁频谱、着陆点选址等，同样是各方竞争的焦点。目前，多方公布的月面候选着陆点已出现部分重合，未来各方探月活动如何协调，值得关注。


其次，由于航天任务越来越庞大、复杂，对资源的需求越来越多，包括载人登月在内的航天工程的可持续性面临挑战。于是，各国航天普遍提升了对社会资源的利用和重视程度，助推航天技术在过去的10年间取得了丰硕的创新成果，也使得商业航天逐渐成为“探月大军”中不可忽视的力量。当前，商业航天提出了很多建设“地月航班”、月球基地等远景规划，但能否找到稳定的盈利点和增长模式，仍然前景不明。


最后一点也是最核心的挑战：投入问题。随着形势变化，很多国家官方对航天的投入面临不确定性，探月任务不断推迟或受挫，载人登月的梦想“照进现实”并非易事。


很多人记忆犹新，美国曾计划在2024年前将航天员再次送上月球，并宣布这只是初期目标，未来要把月球变成载人火星探索的测试场和中转站。然而，去年美国宇航局预计，“阿尔忒弥斯计划”到2025年将花费930亿美元；最近，美国宇航局承认，如果在未来5年内获得410亿美元，“比较可靠的目标”是2028年实现载人登月。


此外，俄暂缓重型火箭研发，调整月球设施规划；欧空局、日本航天任务逐渐加深依赖美国，投入也难以保证。这些都为载人登月的前景蒙上了阴影。


尽管如此，月球毕竟是人类亲身探索太阳系的第一站，而载人登月事业熬过半个世纪低潮后，有望迎来又一个“黄金时代”。送航天员前往月球，建立综合任务基地，开发利用月球资源，将是新时代航天的重要目标。祝愿各国载人登月任务早日成功，为人类揭开月球的更多奥秘。



本文原载于《中国航天报·飞天科普周刊》6月10日一版

zjs555

这不是一件容易的事。

bmlinsh16

中国载人登月计划的各个节点目标正在稳步推进进展良好，我们完全有信心在2030年前成功登陆月球！而且，很可能我国在本世纪的登月计划将先于美国实现！

渔鸥60

我们的目标是星辰大海。

hawkcy84

咱们的计划从技术方案上来讲基本上是在重复美国的阿波罗方案，总体方案偏保守。既然前边已经有人搞成过了，咱们就按照相同的套路再来一遍，先解决登月的有无问题。自身的技术创新更多是体现在子系统和新装备上。
美国的总体方案完全是另搞一套的，可以看出来不屑于在总体方案上重复阿波罗的老路，想要搞创新。如果真搞成了，技术上当然是突破最大的。当然这个前提是真的能搞成，搞成了你就是大拿，搞不成那就是大忽悠。
至于其他家，没啥好议论的，气氛组。

bmlinsh16

我们的登月计划和美国“阿波罗”计划是不同的任务路径。“阿波罗”计划是轨道舱+登月舱+返回舱一体化的，由“土星”重型火箭一次发射升空。我们的登月计划是轨道舱和登月舱发射升空，载人飞船单独发射，然后在空间对接，实现载人登月任务。现在，新一代载人火箭、新一代载人飞船和月面登陆器及登月服等相关项目均按计划节点顺利推进，完全有望实现2030年前登陆月球！