2030年前，送航天员登月

本文来自微信公众号：果壳 （ID：Guokr42），作者：Steed，原文标题：《“2030年前，中国人的脚印肯定会踏在月球上去”》，头图来自：视觉中国

月球某处，寂静无声。远处灰白色的月丘上方，蔚蓝色的地球低悬于漆黑的天空。

两名航天员缓步走下着陆器，在满是细腻月尘的月面上踩出清晰的脚印。插在月面上的五星红旗，在刺眼阳光的照耀下格外鲜艳。

中国载人登月任务效果图 | 中国载人航天工程办公室

这一畅想中的场景，有可能会在7年内实现。

中国载人航天工程办公室披露，中国载人月球探测工程的登月阶段任务已经启动实施，总目标是：2030年前实现中国人首次登陆月球，开展月球科学考察及相关技术试验，突破掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术，完成“登、巡、采、研、回”等多重任务。

通过这一工程，中国有望成为世界上少数能够独立进行载人月球探测的国家。

这将是中国航天史上的一次重大突破，也将是人类探索月球的重要里程碑。

送航天员登月，分几步？

7月12日，在武汉举办的第九届中国（国际）商业航天高峰论坛上，中国载人航天工程副总设计师张海联介绍了中国载人登月的初步方案。

中国载人登月初步方式示意图 | 钱江晚报

第一步：发射两枚运载火箭，把月面着陆器和载人飞船分别送往地月转移轨道；各自抵达环绕月球的轨道之后，载人飞船与着陆器交会对接；航天员从载人飞船进入月面着陆器中。

第二步：月面着陆器与飞船分离后，下降着陆于月面预定区域；航天员踏上月球，开展科学考察与样品采集活动。

第三步：完成月面既定任务后，航天员乘坐着陆器上升至环月轨道，再次与载人飞船将会对接；航天员携带月球样品等转移至飞船，与着陆器分离，进行月地转移返回地球。

为了实现中国人的首次载人登月，科研人员正在研制长征十号运载火箭、新一代载人飞船、月面着陆器、登月服和载人月球车等任务关键装备。

三个“胖五”那么粗

为了将月面着陆器和载人飞船送入地月转移轨道，我们需要运载能力更大的火箭，也就是目前正在研制的长征十号，又被称为新一代载人运载火箭。

新一代载人火箭1:10模型 | Shujianyang 

别看长征十号火箭身材高挑，它的“腰围”实际上跟“胖五”（即现役中国推力最大的长征五号火箭）一样，都达到了5米。另外，它捆绑的助推级直径也是5米。

所以，长征十号实际上有三个“胖五”那么粗！

长征十号运载火箭简介 | CMS

长征十号运载火箭使用液氧和煤油作为推进剂，相比于长征五号使用的液氢液氧，具有密度高、成本低、储存简单等优点。

长征十号运载火箭的基本型由助推器、芯一级、芯二级、芯三级、逃逸塔及整流罩组成，共有三级半。

其中，助推器和芯一级将各安装7台YF-100K火箭发动机，芯二级将安装2台YF-100M发动机，芯三级则安装3台YF-75E发动机。

这种构型的长征十号火箭高约92米，起飞质量约2200吨，近地轨道运载能力约70吨，奔月轨道的运载能力为27吨，比长征五号提高了3倍还多。

长征十号火箭的两种构型 | 中国航天

此外，长征十号还有另外一种无助推的构型，一级火箭将按照可重复使用进行设计，执行中国空间站航天员及货物运输任务，从而优化空间站运营阶段的运营成本。

长征十号运载火箭在首次执行载人任务之前，会经过几次无人飞行的验证，预计在2027年具备首飞条件。

来源：央视新闻

比神舟飞船大一圈

与长征十号火箭配合，把航天员送上太空的，将是新一代载人飞船。

新一代载人飞船全长8.8米，发射质量21.6吨，生活空间13立方米，具备高安全、高可靠、模块化、多任务、可重复使用等特点，可将3名航天员送往月球轨道，往返近地轨道则可乘坐4~7名航天员。

新一代载人飞船模型，上半部分为返回舱，下半部分为服务舱 | Shujianyang 

与现役的神舟载人飞船的三舱结构不同，新一代载人飞船采用了两舱结构，由返回舱和服务舱构成。

返回舱是航天员的座舱和控制中枢，为乘员或有效载荷提供生存环境和保护屏障，是飞船上能够安全返回地面的部分。按照设计，新一代载人飞船的返回舱可以重复使用。

返回舱采用圆锥形设计，外壳由复合材料制成，内部设有乘员座椅、控制台、生命保障系统等设备。它具有高速再入大气层和高温防护能力，可以承受3000摄氏度以上的温度。在着陆前会弹出3个降落伞，并利用气囊缓冲着陆冲击。

服务舱则是为返回舱提供动力、姿态控制、通信等支持服务的部分，根据不同任务需求可以更换不同类型和尺寸的服务舱，来适应近地空间和月球探测任务。服务舱在完成任务后会与返回舱分离，并在大气层中烧毁。

发射阶段，新一代载人飞船还将配备逃逸塔。一旦火箭出现故障，逃逸塔可以快速点火，把返回舱及时带离故障火箭，保证航天员的安全。

新一代载人飞船简介 | CMS

新一代载人飞船已经完成了两次技术验证任务，分别是2016年的多用途飞船缩比返回舱试验和2020年的新一代载人飞船试验船试验。

这两次试验都成功实现了天地往返、高轨道机动飞行以及高速再入大气层试验，验证了新一代载人飞船的关键技术和性能 。

2020年返回地面的新一代载人飞船试验船返回舱 | 中国航天报

未来，新一代载人飞船还将进行更多的试验和改进，以期早日实现载人飞行。

往返月面，以及月球飚车

当新一代载人飞船抵达环绕月球的轨道之后，负责运送航天员往返月面的，将是由另一枚长征十号发射至此的月面着陆器。

正在研制中的月面着陆器，重约26吨，由登月舱和推进舱组成，主要负责把航天员从环月轨道下降着陆月面并返回环月轨道。

月面着陆器模型，上半部分为登月舱，下半部分为推进舱 | Shujianyang 

其中，推进舱是为了实现从环月轨道到月面的下降过程而设计的部分，主要由一台8吨级常规发动机（YF-58）和一甲基肼/四氧化二氮推进剂系统组成。

推进舱不仅是近月制动轨道控制的动力舱段，在登月下降过程中也将承担动力减速任务，在距离月面较近处才会与登月舱分离，尽可能为后者节省燃料。

月面着陆器简介 | CMS

登月舱是为了实现从月面到环月轨道的上升过程以及在月面进行驻留和探测而设计的部分，安装有4台改进型7500N变推力发动机（YF-36），具备一定的动力冗余功能来保证航天员的安全，也具有自主控制飞行能力。

登月舱是航天员的座舱，可以携带月球车和少量的科学载荷，并将两名航天员送达月面。航天员登陆月球后，登月舱也将成为他们的月面生活中心、能源中心以及数据中心。

月球车概念图 | CMS

其中，载人月球车重约200公斤，可以支持两名航天员乘坐，在着陆地点周边约10公里范围内，开展月球采样以及相应的月面实验。目前，载人月球车研制方案正面向全社会公开征集。

正在研制的登月服则采用半硬式构型，单次工作时间不少于8小时，具备支持航天员月面出舱活动所需的作业、行走、攀爬、下蹲、驾车、人机协同等工作能力。

完成月面任务之后，航天员以及他们采集的月球样本，将乘坐登月舱从月面点火起飞，返回环绕月球的轨道，与在那里待命的新一代载人飞船交会对接。

之后，航天员携带月面样品乘坐新一代载人飞船返回地球，完成中国首次载人登月任务。

中国探月工程总设计师吴伟仁谈载人登月 | 央视新闻

嫦娥四期，打造国际月球科研站

除了在2030年前完成中国载人登月任务以外，已经步入四期的嫦娥探月工程也在同步推进，将对月球南极展开综合探测，为此后多国一同建立月球科研基地验证部分技术。

来源：央视新闻

• 嫦娥六号任务将于2024年5月发射，将从月球南极附近采集大约2公斤的月壤样本返回地球。

  
  

• 嫦娥七号任务计划于2026年前后发射，由着陆器、飞跃器、中继星组成，将对月球南极的环境与资源展开综合探测。

  
  

• 嫦娥八号任务计划于2028年前后发射，由着陆器、飞跃器、巡视器和月面作业机器人组成，着陆在嫦娥七号附近，并与其构成月球科研站基本型，验证月球原位资源利用技术。

国际月球科学站概念图 | CNSA

在此基础之上，中国将牵头打造国际月球科研站。目前，俄罗斯、巴基斯坦、阿联酋和亚太空间合作组织等已签约加入国际月球科研站，还有十余个国家和组织正在协议谈判中。

最终的目标，是要在本世纪40年代建成实用的多功能月球基地，具备进行长期载人月球探测活动的能力，并验证载人火星探测任务的技术和能力。

嫦娥五号着陆器在月球背面展开的五星红旗（实拍） | CNSA/CLEP

回到本文开头，两名中国航天员在月面竖起五星红旗的场景，将不再是遥不可及的梦想。我们有可能在7年内，亲眼见证这一历史性的时刻。

而这，只是中国载人深空探索的开始。

载人登月任务将推动中国的载人航天技术实现由近地走向深空的跨越式发展。这意味着中国的载人航天技术将从主要针对近地轨道的活动，发展到能够进行更远距离的太空探索。

在接下来的20年里，我们将看到中国牵头在月球上建立实用的多功能月球基地，展开长期载人月球探测，并验证载人火星探测任务的技术和能力，为未来的火星探测任务做好准备。

这是一个充满挑战和机遇的新时代，中国正在向更深的宇宙进发。

这一次，我们的目标，真的是星辰大海！

本文来自微信公众号：果壳 （ID：Guokr42），作者：Steed