2023年7月12日，中國公布消息，計劃在2030年之前實現載人登月。

目前的初步方案是，首先用兩發火箭分別把飛船和月面著陸器發射到月球軌道上，月球軌道上交會對接，航天員從飛船鉆到著陸器里面，然后兩者再分離，著陸器著陸。完成登月任務之后著陸器再從月面起飛，回到月球軌道，跟等在那的飛船再進行一次交會對接，航天員回到飛船里面，然后乘坐飛船飛回來。

如果你熟悉阿波羅的登月方案就會發現，有相似，又有不同，不同的地方主要在于，阿波羅計劃是用一發火箭把飛船和著陸器同時發射到月球軌道上，就相當于省了咱們第一步月球軌道的交會對接。有人就要說了，還不是因為咱們沒有土星五號那么大的火箭，所以沒辦法把飛船和著陸器同時打過去，這話不完全對，對的部分是，像土星五號運載能力那么大的火箭，以及能推動它的發動機，我們暫時確實還沒有成熟，但不對的部分是，并不是因為火箭不夠大我們才用這樣的方案，而是現在我們有這樣的技術能力即便不用這樣的大火箭也能實現登月了。

配圖來自圖蟲網

當年阿波羅計劃也不是沒想過要通過打多發火箭，然后在太空拼裝的方案，但是在定方案的那個時期，航天器在太空拼裝，也就是軌道交會對接技術還沒有那么成熟，即使是后來阿波羅計劃執行的時候，自動軌道交會對接技術還是不成熟的。阿波羅任務當中總共有兩次對接，第一次是剛發射上去之后，阿波羅飛船需要跟后面的火箭分離，然后原地掉頭，再懟回來，跟火箭里面的登月艙對接，再把登月艙拉回來。這次對接呢，基本可以說是只有對接，不需要交會，因為本來就是一塊的，需要調整的部分很小。

第二次難度稍大，是登月艙從月球上起飛之后接近軌道上的飛船，然后兩個交會對接。大家知道，月球上沒有空氣，擾動比較小，軌道高度又比較低，交會對接相對容易，找準機會發射上去之后兩個航天器基本就很近了，宇航員肉眼都能看見。而這兩次對接的最后關鍵部分，全部是由美國宇航員手動操作的，這兩個動作屬于整個任務的難點之一，需要大量練習。

所以你看，在這種情況下，如果他們搞兩個火箭，一個先飛到月球，另一個再飛到月球，兩個能不能交會到一塊兒，他們自己心里都沒有底，所以不敢定這樣的方案。而現在不一樣了，自動控制和遙測技術發展的這么好，不管是咱們中國空間站還是國際空間站，前面對、后面對、上面對、下面對、人工對、自動對，想怎么對就怎么對，當年阿波羅飛船的計算機還不如現在的計算器呢，控制指令都是地面算出來告訴宇航員，再由宇航員人工輸到控制系統里去的，而現在飛船自己的計算機全都能自行計算，智能控制，算個軌道自動調整再自動交會對接不成問題，所以你別看火箭沒有原來大了，技術水平可不比原來低。而且不光是咱們，美國的新一代登月計劃，也要用這用太空搭積木方案，大家都學會使巧勁兒了。

那么我們為了能夠登月還需要有哪些新技術，由延續了哪些老技術呢？首先就是火箭，雖然咱們的登月方案用不著土星五號那么大的火箭，但咱們現有的火箭運力也是不夠的，要有新的火箭，長征十號。其實去年十月份我講過這個火箭，那時候還叫長征5號改，或者長征五號DY。后來官宣了，型號就叫長征十號。而他之所以之前叫長征五號改，是因為他跟長五有很密切的關系，由三個五米直徑的火箭并聯而成，五米剛好是長征五號的芯級直徑，所以在結構和總體設計上可以借鑒。另外，長征十號的一級是21臺YF100K液氧煤油發動機，二級是兩臺YF100M，YF100M可以看做是噴口放大適合真空的YF100K，三級用的是三臺YF-75E氫氧發動機。無論是YF100還是YF75，都是在長征五號上大量驗證過的成熟發動機，主打一個穩。

除了火箭之外，飛船我們也得換新，新的飛船要更大，之前咱們的神舟系列只有八噸多，而要想飛到月球再飛回來，新飛船得26噸。還有著陸器、登月車，都需要重新設計，這里面還有一個值得一提的我們延續了的關鍵技術，就是大范圍可變推力的7500?；鸺l動機，你別看它推力不大，但只要想在其他星球著陸，沒它就不行，因為著陸器在著陸過程中，發動機一直工作，燃料是慢慢消耗，重量是不斷變化的，那推力就肯定也要不停地精確調整才能平穩輕柔落地，所以必須有大范圍可變推力的發動機，這個發動機是我們最早在嫦娥三號、四號任務的時候開始使用的，后來的嫦娥五號和天問一號任務也都使用了這系列發動機，每次表現都很好，又主打一個穩。

可以看出來，我們的載人登月計劃，也是在現有技術水平和能力的基礎上，設計出來的一個又快又省的方案，既可以讓我們實現登月夢，又沒有過高的技術難度和風險。所以2030年之前登月，我是信心滿滿的，非常希望看到中國人踩在月球上的那一天。

本文為科普中國·星空計劃扶持作品

作者：茍勝老師

審核：劉勇（中國科學院國家空間科學中心 研究員）

出品：中國科協科普部

監制：中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

來源: 星空計劃

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