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徐令予:用长征五号实现载人登月 我来提个初步设想
关键字: 长征五号载人登月让我们简单回顾一下美国的阿波罗登月计划。“阿波罗”号宇宙飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3个部分组成。
指挥舱
宇航员在地月间飞行时的生活和工作座舱,也是全飞船的控制中心。指挥舱高3.2米,重约6吨。指挥舱又分前舱、宇航员舱和后舱3部分。宇航员舱为密封舱,存有供宇航员生活14天的必需品和救生设备。
服务舱
前端与指挥舱对接,后端有推进系统主发动机喷管。舱体为圆筒形,高6.7米,直径4米,重约25吨。主发动机用于轨道转移和变轨机动。
登月舱
由下降级和上升级组成,地面起飞时重14.7吨,宽 4.3米,最大高度约7米。
①下降级:由着陆发动机、4条着陆腿和4个仪器舱组成。
②上升级:为登月舱主体。宇航员完成月面活动后驾驶上升级返回环月轨道与指挥舱会合。
在阿波罗计划中,这三个功能舱组成的飞船总重约46吨,由超重型火箭土星五号一次送入太空。由此可知,使用近地轨道运力25吨的长征五号火箭两枚来完成任务是有可能的。具体步骤可以分解如下:
1)由一枚长5火箭把近25吨的服务舱送到中国太空站;
第二枚长5火箭把近25吨的指挥舱和登月舱送到太空站;
在太空站把服务舱、指挥舱和登月舱装配成登月飞船,等待宇航员的到达。
2)由长征2F把三位宇航员送入中国太空站,神舟飞船停泊太空站;
待宇航员稍事休息调整状态后,对飞船作全面检查并添加食品、水和燃料;
三位宇航员进入登月飞船飞向月球。
3)登月飞船进入月球轨道,二名宇航员进入登月舱;
登月舱分离实施月球登陆,指挥舱和任务舱绕月飞行;
二名中国宇航员登陆月球,设置机器人,实施科学研究,建设月球永久建筑。
4)宇航员带着月岩样品进入登月舱上升级,上升级带着二位宇航员飞返指挥舱;
三名宇航员汇合,抛弃登月舱上升级,乘坐飞船返回近地空间站;
宇航员在空间站稍事休息,然后带着月岩样品进入神舟飞船,神舟安全降落在内蒙四子王旗着陆区。
两枚长征五号和一枚长二F的近地轨道运载总能力大约可达60吨,这能力比阿波罗计划土星五号运载火箭还略输一筹。虽然土星五号的总负载大约也只有50多吨,但土星五号不只是把50多吨的负载送入地球轨道,它的第三级火箭再启动后把负载进一步推向月球轨道。这个差距就体现在更多的推进燃料。所以本方案中特别安排由空间站向月球飞船补充燃料、水和宇航员的食物。通过此项补充,又加上地月轨道设计优化和各种减重新材料的使用,相信完全有可能依靠中国已有的运载火箭实现载人登月。
长征五号首飞
这个方案的优点主要有三个方面:
1)尽可能保证载人登月的人身安全。整个计划中宇航员飞离和返回地球是非常危险的过程,本方案仍让久经考验的长二f和神舟飞船来完成,这是本方案的点睛神笔。方案使用长征五号重型火箭分两次运送登月飞船,长征五号运载能力强,但是还在试用改进期,安全性仍待考验。不过不用它来载人,运送设备出点问题也无大碍,最多重发备份或取消计划,不会有人身伤害。
2)尽量发挥中国在地球轨道上设备对接的技术优势。整个登月飞船作功能模块化设计,分开送入近地轨道并在轨组装。这也为将来深空探索作好准备,这些功能模块可以灵活扩充组合以适应不同的任务要求。
3)大大加速载人登月进程。本方案绕开了长征九号超重型火箭,长9火箭还没有立项,即使马上立项,从立项、试验、首飞再到载人飞行,估计至少要等到2030年以后了。本方案与长9研制不冲突,登月飞船功能模块的研制可以同步进行,设计时对使用长5和长9应作全盘考虑。在长9完工前使用长5实施载人登月。
说实话,本文只能算是一种初步的设想,权作抛砖引玉吧,具体的计划应由专家组作更详细更深入的研究后逐步制定。实现载人登月不是面子工程,这一点本文的上半部已经作了详细的介绍,登月对于开展科学研究和发展国民经济有着不可替代的现实意义,登月也是人类走向深空不可绕开的重要一环。建设空间站—载人登月—建设月球基地—走向深空,这才是一条正确稳妥的航天之路。
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