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中國空間站:無緣登月中轉站,卻是技術試驗場
2022年01月04日 09:31 来源:科技日報

空間站可以充當許多探月技術的試驗場。進行科研實驗本身就是空間站的基本使命之一,在載人登月計畫需要開展技術試驗時,空間站自然“義不容辭”。

2021年底,在中宣部舉辦的中外記者見面會上,中國載人航太工程辦公室總體技術局局長董能力透露,中國現階段正在開展載人登月關鍵技術攻關和方案深化論證工作。一時間,載人登月的話題又回到了大眾視野。

2019年1月,時任國家航天局副局長、探月工程副總指揮的吳豔華曾在國新辦新聞發佈會上表示,關於載人登月,中國在組織科學家抓緊研究,還未到決策階段。此後的3年內,中國航太事業又取得了許多重要成果,天問一號著陸火星、無人探月“嫦娥工程”完成“繞、落、回”三大目標、中國空間站進入長期有人駐留時代……中國載人航太帶給公眾越來越多的驚喜和期待,然而載人登月任務依然沒有確定“日程表”。

在完成無人探月後,載人登月是中國探月工程“三大步”中的第二步,也是實現長久駐月的前提。從提上日程到真正實現,我們離載人登月還有多遠?中國空間站能否助載人登月“一臂之力”?

載人登月雖成本高但長期回報大

1972年12月10日,“阿波羅17號”回收倉在南太平洋順利著陸,標誌著美國第六次登月任務的完成。至此,“阿波羅計畫”畫上了句號,“阿波羅17號”是目前人類歷史上最後一次載人登月。在這次任務之後的近半個世紀當中,人類的載人登月計畫陷入了“沉寂”,無論是政府還是企業,都再也沒有複刻過美國宇航員阿姆斯特朗那著名的“一小步”。

“載人登月成本極高且風險極大,這一點是毋庸置疑的。”在接受科技日報記者採訪時,國際宇航聯空間運輸委員會副主席、中國航太科工二院研究員楊宇光解釋了人類載人登月“沉寂”的原因。在20世紀60年代的“阿波羅計畫”當中,美國投入了高達255億美元的資金,這是一筆鉅款,占到當時美國政府財政總預算的4.5%左右。每艘用於登月的“土星五號”重型火箭,價值可以比肩航空母艦。在冷戰太空競賽的特殊歷史條件下,才有了這樣大手筆的投資。

隨著20世紀70年代世界局勢的變化,美國終止了昂貴的載人登月任務,而其他國家也暫時沒有能力開展,這就是載人登月陷入“沉寂”的原因。如今的探月活動,注重的是科學探索和經濟利益的結合,以探測月球資源為主,為未來月球資源的開發利用打基礎。

除了巨額的成本,載人登月任務還有極高的風險。“月球軌道交匯對接方案的容錯率非常低,任何環節的微小差錯都可能導致任務失敗。這也是董能力說要進行進一步技術攻關和方案論證的原因。”楊宇光說。

不過,他並不認為載人登月只是個“面子工程”。以“阿波羅17號”為例,參與任務的宇航員之一哈裏森·施密特是個地質學家,他不僅指導了其他宇航員進行地質勘探,還親自從月球取回了研究價值極高的標本。雖然美國在載人登月計畫當中投入巨大,但是計畫成果在過去半個世紀當中產生的價值,已經至少達到了投資額的6倍。

“載人登月短期收益或許很低,但是我認為它的長期收益很高。更不必說未來的月球基地必須以載人登月為基礎。從科學的角度來看,我們要努力實現載人登月。”楊宇光評論說。

空間站無法直接參與登月任務

2021年,中國空間站建設取得了巨大的成功,它能否幫助人類開展載人登月活動?楊宇光表示:“在載人登月任務當中,中國空間站可以發揮作用,但是無法直接參與登月任務。”

空間站在近地軌道上運行,距地面400千米左右,軌道相對固定,和約38萬公里外的月球“相去甚遠”,並沒有充當中轉站的能力和必要。而且登月任務對火箭發射的時間窗口要求很高,從地面發射都是很大的挑戰,更不必說從近地軌道上發射。

“空間站難以直接參與到登月任務中,另一個原因則是載人火箭的推進劑,也就是燃料,無法在太空中長期儲存。目前,可用於載人登月任務的火箭,採用的都是液氫液氧等低溫推進劑,這些推進劑難以在太空中長期儲存。這也就決定了用於載人登月的火箭一定要從地面發射。”楊宇光補充說。

不過,雖然無法直接參與載人登月任務,並不意味著空間站就無法在載人登月計畫中發揮其他作用。楊宇光解釋說,空間站可以充當許多探月技術的試驗場。進行科研實驗本身就是空間站的基本使命之一,在載人登月計畫需要開展技術試驗時,空間站自然“義不容辭”。從這個角度來說,空間站在載人登月任務當中將發揮重要作用。

“不過,一切航太方案都需要嚴謹論證和大量試驗,載人登月也是如此。董能力也談到,載人登月還需要關鍵技術攻關和方案深化論證,這是一條必經之路。”楊宇光最後說。


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