目前,太平洋兩岸的兩個航天強國都在瞄準著同一個目標前進——在本世紀第三個十年內載人登月。與上世紀的插旗式載人登月不同,新一輪載人登月的工程目標,除了要具備載人地月往返能力,在此基礎上,還要發展長駐月球、人機協同探月、可持續載人月球探測等任務能力。
NASA計劃于2026年通過阿爾忒彌斯三號任務實現載人重返月球,而我們則計劃2030年前實現載人登月任務零突破,兩家計劃時間相差并不多,只有4年。
兩相比較,NASA面臨的困難可能更多,尤其是2026年載人重返月球時間節點極難保證,大概率會持續延后,這就將進一步縮小兩家載人登月的時間差,甚至存在落后于我們的可能。
NASA的現實困難在于,基于節省預算考慮,當初不得不選擇SpaceX公司的月球版星艦,將其作為從環月軌道到月球表面的載人登月艙,但是,使用星艦登月,技術風險極大,而載人航天又是人命關天,敗不起。
作為NASA的負責人比爾·尼爾森非常焦慮,他說,我每天都會問這樣一個問題:SpaceX進展如何?所有的經理都告訴我,他們正在實現所有里程碑。
但對于目前尚未進入地球軌道的星艦,比爾·尼爾森比誰都明白,照目前的進度,2026年載人重返月球的時間節點是萬萬不能保證的。
與登月版星艦進度一樣遲緩的,還有在月面活動中使用的宇航服,別小看這套“衣服”,為了保障人的生存、移動、通信等需求,月面宇航服儼然就是一款獨立的航天器,研發難度非常大。
SpaceX公司負責建造和飛行可靠性的副總裁、前NASA高級雇員William Gerstenmaier說,如果延誤繼續下去,最終,我們將失去領先地位,我們將看到中國在我們之前(載人)登陸月球。
針對中國在21世紀的載人登月競賽中率先成功的可能,比爾·尼爾森說,這對中國來說是一種吹牛的資本,這將是他們的驕傲,當然,我們不希望這種情況發生。
實際上,就兩家載人登月的節點任務進度而言,NASA目前仍然是領先一方,因為他們在去年年底完成了阿爾忒彌斯一號任務,在這個任務中,SLS運載火箭將不載人的獵戶座飛船送入太空,后者完成了繞月飛行與月地高速再入返回。
首先,火箭首飛成功,不論是設計正確性,還是運力都得到了檢驗,其次,獵戶座飛船完整構型首飛,也檢驗了飛船在地月空間的綜合飛行能力。
那么,NASA為什么擔心會輸掉這場競賽?因為他們人為增加了任務復雜度,僅有SLS火箭無法完成全部登月航天器的發射任務,只能用于載人飛船發射,而登月艙只能依賴星艦,不像我國的載人登月計劃,不論是載人飛船,還是登月艙,用的都是同款火箭——CZ-10型火箭。
即便星艦可以很快首飛成功,接下來還將面臨大容量推進劑在軌補加、大長徑比航天器著陸月面復雜地形等一系列難題,而且在軌補加也無法一次完成,而是需要多枚星艦進行在軌補加,方能奔赴月球。
不得已的情況下,NASA只得向另一家公司藍色起源也授予了登月艙合同,這家公司研發的藍月亮著陸器將成為阿爾忒彌斯載人重返月球計劃的第二選擇。
NASA更為焦慮的是,中國航天的發展速度太穩了,一旦說出什么時候要做到什么事情,就一定能做到。比如,“中國探月三步走”與“世界各國摩拳擦掌”的對比圖就很能說明問題。
對此,資深航天編輯克里斯蒂安·達文波特認為,中國的航天事業起步較晚,直到2003年,即上次將人類送上月球已有30年之后,才將航天員送入太空。但是,自那以后,中國航天建立了緩慢而穩定的任務節奏,在近地軌道上建立了一個持續有人居住的空間站,并于2021年在火星上實現了探測器登陸,將中國推入了太空強國的頂級行列。
大洋彼岸負責太空事務的中將尼娜·阿馬尼奧則有更深的感觸,他說,當他訪問澳大利亞時,當時中國正在用神舟飛船向空間站發射第10名宇航員,他們取得的進展令人驚嘆,速度快得驚人,他們完全有可能趕上并超越我們,絕對的。
在新的世紀里,為什么經常標榜科學價值的NASA依舊如此在意誰先載人登月?
因為他們經歷過上個世紀的載人登月競賽,深知取得領先地位可以得到什么。正如戰略與國際研究中心非常駐高級研究員托德·哈里森說得那樣,如果中國成為第一個將宇航員著陸月球的國家,那么它可能會在制定規則方面獲得優勢,如果中國首先實現這一目標,他們將根據自己的價值觀和經濟體系開創先例。
我們究竟有沒有實力在21世紀的載人月球探測中拔得頭籌?
首先,我們從來不承認所謂的新世紀載人登月競賽,關于這個話題,自始至終都是大洋彼岸的自說自話。
同時,我們已經將載人登月時間表明明白白地向世界公布,就是2030年以前,這個時間表乍看上去還比較遠,但實際上只有7年時間。公布時間表的做法,就是在打明牌,毫無疑問這一做法將進一步加劇NASA的焦慮。
前文說到,基于阿爾忒彌斯一號任務的成功,NASA載人重返月球的任務進度比我們稍稍領先,但也僅限于此,事實上我們的優勢同樣不容小覷。
我國載人登月雖然也需要研發一系列的新裝備,然而新裝備也不是無源之水,可以大量繼承經受實際任務檢驗的成熟技術,從而大幅縮短研發周期。
除了前不久的月船三號探測器,自阿波羅17號之后,人類在近半個世紀的歲月里,只有我國在持之以恒的發展月球探測事業,在嫦娥系列探測器里,嫦娥三號率先具備并實踐了基于機器視覺技術方案的避障登月功能,該探測器也成為后來者紛紛效仿的標桿。
隨后的嫦娥四號則進一步體現了創新價值,在鵲橋號中繼星的支持下,代表人類首登月球背面,目前該探測器仍在正常工作,其中玉兔二號月球車也是人類迄今為止唯一一輛活躍在月球表面的月球車。
再后來的嫦娥五號則可以說是奠定勝局的任務,這個探測器幾乎就是載人登月任務的預演。
在無人月球采樣返回領域里,嫦娥五號可以說是最高難度等級,任務全程11個關鍵動作,其中大部分動作載人登月都會用得上,尤其是最能體現最高難度等級的無人環月軌道交會對接技術的實踐,也正是基于此項技術的應用,嫦娥五號才不必整體登月,而只需著陸器與上升器組合體登月,上升器再攜帶月壤樣品容器從月面起飛,再與環月軌道的軌返組合體對接。
嫦娥五號實現了人類首次地外天體環繞軌道的無人交會對接,對制導測控的要求極高。
嫦娥三號、嫦娥四號、嫦娥五號三次登月三戰三捷,三個探測器應用的7500N變推力發動機也將在我們的載人月面著陸器上應用,還有基于機器視覺理念的避障登月技術,當然也會應用。
承運航天員在地月空間往返的新一代載人飛船,早在三年前就實現了新一代載人飛船試驗船的成功首飛,這艘飛船證明了中國速度,它從立項到首飛僅用時三年多,反觀執行阿爾忒彌斯一號任務的獵戶座飛船,則用十六年才實現完整構型的首飛。
新一代載人飛船試驗船成功驗證了高速半彈道跳躍式再入返回、近第二宇宙速度再入熱流燒蝕、自主導航、自適應預測校正制導、群傘減速氣囊緩沖無損著陸等一系列核心技術,使得我們在載人飛船領域實現了與世界最強的齊頭并進,并在部分領域實現了世界領先。
在載人登月任務中發揮關鍵作用的CZ-10運載火箭目前也已經進入初樣研制階段,這表明該型火箭的所有技術關卡均已打通,接下來要做的就是各種測試。完成初樣研制后,就會直接進入正樣研制階段,該型火箭正按照工程總體規劃的計劃節點進度要求全力推進研制工作,預計2027年前后具備首飛條件,也就是說,快則三年,慢則四年,就能實現完整構型首飛。
我們的時間表,不說則已,一旦說出來,那就必然要實現,這與大洋彼岸的無限次數推遲的狀況迥然不同,也難怪NASA會焦慮。
NASA焦慮的根源并不是他們無法突破某個技術瓶頸,而是巨系統工程能力嚴重蛻化。他們的航天公司,單拎出來可能個個都是行業龍頭,但如果全聚在一起,很多事就難以成功。
反觀我們恰恰與之相反,一眾航天公司單拎出來,能達到世界領先水平的不多,但我們有高效的協作體系。這就是為什么,任何事情,只要我們有意愿、有動力去做,大多數都可以做成。
一旦事情做成了,就可以建立優勢,然后不論是產品質量還是技術水平,都可以在實踐中實現快速迭代,最終達到世界領先水平。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.