中国载人登月正式进入倒计时!官方发布宣传片,会有女性航天员吗
嫦娥奔月是中国最古老、最家喻户晓的神话故事,而现如今随着现代科技的飞速进步,这个神话将很快成为现实!
11月21日,中国载人航天工程办对外发布了一条宣传片,内容是中国登月工程的相关动画演示。登月飞船缓缓稳定降落在月球地表,两名中国宇航员手持五星红旗,将其插在了月壤之上,宣告着我国载人航天的圆满成功,以及中国全新疆域的拓展。
按照我国载人登月的具体规划,最迟2030年我国就能实现这项壮举。然而随着计划的不断完善,许多国内外网友的好奇心也被激发:中国载人登月的具体流程是什么?届时会有女航天员执行任务吗?
载人登月伟大目标
地球与月球之间的距离是384400公里,一道光走完38万公里需要1.28秒,这意味着我们在地球上见到的其实是1.28秒前的月亮。
而如果以人类交通工具计算,我们乘坐速度最快的高铁从地球出发,全程需要45天,如果乘坐飞机沿最短直线距离飞行,则需要大约20天左右。这些显然都无法满足人类载人登月的速度需求,于是对于中国人来说,地月通勤出现了一个新的选择——乘坐飞船只需要大约3天。
1972年12月11日,美国人乘坐阿波罗17号登月舱顺利降落在月球金牛座利特洛峡谷,这是人类历史迄今为止第一次,也是最后一次载人登月。时至今日,月球上已经足足52年没有出现过人类的身影。
从1969年~1972年,美国一共发射了6次阿波罗飞船,其中五次都取得了圆满成功,累计将12名宇航员送上了月球。1978年,美国政府向我国领导人赠送了一块大小如指尖、重约1克的月球岩石。这颗黄豆大小的石头,揭开了我国探月征程的序幕。
1994年,中国科学家提出探月设想。2004年,我国完成了首次月球探测的立项报告,同年1月,嫦娥工程正式开始实施。整个工程共分为绕月飞行、月面着陆、采样返回三大阶段。
2007年,我国嫦娥一号探月卫星发射成功,绕月探测了整整482天后,于2008年3月1日撞击地球,完成了自己的伟大使命。后续的嫦娥二号、三号以及四号,相继完成了软着陆、月表探测、采样返回、背面登陆等一系列预定目标。截止2020年底我国探月工程绕、落、回三大阶段均取得了圆满成功。
而在2024年,我国的登月进入也是一帆风顺,先后实现了多方面的重大突破。长征十号是我国登月计划中的指定运载火箭,今年6月,我国长征十号进行了一子级动力系统试车,三台YF—100K同时点火,在地面瞬间爆发出382吨的强大推力,这代表我国长征十号火箭已经全面转入大型地面试验研制。
7月份,长征十号三级液氢液氧发动机顺利完成了长程高模实验,代表我国运载火箭的发动机成功具备了千秒量级水平。8月份,我国航空登月服对外官宣展示,要知道月表的昼夜温差能达到200摄氏度以上,同时辐射量是地表的200多倍,登月服是保证航天员在月表自由活动的重要基础。
载人登月壮举
按照计划表,最迟2030年前,中国将实现首次登月,实地开展月球科研考察与一系列技术实验,完成对载人地月往返、月面短期驻留等关键技术的突破。为此,长征十号火箭、梦舟载人飞船、揽月着陆器等必要产品正在紧锣密鼓的研制中。
按照国际通识,目前载人登月的方法一共有三种。第一种是搭载火箭进入地球轨道后,加速直奔月球,并最终降落在月球表面,这种叫做“直接登月法”。第二种是多次发射火箭,将各个飞行器在地轨上组装成一艘大型飞船,接着再飞往月球,这是“地轨交汇对接法”。
第三种就是中美两国目前所遵循的技术路线,将飞船和登月舱分两次搭载火箭运载发射,在环月轨道上完成交汇对接,最后奔向月球,即月轨交会对接法。
38万公里的登月过程很考验飞行器的推进与变轨能力,飞行器想从环月轨道顺利降落到月表,起码需要每秒2200米的速度改变能力,而想从月表返回到环月轨道,同样至少需要1900米/秒的速度改变力,最后回到地球,也需要每秒数百米的速度改变力才能实现近地制动。
如果以人类奔跑作比喻,这就像一个在做长途变速跑的过程,它远比匀速跑要更为劳累,更具技术挑战。
直接登月法中,全过程所需要的推进能力、变速能力都需要在一个飞行器上所完成。目前人类已实现的登月任务中,还没有使用过这个方案的,因为对飞行器的技术考验实在过于苛刻。
月轨交会对接法则就像一场接力赛,飞船只负责地月轨道往返的载人任务,环月轨道与月表的着陆过程则交给月面着陆器负责。美国上世纪的阿波罗登月计划与阿尔忒弥斯载人登月都使用了这个办法,目前中国也在遵循这条技术路线。
我国将发射两枚运载火箭,分别载有飞船与月面着陆器。运载火箭进入距地球200公里的低轨道后,会以每秒7.8千米的速度环绕飞行。之后找准方向时机,瞬间加速至每秒11千米,进入到地月转移轨道之中,最终与奔月飞行器完成分离。
接下来,飞行器需要在地面控制中心的配合下,完成姿态、朝向以及速度的实时调整,专业术语上称作“中途修正”。大约飞行两天后,飞行器就要进入到近月制动阶段了,速度要下降到每秒1700米,在环月轨道上绕行。
环月轨道上,飞行器需要和月面着陆器完成对接。宇航员换乘到着陆器上,并在月表引力的作用下完成降落,最后宇航员成功踏上月表土地。这就是载人登月的全流程,而在过去多年间,我国已经积累出丰富的环月轨道对接经验,全程都能实现自动对接技术,能将对接过程的失误率降至最低。
接下来是网民们普遍关心的另一个问题:中国登月宇航员会有女性存在吗?按照计划,登月宇航员一共有三名,其中一名需要留守在环月轨道的飞船上,只有两名才能踏上月球的土地,而女性宇航员的名额,也会从我国目前选拔的第四批宇航员中挑选。
10月29日,中国载人航天工程新闻发言人林西强表示:我国第四批宇航员的10名预备宇航员已全面选拔完成,未来他们将执行空间站以及载人登月等一系列重大任务。
尽管第四批宇航员名单无法公布,但中国第一位进驻空间站的女航天员王亚平以及首位进入太空的女航天员刘洋,都是中国女性航天员的优质榜样,也期望在月表上能看到中国女性的风采英姿。
但就客观角度而言,女性执行登月任务所面临的困难是要远超男性的。医学统计,女性平均体力只有男性的2/3,尤其是在缺乏摩擦力和附着力点的失重环境,女航天员的体力劣势会被再度放大。