中国探月已实现绕、落、回三步走,当前正迈向载人登月与月球建站新阶段。按照规划,2035年前,我国将以月球南极为核心,建成国际月球科研站基本型,实现实现短期有人照料、长期自主运行,在月球上开展月球地质、月基天文、原位资源利用等核心科学研究。
然而这还只是开始,在基本型的基础上,我国还计划在2045年前建成拓展型,形成“月球轨道站+月面站”的立体架构,升级为支持长期有人驻留,集科研、资源开发、技术验证于一体的深空前哨,为人类向火星乃至更遥远的深空进发铺路。
为了达成这一宏伟目标,我国不仅需要在2030年前实现载人登月,掌握把人送上月球并返回的能力,还必须要将大量货物送往月球,这样才能把月球南极科研站逐步建起来。尽管部分资源可在月球就地取材,但舱段模块、光伏阵列、实验载荷等设施设备仍然要从地球运上去。为此,在推进载人登月任务的同时,我国科学家也正在同步推进月球货运飞船的研制工作。
研制月球货运飞船有两种思路:一种是将载人登月装备去掉航天员舱、维生系统等,改进为货运飞船;另一种则是全新研制。
目前用于载人登月的两大核心装备——梦舟飞船和揽月着陆器均已面世,它们由航天科技集团五院研制。据专家分析,如果把梦舟载人飞船改进为往返于地球与环月轨道的月球货运飞船,其上行运力可达1.6吨、返回运力可达0.8~1吨;若把揽月月面着陆器改进为往返于月面和环月轨道的月面货运飞船,其月面货运能力约0.6吨、上行返回运力约0.3吨。
很显然,基于揽月着陆器改进的货运飞船,运力过小,无法将上吨重的货物投放至月面,为此必须研制出运力强大的月面货运飞船,才能满足未来月球基地的补给需求。
从已经曝光的信息来看,我国航天科技集团八院就正在研制一款经济型月球货运飞船,该飞船以液氧甲烷燃料为动力,有轻型、中型和重型三个版本,月面投放能力分别覆盖150公斤、1吨和5吨,可满足未来月球科研站的建设、运维等多样化需求,为将来航天员在月球驻留构建稳定的“补给线”。
目前全球现役最强大的近地轨道货运飞船是我国的天舟货运飞船,其是基于神舟载人飞船改进而来,最多可将约7吨货物送入400公里高的近地轨道,每年仅需一两次发射,便可满足我国天宫空间站的基础补给需求。
对比近地货运飞船,我国正在研制的月球货运飞船在运力上虽然不如它,但技术要求更高,因为它需应对月面软着陆、月面上升等更加艰难的挑战。未来若能投入使用,一次货运便可满足科研站数月甚至数年的基础补给需求,可大幅提升任务效率、降低地月货运成本。
可以肯定,无论是基于载人登月装备改进而来的月球货运飞船,还是新研制的月球货运飞船,未来在条件成熟的情况下,都将往可重复使用方面发展,从而降低货运成本,毕竟我们未来可是打算常驻月球。
太空、月球、火星等地外环境远比地球恶劣,那么人类为什么还执着于向外求发展呢?因为随着不断消耗和需求增长,地球上的许多资源总有一天会不够用甚至耗尽,人类文明要想突破发展上限,就必须走向太空。例如,科学家已经探明,月壤中蕴含着丰度远超地球的氦-3资源,这是可控核聚变所需的关键燃料,而月球科研站正是未来开发利用此类资源的“前哨基地”。
而月球科研站的建设选址优先月球南极,是因为这里有持续光照区,可保障能源供应,并且该区域的永久阴影坑可能蕴藏大量水冰。电解后,氧气可供呼吸、氢气可作燃料,这为人类长期驻留月表奠定了重要资源基础。即将于2026年发射的嫦娥7号,主要就是去月球南极寻找水冰资源和勘察环境,这一实地考察对科研站的具体建设选址具有重要参考意义。
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