比如阿波罗的登月飞船抵达月面软着陆后 , 下降级的有四个液压撑脚维持登月飞船的水平状态 , 而登月飞船设计是分成两部分的 , 一部分为下降级 , 包含登月减速火箭以及燃料和液压支撑系统 , 另一部分为上升级 , 包括登月飞船和起飞火箭 。
起飞时以下降级或支撑平台发射上升级 , 此时下降级就是一个火箭发射场!其中阿波罗的某次任务就有遗留在月面上的摄像机拍摄了起飞视频 , 看着还是挺震撼的 。
阿波罗登月飞船有缺陷:新一代登月飞船或许不会这样设计
阿波罗的登月飞船设计无疑相当经典 , 但它也有一个致命缺点 , 登月的下降级和上升级是两台发动机 , 原本只需要一台即可 , 由于准备抛弃下降级 , 因此在登月飞船上还得另外配置一套火箭燃料储存系统 , 也要配置两台发动机与控制系统 , 这无疑增加了复杂度 。
在阿尔忒弥斯计划中 , 登月飞船已经从阿波罗时代的上升和下降段换成了SpaceX的星舰登月版 , 这是一种可以重复使用的单级火箭 , 与能返回地球的星舰不一样 , 登月星舰没有防热瓦 , 推力也小很多 , 因为月球的重力加速度比地球小得多 。
登月星舰从月球轨道上降落月面 , 完成任务后再从月面起飞 , 不抛弃任何质量 , 只需要不断加注燃料即可多次完成登月任务 , 这也是阿尔忒弥斯任务的最关键的一步 , 那么我国的登月飞船会采用这种方式吗?
从龙乐豪院士发布的资料中来看我们的登月飞船结构可能与阿波罗中的登月飞船结构更接近 , 比如有存在了明显的月面着陆结构与返回飞船 , 但不能判断是分离的还是不分离的:
当然也不排除这只是一个示意图 , 因为阿波罗登月的飞船结构确实很经典 , 但也太落后了 , 就算不设计成星舰那样重复利用 , 也应该会设计成上升级和下降共用发动机 , 不会在月面丢弃掉大量结构 , 否则登月飞船的复杂度反而会大幅增加 。
假如在月面不丢弃任何质量 , 那么会有一个问题产生 , 降落时靠近月面时火箭推力是比较小的 , 相对“吹起”的飞沙走石会相对比较少 , 而起飞时推力是最大的 , 那么可能会激起地面砂石破坏飞船尾部 , 笔者估计登月的宇航员应该会将飞船火箭喷口周围可能会影响起飞的砂石都给清理走(其实下降时应该吹得差不多了) 。
延伸阅读:阿尔忒弥斯计划太复杂 , 或要大幅延迟
中国的登月计划其实早就有眉目了 , 这也给了重返月球的阿尔忒弥斯计划强大的压力 , 尽管美国已经在1969年登月过一次 , 但这次如果被中国领先也是非常没有面子的 , 因此阿尔忒弥斯计划一定会赶在中国登月计划前实施 。
就目前而言 , 2024~2025年登月也确实是远超中国计划的2030年的 , 但美国的阿尔忒弥斯计划和火星采样返回计划一样 , 实在是太庞大了 , 笔者大概描述下各位就知道了:
- 在地月系拉格朗日的L1点上建设一个月球空间站;
- SLS火箭只是一枚将猎户座飞船送往月球空间站的火箭;
- 星舰月球版是从月球空间站再登陆月球的飞船;
【中国已官宣载人登月:月球上没有发射台,登月飞船将如何返回?】这个计划相当完美但太过庞大 , 目前用航天飞机遗产研发的SLS火箭已经发生了N次问题 , 让阿尔忒弥斯的粉丝们失望了一次又一次 , SpaceX的星舰也是流年不利 , 目前还看不到时间表 , 因此笔者非常怀疑阿尔忒弥斯会在2025年继续跳票 , 假如成真的话 , 这个时间表就会非常接近中国登月计划的时间 , 也许中美两国会形成一次二十一世纪的登月竞赛 。
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