思想者 ｜ 顾景林的简化奔月条件 加速登月实现

简化奔月条件加速登月实现

顾景林

　　载人登月的难度主要在于人的着陆和返回，物品着陆不是问题。如果直接从这个根本目标出发，不受半个世纪前“阿波罗”飞船登月方式的束缚，自主创新登月方式，有可能大大简化登月技术条件，降低登月成本，加速实现载人登月的进程。

1、无需登月舱也能登月

　　“嫦娥4号”降落时，在月面上方悬停约11分半钟，如果把“神舟”飞船推送到月面上方悬停，宇航员可以用类似直升飞机悬停索降的方式软着陆和返舱，这样就可以省去笨重的登月舱及上升器等装置，成倍地降低登月装备的复杂程度和质量，飞船质量可能降低到“神舟”飞船量级，从而大幅度降低对地面发射火箭推力的要求。

　　悬停需要消耗较多燃料，“神舟”飞船的质量约为“嫦娥4号”的两倍多。索降采用电动辅助装置，训练有素的宇航员完成索降应该可以不超过5分钟。

　　索降路线要避开反冲发动机喷射焰流，在月球上没有空气对流和热传导造成的热浪袭人，对发动机喷射焰流的防护主要是隔绝辐射热。也有其它措施可保护宇航员安全索降。

2、无需“土星5号”也能推送“神舟”飞船奔月

　　首先象发射“神舟”飞船那样将飞船发射到近地停泊轨道，随即发射独立的火箭推进器与飞船靠接，进行抵靠接力推进(亦可用于制动)，进入绕月轨道之前基本不用飞船上的燃料。这样，地面发射就无需象“土星五号”那样的大推力火箭，“长征五号”火箭足矣。

　　所谓“靠接”是一种仅以传力为目的简易对接，没有舱室及缆管连通、密封要求，不需要牢固的机械联接，采用简单的承插机构，能够满足推进(制动)需要即可。

　　为了减少飞船等待对接时间，火箭推进器可在不同发射场或同一发射场的不同发射塔架进行短间隔追踪发射，也可先行发射在轨等待。

　　如果另外发射飞船在大气层外接应宇航员，奔月飞船还可能改为两舱，省去返回舱的质量(现在的“神舟”飞船的返回舱质量为3t多)，而接应飞船也可以是只带返回舱和推进舱的两舱飞船。

　　因是过渡性短暂停泊，不必担心长期运行中空气阻力造成轨道衰减，地面发射轨道高度可比“神舟”飞船更低，必要时，可能从340km左右降到180km左右。现在可以采用推力比“长征2号F”火箭更大的“长征5号”火箭。轨道降低，推力增大，这些因素增加的发射能力可让飞船装更多的给养、燃料和装备。

　　如果地面发射火箭发射能力有富裕，发射初轨高一些可为后续推进创造更好的条件。

　　轨道推进可以是以提高动能为目的，每圈一次在近地点进行，也可以是以提高轨道高度为目的，每半圈一次在相邻拱点进行，后者可使飞船避免反复通过地球辐射带。在较大的轨道高度上，逃逸速度远远低于8km/s，不需要太大推力即可将航天器推向深空。

　　本方案中航天器可能在距月球6.6万km附近被自然俘获转移过渡到绕月轨道，转移绕月无需“急刹车”。

　　必要时，本方案还可以有象近地飞船那样以第一宇宙速度返回地球的选择，而不是只能以接近第二宇宙速度的高速返回。

　　如果有过重的装备需要运到月球，可另船运输。

　　发射火箭推进器进行抵靠接力推进的技术可用于挽救发射失败、未能进入预定轨道的航天器。

3、携带100kg样品返回不难实现

　　“嫦娥5号”将带回2kg月壤，美国曾用1g月壤作为国礼送给中国。月球的引力只有地球的1/6，100kg只相当于地球上的17kg不到，在飞船索降方案中，将这一重量的样品提升装载到飞船上带回是轻而易举的事。届时，我们也可以拿出几kg的样品来赠与外国，“一份赠欧，一份赠美，一份还东国。”

4、逃逸火箭兼作发射动力

　　“神舟”飞船的逃逸塔仅作紧急情况下逃逸之用，正常情况下，逃逸塔只是负载，升空后，逃逸火箭及燃料均被抛弃，在火箭运载能力紧张的情况下尤其显得不合理。为了尽可能减小质量，充分利用燃料，设想不采用“神舟”飞船现用的那种单一作用的逃逸塔，在末级主火箭与飞船之间增设一级类似上面级的逃逸级。出现紧急情况时，逃逸级主动与末级主火箭脱离，驱动飞船逃逸，正常情况下，在末级主火箭燃尽脱离后，接续推进飞船，成为发射动力的一个组成部分。

　　......

　　本方案摒弃了那种直接从地面将航天器整体用蛮力火箭一次性推送入轨的思路，将任务需要专门新研的装备分解、转化为成熟可靠的常规技术装备的重复、叠加。确立这种模式后，发射深空航天器不必每次都研制专门的发射系统，无论目的地多远，地面都只需发射到近地停泊轨道，然后由另外的发动机推力比航天器自带发动机更大的独立火箭推进器将它接力推进到目的地，地面发射无需第二、第三宇宙速度。这样就可以节省大量研制经费，加速研制进程，提高可靠性。无论发射哪个星球的探测器，都可以马上着手进行。

　　假使按本方案发射印度的“月船2号”，可在“月船2号”升空后，再发射一支火箭与轨道器靠接，进行抵靠推进，其动力比“月船2号”自带的发动机强劲得多，既可在170km的近地点推进，也可在4万多km的远地点推进。既不需要等待本国没有的大推力火箭投用，又不需要在路上花费40多天的时间。可以让轨道器在月面上方悬停，用机动索降机构将月球车下放至月面，从而省去登陆器，减轻1471kg负荷(除去燃料净重626kg)。未来也可以用这种方式向月面释放供宇航员乘坐的大型月球车。

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