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我國至今無可靠的大功率運載火箭,載人登月近期較難實現,何不先發射一個大軌道的繞地空間站,該軌道遠軌可有近視窗登月,再分批次發射載人和赴月登回裝置及回地裝置,這些裝置和載人飛船都與該空間站先後對接,相信我國的對接技術和入軌變軌及通訊技術是過關的。
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  • 1 # 深度科幻

    空間站

    感謝小秘書的邀請!這個想法不能說是錯的,但在現實中並不合理。因為載人登月去發射一個地球或者月球軌道空間站並不划算。實際上為了彌補火箭運力的不足,建設一個月球軌道空間站或者地球軌道空間站的方式,更適合用於建設月球基地這種大工程,單純為了登月則完全不必如此。

    第一個問題:為了登陸月球,在火箭運力不足的情況下,能不能建設一個地球或者月球軌道的空間站,透過多次發射來彌補火箭運力的不足?

    首先需要說明一下,火箭運力不足是目前我國航天確實面臨的情況。我國此次月土取壤採用的是長征5號火箭。是迄今為止我國推力最大的火箭,地球同步轉移軌道和近地軌道運載能力將分別達到14噸級、25噸級。這一型火箭用作月土取壤綽綽有餘,甚至還有富餘,但用於載人登月就不行了,只能等我國推力更大的長征9號。

    其次呢,建設一個地球或者月球軌道空間站確實能夠透過多次發射彌補火箭運力的不足。嚴格來說我國此次月土取壤採用的技術方案實際和載人登月,甚至建設月球基地並沒有什麼本質的不同。如果載人登月的話,也需要包含“軌道器”、“返回器”、“著陸器”和“上升器”這四個部分,也需要先用火箭先把這四個部分的組合體發射到月球軌道。不同的是,因為要保證宇航員的生命安全,“返回器”(此時應該叫做載人艙)會和“上升器”、“著陸器”一起降落到月球。待任務完成後,拋棄“著陸器”和上升器一起升空,中途不再和軌道器對接直接飛回地球。

    假設說火箭運力嚴重不足,連“胖五”(長征五號)的水平也也達不到,那麼就可以先發射“軌道器”,而後依次發射著陸器、上升器,最後再發射“返回器”也就是載人艙。它們在月球軌道對接之後,尋找機會再降落月球。這個率先發射的軌道器就可視為月球軌道空間站。不過話雖如此,如果採用這樣方案的話,這個所謂的軌道器就要比現在複雜的多了。因為不僅要滿足裝置的多次對接,甚至還要儲備一定的燃料、空氣、食品、工具等,以備整個工程的需要,已經事實上變成了一個小型的空間站。

    登月

    第二個問題:如果採用這樣的方案,是建一個月球軌道的空間站合適還是建設一個地球軌道的空間站更合適呢?

    答案當然是在月球軌道建設一個空間站更合適一些。雖然從理論上這兩種方案都能達到目的,但是在地球軌道建設一個空間站最大的缺點在於,每次都要白白的浪費火箭掉加速度。這也就意味著如果載人登月的“軌道器”、“返回器”(此時應該叫做返回艙)、“著陸器”和“上升器”在地球軌道組合之後,需要依靠自己的燃料單獨飛向月球。因此不僅要將這個“軌道器”造的極端的複雜,增加很多技術上的難度和沒有意義的投資,讓它變成一個真正的空間站。而且還需要儲備大量的燃料,以克服大量的系統冗餘,這對本來就不富餘的燃料來說無異於雪上加霜。它唯一的好處是,對火箭運力的要求大幅降低,用我國上世紀第一次載人登月的火箭就能完成,可以說這是用資源來改變原理的一種方式。

    在月球軌道建設空間站就不一樣了,由於能夠很好的利用本來火箭的加速度,能夠大幅的降低成本和很多技術上的難度。但缺點就是對火箭的要求較高,沒有像胖五這樣直接把裝置運到月球的火箭,根本無法實施。

    登月

    第三個問題:既然建設月球軌道空間站後,可以透過多次發射來彌補火箭推力的不足,我國登月為什麼不採取這樣的方案呢?

    這個問題其實也很簡單:不划算,技術要求太高,安全性太差。載人登月在科學上其實並沒有多大的實際意義,在我國嫦娥五號月土取壤成功之後,從技術上已經可以宣告我國有能力把宇航員送上月球。又為什麼要冒著極大的技術風險,增加幾十倍的投資去爭一時的長短呢?

    先說造價問題:在發射極端,由於要採用小火箭頻繁的進行發射,肯定沒有使用大火箭一次發射划算,因為要克服大量的系統冗餘。其次,由於火箭運力不足,所以“返回器”也就是載人艙不可能攜帶過多的燃料,只能將軌道器、上升器、著陸器都裝載上燃料,在月球軌道對接後進行裝置組合和資源的二次分配。這也就意味著這個軌道器不僅要滿足多次對接的需要,還要滿足人員活動的需要,這個造價肯定要翻著跟頭往上漲。

    其次是技術要求太高、安全性太差:這個很好理解,在現階段人類在地球軌道建設一個太空站都困難,何況還是在30多萬公里之外的月球軌道?並且從技術上來說,工程越是複雜就越危險,頻繁的發射、對接,還要在30多萬公里之外依靠航天員自己的能力對一些裝置進行組合,安全性實在太差。

    所以綜上所述,對於載人登陸月球而言,還是使用大火箭一次發射要更經濟、安全一些。但這個想法雖然不能用於登陸月球,但用作建設月球基地還是比較合適的。原因也很簡單,人類火箭的運力畢竟有一個上限,不可能無限增長,而建設月球基需要巨量的資源,這時候就不得不在月球軌道建設一個空間站來做中繼了。

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