拒绝美国,选择中国联合登月,俄罗斯是雪中送炭或是想搭顺风车?

根据俄罗斯《观点报》在2021年2月15日的消息称,俄罗斯正式拒绝了美国的“重返月球”计划邀请,转而宣布将与中国联合建立月球科研站。目前,俄罗斯与中国的航空界人士正在研究该项目的技术实施问题。这意味着,随着俄罗斯的选边站,新世纪登月太空竞赛格局正式形成。

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俄罗斯的优势

第2次世界大战结束后,美国与苏联两个大国展开了航天领域的竞争。在1995年时,苏联在航天领域是领先于美国的,他们率先发射了人造卫星,又向月球发射了几个探测器。但是随着苏联重型火箭计划几度受挫,以及苏联航天核心科学家科罗廖夫不幸辞世,苏联最终在登月大战中落败。

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但是不得不承认的是,苏联依托“礼炮”系列和“和平”号国际空间站项目,在长时间载人航天领域经验非常丰富。至今俄罗斯航天员仍然保持着太空停留时间最长,出舱行走次数最多的世界纪录。中国载人航天起步较晚,并且由于诸多的原因无法参与国际空间站的使用。所以俄罗斯拥有的宝贵经验,对解决未来月球轨道空间站和永久居留月球科考站有着极为重大的意义。

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俄罗斯的劣势

之前俄罗斯公布了新一代的载人登月计划,计划表明,俄罗斯宇航员将在2031年完成登月。但是俄罗斯登月计划面临的最大的问题有三个:

没钱、没钱、还是没钱

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目前俄罗斯新一代载人航天器依旧只是草图和模型,并且俄罗斯缺乏能够承载几十吨重量进入月球轨道的重型火箭。现在看来,登月的费用将不低于300亿美元,而2017年俄罗斯宇航局的预算只有30亿美元,单凭目前俄罗斯一家的力量完成登月计划是非常困难的。

中国的优势

目前看来,中国的航天技术虽然与美国还有一定的差距,但是在世界范围来看依然属于前列。其中4项俄罗斯极为缺乏的技术突破,也成了中俄此次登月合作的基石。

月背探测与通信中继

由于月球与地球潮汐锁定,使得月球有一面一直正对地球。这使得月球背面的探测器与地球之间的通信会被月球本身阻隔,这也是限制月球背面探测的主要原因。

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但是中国通过“鹊桥”通信中继卫星,使得玉兔2号探测器在月球背面持续探测。虽然美国成功进行了阿波罗登月计划,但是目前月球背面依旧是一片处女地。如果可以完成月背载人登月探索任务,这将不是对航天界已有成果的简单重复,而是一项全新的创举,意义非凡。

月球轨道自主对接

苏联发射了几次可返回月球探测器,都只带回了数量很少的月球土壤。归根结底在于苏联没有掌握月球轨道器自主对接技术。相对于中国使用上升器和着陆器组合体采集月壤,在轨道中对接,再使用返回器运送月壤的计划,苏联人的方式则简单粗暴得多。由于自动化技术的缺失,他们的上升器直接返回地球,虽然带回的月壤数量大幅下降,但是这样就避免在月球轨道上进行对接。

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目前中国嫦娥5号月球探测器,对于空间无人对接技术的突破,弥补了俄罗斯在自动控制方面的劣势。为未来的国际科学月球站的无人建造工作和无人飞船货物补给任务奠定了基础。

新一代载人飞船

目前从世界范围来看。中国,美国,俄罗斯和Space X都提出了自己的下一代载人飞船。除了space X,其他三家的下一代载人飞船都考虑了未来可能进行的月球任务。

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但是从进度上来看,美国的“猎户座”飞船目前进度严重滞后于计划,俄罗斯的“联邦”飞船连实验机都还没造出来,而中国的新一代载人飞船已经在去年完成试飞任务,并且进行了一次轨道空投实验。

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不仅如此,根据洛克希德马丁公布的消息,猎户座计划最终总成本估计为2,170亿美元,这远远超出了美国的预期,这也是为何目前猎户座飞船陷入停滞。如此庞大的经费需求,对于现在的俄罗斯来说,是一个不可能完成的任务,所以与中国在登月计划上进行合作,有助于俄罗斯节约资金,转向月球科考站和环月空间站技术的研发。

重型火箭技术

之前俄罗斯提出了“叶尼塞”超重型运载火箭,该型火箭可以将27吨的物资运往月球轨道,并且计划在2028年进行试射。但是今年年初俄罗斯媒体宣布,“叶尼塞”火箭计划正式下马,今后将不再为该项目提供任何资金。

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除却“叶尼塞”火箭,目前俄罗斯正在开发的新式重型火箭名为“安加拉a5”。该火箭与我国长征五号十分相似,它的近地轨道运载能力25吨左右和长征5号基本一样,不过它的地球同步轨道运转能力只有长征五号的一半——7吨左右。

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之前俄罗斯的计划是使用4枚“安加拉”运载火箭。将一个有人驾驶的宇宙飞船、一个月球登陆返回舱以及两个氢氧助推器运送至地球轨道。这4个单元将在地球轨道上完成组合,最终完成载人登月返回的任务。但是明眼人一看就知道这种多枚火箭组合式任务失败率极高,再加上俄罗斯航天界传统的高故障率风格,如果真的使用4枚火箭完成一次载人登月,这无疑是一场灾难。

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而中国在长征5号运载火箭多次成功之后,下一代重型火箭技术也正式提上了日程。根据航天科技集团一院的消息,中国航天的下一代火箭直径将达到10米,从尺寸上来说,并不亚于美国当年的土星5号重型火箭以及目前美国正在研制SLS火箭。

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目前已知的是重型火箭10米及直径过渡环研发成功,燃料储存箱、超大型弯管、新型隔热层技术、分离气囊技术等子项目先后突破,项目推进符合计划。该运载火箭的最终技术指标为近地轨道运力不小于140吨地月转移轨道运力不小于50吨,地火转移轨道运力不小于44吨,运力指标全面超越土星5号,完全满足月球计划的火箭需求。

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总结

从目前已有的技术水平来看,在中国有俄罗斯联合的载人月球探测、月球空间站以及月球表面科考站建立任务中,中国将提供新一代载人飞船、重型火箭、自动控制技术和资金等方面的支持。而俄罗斯将在空间站建设、长时间滞留太空航天员心理及生理变化以及低重力条件下突发情况解决方法等方面提供宝贵的经验。

拒绝美国,选择中国联合登月,俄罗斯是雪中送炭或是想搭顺风车?

2019年10月31日,中国航天科技集团宣布,中国将在本世纪中叶建成地月空间经济区。在2030年完成基础问题研究,突破关键技术;2040年,建成高可靠性、低成本、航班化的航天运输体系;到本世纪中叶,完成月球永久居留科考站和月球轨道大型空间站建设。随着新一代载人飞船以及下一代重型火箭技术的进步神速,再加上与俄罗斯航天界的精诚合作,30年之后月球之旅,能否像当下的出国旅游一般逐渐走进千家万户?兔子还是非常期待的。

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投稿时间:2021-02-19  最后更新:2021-05-19

标签:俄罗斯   美国   中国   苏联   雪中送炭   空间站   月球   轨道   火箭   计划   技术

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