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航天史番外:中国登月的巧思

所属专辑: 科学史评话
最近更新: 10小时前时长: 21:48
科学史评话
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节目简介

# 中国载人登月计划

# 两舱结构可复用飞船

# 多用途登月运载火箭

# 轻量一体化登月舱

# 美国阿尔特弥斯计划

# 登月专用重型火箭

# 大容积星舰登月舱

介绍全球主要载人登月方案的人员配置,说明中国载人登月计划采用 Apollo 同款合理配置,安排2人登月、1人环月轨道留守,新飞船至少可容纳3人。
介绍中国梦舟飞船的设计巧思。梦舟飞船采用两舱结构,实现一鱼两吃:换装大服务舱可作为26吨登月飞船,换装小服务舱可搭载7人前往空间站,内部容积达13立方米,比美国猎户座飞船更宽敞,具备可重复使用特性,采用六气囊缓冲着陆设计,可适配海陆着陆场景,能防止翻倒提升航天员舒适度。
介绍中国登月所用长征十号火箭的设计特点。中国载人登月采用两次发射同型火箭,分别发射飞船与登月舱,在环月轨道对接的方案,无需研发超大型火箭,可降低成本。长征十号起飞重量2200吨,采用三级半构型,近地轨道运力70吨,地月转移轨道运力约27吨,沿用长征五号成熟的5米直径箭体与YF-100系列发动机,技术成熟可靠性高,拆除助推器后可用于发射普通航天器,用途广泛,还规划了芯级回收方案,可进一步降低发射成本。对比美国土星五号与SLS火箭,长征十号体型更小,地月转移轨道运力与更大的SLS火箭基本相当,灵活性更强,而SLS为二级半构型,固推+氢氧的设计不合理,干重大运力低,且仅能用于登月,无法分摊成本,性价比极低。
介绍不同方案的登月舱设计,以及中国揽月登月舱的设计思路。美国蓝色起源的蓝月亮登月舱为古典分段设计,重量达45吨,采用氢氧动力,计划依托月球水冰制燃料,但低温氢氧热管理难度极高;马斯克的星舰登月舱运力大容积大,但为适配登月需要额外增加侧面反推发动机,存在体型瘦高易倾倒、起飞动力布局不合理的问题。中国揽月登月舱重量为26吨,采用一体化设计,无分段结构,推进段燃料耗尽后可抛离,结构重量更低,适配长征十号的运载能力;将减速火箭布置在侧面,避免吹起月球尘埃,月面起飞可复用同一套火箭,设计稳扎稳打,兼顾技术可行性与经济可负担性,计划2030年实现载人登月。

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