可能有一辆月球车！中国载人登月时间确定2030年前后出发

　　一个能让全中国人民热血沸腾的计划已经披露！龙乐豪院士在近期的《科创中国·院士开讲》第十二期节目中公布了中国载人登月计划，时间指向2030年，计划使用两枚CZ-5DY火箭！
　　龙乐豪院士说了什么？
　　在十二期的《院士开讲》的PPT28页，龙乐豪院士介绍了整个登月计划的内容，其中有非常关键几个内容：
　　1、研制新一代载人火箭；
　　2、载人登月时间为2030年前后，可能提早也可能略微延迟；
　　3、载人登月火箭总共发射两次，在环月轨道对接；
　　4、登月环节包括：登、巡、采、研、回 四个环节；
　　5、登月火箭详细技术参数；
　　在披露的这些简短内容中包含的信息量非常大，其比较关键的信息是两枚火箭在环月轨道对接，而不是在近地轨道上对接后飞向月球；
　　另一个信息则是登月环节，包括了：登、巡、采、研、回等是个环节，笔者对登和回不太感兴趣，毕竟则是必须要经历的环节，大家都知道要下得去，回得来，但巡、采和研是怎么回事？
　　巡：为什么要用巡？相信各位从天问一号的任务环节中发现了一个绕、落、巡几个环节，巡表示有一辆车，也就是说中国载人登月会带一辆月球车登陆，然后坐着月球车四处溜达，要不然怎么能配得上＂巡＂字呢？
　　有一个非常有趣的问题，既然有了车，那么这辆车用啥电池呢？使用太阳能+充电电池呢还是纯蓄电池，前者可以轻量级，而后者电池重量比较大，种花家猜是前者。
　　采：一定是采挖岩石和月壤，但怎么采，用什么工具采就是一个问题了，当年阿波罗计划中宇航员们用了类似与扫把与畚斗的工具，显然这些是表面采样的，那么问题来了，我们会不会带上＂冲击钻＂在月球表面往下挖一挖呢，种花家认为绝对有可能，要不然再表面捡几块月岩，那是一点创意都没有哈！
　　研：这个研是什么意思？研究？还是在月面设置永久研究站？月面登陆完成后会有一个下降级永久遗留在月球，那么各位猜会不会利用这个下降级为基础设置一个简单的月面研究站呢？
　　再配合航天员在月面架设的科研设备，建立起一个月球表面的研究站！是这个研的含义呢还是航天员直接在月面展开研究？似乎就凭一个字很难确认到底有哪些任务。载人登月为什么要两枚CZ-5DY？
　　上文中其实遗留了一个比较大的问题，龙乐豪院士的PPT中有两个非常关键的信息，一是研制新一代载人火箭，二是登月将使用两枚CZ-5DY。
　　CZ-5DY火箭
　　这个火箭的含义即使长征五号登月型，其实和CZ-5差不多，但比CZ-5多了一个三级火箭，另外发动机布局也有一些改变：
　　一级：7×YF-100K；（CZ-5是助推器2×   YF-100，一级火箭为2×   YF-77）
　　二级：2×YF-100M；（CZ-5二级是2×   YF-75D）
　　三级：3×YF-75E； （CZ-5没有三级火箭）
　　两者略有区别，主要是多了一个三级一级火箭发动机型号应该是性能更好的改进型，新一代载人火箭则是CZ-5ZRL，这个火箭的含义应该是长征5号低轨道载人火箭，它由一枚CZ-5DY火箭去掉第三级以及第二级的一台发动机后删推力变成近地轨道载人版。
　　载人登月需要月球转移轨道至少需要40吨以上的运载能力，而CZ-5的TLI轨道只有9.4吨，显然则是不够的，因此CZ-5需要大改，将一级火箭和助推器的发动机增加到7台，并且增加一个三级火箭，成为对接登月的CZ-5DY型。
　　另外关于在近地轨道上对接还是在环月轨道上对接的问题，此前阿波罗登月计划中也有过讨论，总共有四个方案：
　　1、直接上升（巨型火箭一次完成任务，并且飞船也是一体式返回地球）；
　　2、地球轨道对接型（多次发射在地球轨道集结飞向月球）
　　3、月面会合型（两个航天器相继发射，月面交会）；
　　4、月球轨道交会型（阿波罗计划采用的方式）；
　　土星五号火箭将指令舱+服务舱与载人登月飞船在月球轨道上分离，登月飞船下降月面完成任务后返回月面轨道与服务舱以及指令舱对接，然后人员月壤样品转移完成，在月面轨道抛弃月面上升飞船，指令舱+服务舱再返回地球，在地球轨道附近抛弃服务舱，指令舱重返大气层。
　　这个模式能将彻底利用火箭运力并且做到最利益最大化，而我国的CZ-5DY火箭则因为运力不够，两个载荷都直接送往月球轨道，一个绕轨运行，另一个执行登月，返回后再与绕轨运行的飞船对接返回地球，和阿波罗计划类似，但稍稍有些差别。
　　不过登月飞船以及返回地球的模式很可能会采用阿波罗飞船的方式（但也有可能采用一体模式），目前我国月面采样返回的模式也和阿波罗类似，美国新的载人登月计划中有采用下降与上升一体式，好处是只需要一套火箭结构比较简单，坏处是有不少死重，在目前火箭比冲提高不少的今天，采用这种模式的可能性也将越来越大。
　　能赶在美国重返月球以前吗？
　　这个问题比较好回答：答案是很难，除非美国重返月球计划出现重大失误！因为美国的阿尔忒弥斯计划是在2025年前载人登陆月球，目前登月的SLS火箭已经拉出来演练了，从进度来看赶在2025年前似乎问题并不大。
　　而我国的载人登月计划则是在2030年前后，即使提前，据种花家估计也不可能早于2028年，因此想要超越美国重返月球前完成那真有些不太可能，不过各位别急，虽然载人登月不行，但火星采样返回赶在美国人之前倒是非常有可能！
　　因为美国与欧洲的火星采样返回计划NASA-ESA由于计划过于复杂，其中一个收集样品与发射任务拆分成了两次，结果计划因此推迟两年返回，由原本的2031年7月变成2033年！而中国最近公布的火星采样返回计划指向是2031年7月！
　　这下让NASA傻眼了，火星样品返回地球是一个重大的科学事件，如果让中国抢到了先机，那么全球深空探索的风头将全部被中国抢走，2年后美国和欧空局的样品即使成功返回地球也毫无轰动性可言，就像登月第一人阿姆斯特朗，却很少有人记得第二人巴兹·奥尔德林一样。延伸阅读：中国空天飞机与电磁轨道发射呼之欲出
　　龙乐豪院士的PPT中还有多项激动人心的计划，除了载人登月外，最令人激动的莫过于空天飞机与电磁轨道发射计划。
　　据龙乐豪称，世界首枚升力式火箭动力垂直起飞、无动力返回、水平着陆的亚轨道重复使用运载器已经飞行成功，据龙乐豪院士的描述，这个可能和X-37B有些类似，但升力式火箭到底是什么玩意儿有点不太明白。
　　显然X-37B离空天飞机比较远，但不知道各位有没有注意到西工大的一个新闻，2022年7月4日，西北工业大学航天学院空天组合动力团队牵头研制的＂飞天一号＂火箭冲压组合动力在西北某基地成功发射：
　　国际首次 验证了煤油燃料火箭冲压组合循环发动机火箭/亚燃、亚燃、超燃、火箭/超燃的多模态平稳过渡和宽域综合能力，突破了热力喉道调节、超宽包线高效燃烧组织等关键技术，飞行试验圆满成功。
　　这个新闻比较有意思，假如这种发动机和空天飞机结合，会是个怎样的结果呢，估计空天飞机已经到了呼之欲出的时候了。
　　电磁轨道发射器？
　　在龙乐豪院士的PPT中还有一个奇特标识的玩意儿，标注的是新型发射技术，而配图则是一个轨道上方一架飞行器，熟悉电磁弹射的朋友一定知道这是啥玩意儿了，利用电磁弹射原来在轨道上将飞行器加速到极速后再释放发射，可以节省大量燃料！
　　比如将这种电磁轨道建在青藏高原，出口处位于空气比较稀薄的6-7千米高度，然后电磁轨道将其加速到3-4千米/秒时释放，其再启动火箭发动机轻轻松松进入近地轨道，其发射成本将大幅下降，而且还可以利用弃风弃光的电能，简直就是绿色环保无污染的发射技术。
　　我国的电磁弹射技术已经非常成熟，也许这种新型发射技术在不久后即可问世，十年后可能就会让大家耳目一新！