► 文 观察者网心智观察所
10月31日，第七届载人航天学术大会在北京航空航天大学开幕。中国载人航天工程副总设计师兼月球探测工程总设计师王翔在会上详细公布了中国载人登月的完整技术路径，明确宣布中国计划在2030年前把航天员送上月球。这次公布的方案确认采用两次发射并在环月轨道交会对接的模式，整个乘组由3名航天员组成，其中2名航天员将真正踏上月球表面。人类已离开月球半个世纪，奔向月球再次成为航天工程领域的焦点。
美国行星学会首席太空政策专家凯西·德赖尔（Casey Dreier）近日对媒体表示，中国计划在载人登月前，先完整开展一次无人登月任务演练，虽然会增加2030年前实现载人登月的时间压力，但有助于降低风险。
“你肯定不希望载着宇航员飞到月球半路，才发现硬件出了重大问题。”德赖尔说。
地月引力通道与轨道设计的奥秘
地球和月球之间的空间是由两个天体的重力场共同塑造的复杂引力环境。地球表面的引力很强，火箭需要加速到每秒11.2公里的第二宇宙速度，才能彻底摆脱地球引力束缚进入地月转移轨道。如果火箭运载能力不足，航天器就无法直接飞向月球。
航天器在飞往月球的途中，会经过一个引力平衡的区域。在距离月球大约6万公里处，月球的引力开始占据主导地位。此时航天器必须在近月点进行减速制动，也就是实施近月制动，将自身速度降下来，才能被月球引力捕获，成为一颗绕月飞行的月球卫星。如果不减速，航天器就会顺着双曲线轨道掠过月球，重新跌入茫茫深空。
在阿波罗时代，美国航天工程师曾经反复争论过究竟采用哪种登月模式。当时主要有三种设想：第一种是直接发射一枚庞大无比的火箭，将具备降落和返回功能的飞船直接送到月球表面，再直接飞回地球；第二种是在地球轨道上分批发射部件，组装完成后再整体飞向月球；第三种则是仅仅把一个小型着陆器送下去，指令舱保留在环月轨道上守候，完成月面任务后再回到轨道对接。结果证明，环月轨道对接是节省火箭推进剂、控制航天器重量的最优解。
半个世纪后的今天，人类登月的目标区域从当年的月球赤道附近，转移到了环境更为恶劣的月球南极。月球南极的撞击坑底部常年处于阴影之中，可能封存着数亿吨水冰。这些水冰不仅能为未来的月球基地提供生命维持系统所需的水和氧气，还可以分解为氢气和氧气，直接转化为火箭的液氢液氧推进剂。月球南极因此成为建造科研基地与未来奔赴火星的核心跳板。
月球南极的极端地形导致着陆变得非常困难。这里的太阳高度角极低，地形阴影漫长，环形山密布，对航天器的轨道控制精度、推进剂消耗以及着陆避障技术提出了严苛的要求。在这样的物理现实面前，每一次轨道转移和分离对接，都需要极其精准的速度控制与质量计算。
两枚火箭并行的工程解法
中国在本次大会上公布的总体方案，核心可以概括为两枚火箭、两型航天器、两次发射、月轨交会。发射任务由两枚长征10号运载火箭分别承担。其中一枚火箭负责运送揽月月面着陆器，另一枚火箭负责运送梦舟载人飞船。两者先后飞往月球，并在环月轨道上完成无人和有人的自主对接。
航天界通常用发射质量来衡量一次深空任务的规模。如果要在一次发射中把载人飞船、月面着陆器以及奔月所需的全部推进剂一次性送入地月转移轨道，火箭的近地轨道运力必须达到140吨以上，地月转移轨道运力必须达到50吨左右。当年美国的土星5号火箭正是凭借3000余吨的起飞重量实现了单次发射全套装备的目标，但制造这种超级运载工具的研制周期极长，技术跨度极大，制造成本也非常高昂。
王翔在大会上明确指出，采用两次发射的方式，与中国现有的技术能力高度匹配，并且能够让载人飞船与月面着陆器各自独立开展研制与测试。长征10号火箭采用了3个5米直径芯级并联的构型，单枚火箭的地月转移轨道运力大约在27吨。如果单独看一枚长征10号，其运力不足以一次性支撑全部登月装备，但通过前后两次发射，两枚火箭送往地月转移轨道的总质量就超过了50吨。
这种化整为零的做法降低了单枚火箭的研发门槛。中国无需等待直径接近10米级的超级重型运载火箭研制成功，就可以利用长征10号在2030年前实现登月。外媒分析，这种策略避开了研制周期最长的不确定环节，是一种立足于工程现实的稳健选择。
两次发射方案的核心代价，是将系统复杂性转移到了太空交会对接阶段。这要求航天系统具备在距离地球38万公里之外执行高精度轨道交会的能力。在长达10余年的中国空间站建设和天宫实验室阶段，中国已经完全掌握了近地轨道的自主快速交会对接技术，并在嫦娥5号任务中完成了月球轨道上的无人-无人交会对接和样品转移。空间站时期积累的微波雷达、激光雷达以及自主制导算法为这次方案提供了成熟的技术储备。
月球上空的两次分离与两次对接
任务开始时，第1枚长征10号火箭率先在海南文昌航天发射场点火升空，将揽月着陆器送入地月转移轨道。揽月着陆器由登月舱和推进舱组成，它将依靠自身的动力系统飞向月球，并自主实施近月制动，进入预定的环月圆轨道等待。
随后，第2枚长征10号火箭发射升空，将搭载着3名航天员的梦舟载人飞船送往月球。梦舟飞船同样进入地月转移轨道并完成近月制动，追赶已经在轨道上运行的揽月着陆器。两型航天器在环月轨道完成第1次交会对接，形成组合体在月球上空飞行。
对接完成后，组合体进行舱内环境平衡与系统连通。乘组中的2名航天员穿过对接通道，离开梦舟飞船进入揽月着陆器，对落月系统进行全面检查和初始化设置。剩余的1名航天员则留守在梦舟飞船内，作为轨道值班员和通信中继支持者，继续在环月轨道上维持飞船运转。
完成状态确认后，揽月着陆器与梦舟飞船分离。梦舟飞船留在环月轨道上持续绕飞，而揽月着陆器则依靠推进舱的动力实施降轨。在距离月面大约15公里处，着陆器开启主动减速，利用主发动机反推抵消巨大的前进速度，随后进入悬停避障阶段。通过机载光学相机与三维激光雷达，着陆器快速扫描地表，自主识别月面的坑洼与巨石，选择平整安全的着陆点垂直平稳降落。
2名航天员踏上月球表面后，将展开科学探测、月面环境测量、地质样本采集以及月球车巡视等一系列作业。完成全部既定科考任务后，航天员将采集到的月壤与月岩样本搬运至着陆器的起飞舱内，关闭舱门并准备返航。
离开月面的过程同样考验测控水平。揽月着陆器的起飞舱利用下部着陆舱作为发射平台，点燃起飞发动机冲向月球上空，进入环月轨道追踪留守的梦舟飞船。两器在月球轨道实施第2次交会对接。2名航天员带着月球样本重新穿过通道回到梦舟飞船，随后彻底抛弃起飞舱。最终，梦舟飞船启动主发动机加速脱离月球引力，踏上返回地球的轨道，以半弹道跳跃式或者标准再入方式穿透地球大气层，在内蒙古预定着陆场安全降落。
关键技术试验稳步推进
任何宏大的深空探索规划都需要大量的地面验证与试飞测试。
在飞船系统方面，梦舟飞船已经完成了零高度逃逸试验和最大动压逃逸试验。零高度逃逸试验模拟的是运载火箭在发射台上待命或点火瞬间突发严重故障时，逃逸救生系统在地面静止状态下点火，将载有航天员的返回舱快速推举到安全高度并展开降落伞，确保乘员生还。最大动压逃逸试验则更为严苛，它模拟火箭在高速穿过大气层、承受空气阻力最大的动态极限点遭遇险情，考验飞船在巨大气动力冲击下能否迅速切断连接并安全逃逸。这两项试验的圆满成功，标志着梦舟飞船的气动外形与应急救生设计得到了充分验证。
在着陆器方面，研制团队已开展揽月着陆器的着陆综合起飞试验。月球表面没有空气，不能使用降落伞，一切着陆和起飞过程都必须依靠反推火箭发动机与制导控制系统的精确协同。通过地面垂直起降试验平台，工程师们反复验证了推力调节发动机的响应速度、起落架缓冲机构的抗冲击吸收能力，以及在月面重力模拟环境下的起飞控制逻辑。
长征10号运载火箭已经完成了系留点火试验与低空演示验证飞行。系留点火是在火箭被牢牢固定在试车台上时点燃发动机，全系统监测大推力发动机长时间工作状态下的推力平衡、推进剂供给管线振动与热防护系统表现。低空演示验证飞行则进一步检验了火箭起飞后的飞行动力学特性与姿态控制精度。
按照研制规划，在正式运送航天员登月之前，揽月着陆器将先执行一次全流程的无人飞行任务。王翔强调，必须让揽月着陆器在无人状态下把载人状态的所有飞行过程全部走一遍，涵盖从火箭发射、进入环月轨道、与目标航天器交会对接、月面着陆、在月面驻留、从月面起飞、到再次交会对接的全套关键动作。只有通过无人飞行彻底排除潜在隐患，才能确保航天员登月万无一失。
太空技术路线的务实权衡
目前，NASA正在加速推进阿尔忒弥斯计划，规划了20余次载人和无人月球任务，并联合了多家商业航天企业参与开发。
NASA局长贾里德·艾萨克曼此前表示，这场重返月球的探索是美国的重要地缘战略目标，月球南极蕴藏的水冰资源是奔赴火星的练兵场。最近，艾萨克曼在面对媒体提问时坦言，如果中国抢先完成载人登月，NASA将会面临震动，他甚至表示如果当真如此，他肯定会被解职的。
中美两国目前采用了截然不同的工程技术架构。NASA采用的是SLS超重型火箭搭配Orion飞船，并选定SpaceX的星舰作为月面人类着陆系统。这种架构的理论运输能力非常惊人，能够一次性将数十吨货物和大型居住舱运上月球。
这种追求大运量的架构在工程实现上面临着极高的技术门槛。星舰作为月面着陆器，自重非常巨大，在从地球轨道飞往月球之前，必须在近地轨道完成多达10次至15次的低温液氧甲烷推进剂在轨加注。迄今为止，这种大规模超低温液体在轨转移加注技术尚未在太空中得到实际验证。此外，与之配套的新一代登月舱外航天服研制进度也落后于原定计划。种种瓶颈导致阿尔忒弥斯计划的时间表不断推迟，原本预定的载人登月节点已经推迟到2028年甚至更晚。
中国选择的路径展现了截然不同的工程哲学。中国牢牢锁定2名航天员登月考察、采集样本并安全返回的核心指标，不追求初期就部署巨大的月面载荷。方案中采用了技术成熟度极高、在神舟和天舟任务中历经检验的常温或常规推进剂交会对接系统，不用超大吨位飞船。务实的取舍避开了当前航天工程领域最为棘手的极低温流体在轨长期保存与频繁转注的技术难题。两枚火箭发射后迅速对接并奔向月球，整套飞行流程在数天至十数天内即可完成闭环，将不可控风险降到最低。
2026年接近尾声，距离2030年的时间窗口只剩下不到4年时间。文昌发射场的专用发射工位正在紧张扩建，新一代航天服与月球漫游车的设计也在加速迭代。环月轨道上的两次精准对接，不仅是中国载人航天工程30余年技术积累的全面大考，也将为全人类和平利用月球资源开辟一条严谨而清晰的技术通道。
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