不一定是LM-5,这个方案我比较推荐:

中国载人登月方案假想—921火箭环月轨道交会_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili?

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阿波罗计划时,第三级一次点火2.75分钟进入停泊轨道(185×185),绕地球一圈半后二次点火约5.2分钟送入奔月轨道。

进入停泊轨道的载荷除了45吨的CSM外,还有土五的第三级(包括15.2吨的结构和大概70吨的剩余燃料),简单来说,土五送入LEO的质量大概130多吨,超过一半的是地月转移的燃料,拿来烧这些燃料的是台比冲421s的J2氢氧发动机(作为参考,YF-77比冲430s),这将近90吨的第三级是不计入有效载荷的。

回过头来看长五为主力的地球轨道集合。拼个130吨的组合体没超出我们现有的技术,不过5~6次发射的事,但这个大宝贝的地月转移推进舱怎么设计?就算你说先扔个屁股上装著YF-77的空罐子上去,我觉得长五的整流罩也塞不下吧。

实际上我看其他答主的回答,方案都不是纯正的地球轨道集合,都是地球轨道对接一次就马上TLI,然后在月球轨道再次对接,就是为了避免把地月转移的推进舱搞得太大。


从头推导一下这么做会遇到的困难。

假设使用四枚长征五号B进行登月(其实并不太够,这里是为了方便计算):

  1. 使用两枚长征五号B发射两台地球出发级,一枚长征五号B发射指令舱/服务舱(新一代载人飞船),一枚长征五号B发射登月舱。
  • 困难1:目前仅有文昌航天发射场能发射长征五号系列火箭。如果发射场准备时间过长,将无法避免液氢推进剂蒸发/宇航员在天上打转转。
  • 困难2:如果某台火箭发射失败了怎么办?整个计划将严重推迟或者失败(在轨的液氢蒸发,地球出发级变成没用的废铁壳或者宇航员吃光补给,被迫返回地球。)

2. 两座地球出发级与登月舱、服务舱对接。

  • 困难3:一般情况下将一艘飞船对接到目标航天器之前,飞船需要绕轨道飞行1-2圈改变倾角调整相位来进行对接前的准备工作,同时测控这么多航天器进行对接的能力存疑。
  • 困难4:合适的LEO窗口至多每日一次,发射窗口较短,若发生发射推迟等事件将大幅拖延整个计划(液氢蒸发很严重,宇航员在轨赋闲也是不得了的事情)

3. 点燃地球出发级将登月舱与服务舱送入TLI。假设使用比冲438s的氢氧发动机(YF-75),该级干质比取8,为了把22吨重的新一代载人飞船送入TLI,需要3120m/s的dV,计算得到需要一台至少31.23吨重的地球出发级。

  • 困难5:长征五号B没有发射31吨物体进入LEO的能力。且为了长时间储存氢氧推进剂,该上面级干质比无法做到8一级。上面级的规模将显著扩大,目前中国没有火箭能将这枚地球出发级送入近地轨道。
    • 为了解决困难5,可以进行在轨加注,但是多一次火箭发射会极大地提升困难1,2,3,4的影响,容错率将大幅下降。
    • 更新:如果采用在轨加注的方法,需要短时间内发射6-7次火箭,航天发射场的能力存疑。
  • 困难6:最合适的TLI窗口每月一次,若选择其它窗口需要大量dv进行轨道修正,若等待下一窗口则地球出发级的燃料蒸发干净/宇航员饿死。
    • 更新:考虑到目前的火箭发射能力,只能在第一个月发射登月舱,一个月后发射载人飞船,暂时不知道登月舱组合体是否能在月球轨道上坚持一个月,但考虑到登月舱使用肼基燃料,似乎是可以做到的,难点在电力和热控。

4. 随后服务舱和登月舱各自进行刹车,被月球引力捕获进入月球停泊轨道,进行对接。

  • 困难7:如何在月球轨道上对接?-嫦娥五号解决了这个问题,可喜可贺。
  • 困难8:登月舱是否需要一个额外动力进行刹车?那样的话会导致困难5乘二,若使用登月舱自带动力则无法带太多东西到月面。

5. 展开登月任务

  • 与阿波罗计划类似

6. 返回地球。

  • 与阿波罗计划类似。

综上,在整个登月过程中由于如上8个困难的影响(特别是困难5),我们很难利用长征五号进行登月。且若强行推进则整个计划的容错率过低。(这八个困难的关系大约是解决一个会冒出来另外好几个。)

因此,我们需要更大的火箭比如说921和长征九号。


一图流,凑合著看吧(注:图里的CZ-5E就是现有的CZ-5)


完全可以的,可以先发射登陆舱及服务舱组合体(25吨,登陆舱10吨,推力服务段15吨),直飞月球轨道,并进入环月轨道。

再发射新一代载人飞船高轨道版(22吨),然后发射推力服务舱(24吨)与载人飞船在LEO轨道对接后,择机(窗口)前往月球轨道。

登陆舱与服务舱分离,然后载人飞船与登陆舱对接,宇航员转移至登陆舱。

登陆舱分离,减速进入降轨。

登陆舱降落,勘探科考,

登陆舱上升级携宇航员进入月轨。

对接载人飞船,转移人员。

分离登陆舱上升级,再次启动推力服务舱,中间抛弃服务舱,使用飞船发动机返回地球轨道。减速,返回

登陆舱上升级再次与推力服务段对接,提高轨道,作为月轨巡视器使用。。。

但是如果有了921重型火箭那就又可以是另外一种玩法了。

目前官方给出的数据是70吨LEO,25吨的月球直达。那么两发921就能就能送50吨载荷去月球轨道,这玩法就太多了。。。

用我玩KSP的习惯是用中型火箭CZ5级别在400KM轨道打一个核心介面舱,然后送至少4个登陆/上升器,然后再打一个推力伺服器,把一起它们送到200KM环月轨道,要登月就派一艘飞船过去月轨对接就行。


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