【文/袁嵐峰】

最近，中國宣布計劃在2030年實現(xiàn)載人登月，引起了全國的熱烈關(guān)注。

神舟十六號載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會。新聞發(fā)言人的原文是：“近期，中國載人月球探測工程登月階段任務(wù)已啟動實施，總的目標(biāo)是：2030年前實現(xiàn)中國人首次登陸月球……”

這就引出了兩個問題：中國將如何載人登月？美國當(dāng)年的阿波羅計劃登月是真的還是假的？第一個是技術(shù)性的問題，第二個很大程度上是思維方式的問題。下面，我們就來討論一下這兩個問題。

一、中國將如何載人登月？

對于中國2030年載人登月，我其實早有耳聞。2021年8月29日，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院運(yùn)載火箭系列總設(shè)計師龍樂豪院士在一個科普報告中就明確說，中國打算在2030年前后載人登月。當(dāng)時我就做過一期節(jié)目，解讀了其中的關(guān)鍵信息。

中國工程院網(wǎng)站對龍樂豪院士的介紹（https://www.cae.cn/cae/html/main/colys/90803958.html）

最重要的信息有兩點：一是要發(fā)兩枚火箭，二是這種火箭我們差不多已經(jīng)有了。這種火箭是在長征五號（CZ-5）的基礎(chǔ)上、為了登月而研制的一種改進(jìn)型號，當(dāng)時龍樂豪院士說可能叫做CZ-5DY。而2023年的信息是，它被定名為長征十號（CZ-10），預(yù)期在2027年左右首飛。

長征五號的地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力為8.8至9.4噸，而長征十號的地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力預(yù)期為27噸。這兩種火箭的主發(fā)動機(jī)YF-100是一樣的，芯級的直徑也都是5米，所以長征十號可以稱為長征五號的改進(jìn)版。

那為什么長征十號的運(yùn)力幾乎是長征五號的三倍呢？因為長征十號在起飛時，采用三芯并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在芯級兩側(cè)放了兩個助推器，三者都是直徑5米，底端都有7臺發(fā)動機(jī)，所以共有21臺發(fā)動機(jī)，起飛時可產(chǎn)生2600噸的推力，可將2100噸的火箭送往太空。這就是為什么，長征十號的地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力高達(dá)27噸，近地軌道運(yùn)力更是高達(dá)70噸。如今我國空間站的三大艙體，它可以一次性送往太空！

長征十號

航天的一大要點在于，火箭的運(yùn)載能力是最重要的瓶頸，有多大運(yùn)力就能做多少事情。所以龍樂豪院士提供的最重要的信息就是，我們的運(yùn)載能力就快可以支撐登月了，但需要發(fā)兩次。

兩發(fā)火箭總共要運(yùn)送四種部件：一，著陸器，用于登陸月球；二，上升器，用于從月球回到環(huán)月軌道；三，返回器，即載人飛船；四，轉(zhuǎn)移運(yùn)輸器，用于把飛船從地月轉(zhuǎn)移軌道送入環(huán)月軌道，以及從環(huán)月軌道送回地球。下面我們來介紹一下具體流程。

2021年講的中國載人登月流程

第一步，第一枚火箭把著陸器+上升器+轉(zhuǎn)移運(yùn)輸器送入地月轉(zhuǎn)移軌道，轉(zhuǎn)移運(yùn)輸器把著陸器+上升器送入環(huán)月軌道。著陸器里沒有人，它在虛位以待航天員的到來。

第二步，第二枚火箭把返回器（即飛船）+轉(zhuǎn)移運(yùn)輸器送入地月轉(zhuǎn)移軌道，轉(zhuǎn)移運(yùn)輸器把返回器送入環(huán)月軌道。

第三步，飛船和著陸器在環(huán)月軌道上交會對接，兩名航天員從飛船飄到著陸器里面。

第四步，著陸器與飛船分離，著陸器帶著兩名航天員登陸月球，飛船在環(huán)月軌道上等著他們回來。

第五步，兩名航天員在月球表面工作6個小時。

下面是一個關(guān)鍵問題：登月的航天員怎么回來？經(jīng)常有人表示不信美國在1969年登過月，他們的核心問題之一就是這個。他們的典型表述是：我完全相信美國有能力把人送到月球，但完全不信美國能把人從月球送回地球！

實際上，這是典型的外行思維。月球的重力只有地球的1/6，又沒有空氣阻力，所以從月球起飛比從地球起飛容易得多。著陸器帶著一個上升器，把著陸器作為底座，就可以讓上升器發(fā)射起飛，同時把著陸器拋棄在月球上。這就是第六步。

第七步，上升器在環(huán)月軌道上與等待的飛船對接，航天員從上升器又飄回飛船里面。

第八步，上升器與飛船分離。這是因為轉(zhuǎn)移運(yùn)輸器的燃料有限，不足以帶著上升器一起回地球，所以把上升器丟棄，減少載荷。

第九步，轉(zhuǎn)移運(yùn)輸器的發(fā)動機(jī)點火，帶航天員回地球。

最后，再入大氣層時，把所有能丟的部分全部丟棄，只剩返回艙帶著航天員著陸。

總結(jié)一下，基本思想就是“走一路，丟一路”。數(shù)一數(shù)，一路拋棄了多少東西？先是丟下了兩枚火箭，然后著陸器登月時暫時丟下了飛船，上升器從月球起飛時丟下了著陸器，上升器跟飛船對接后又反手丟下了上升器，最后把除返回艙之外的部分全部丟棄。令人想起那個關(guān)于垃圾分類的靈魂之問：請問你是什么垃圾？

請問你是什么垃圾？

之所以要這樣，是因為火箭能達(dá)到的最高速度跟燃料質(zhì)量是對數(shù)的關(guān)系，而不是正比的關(guān)系。也就是說，大量地增加燃料，也只能把運(yùn)載能力增加一點點。這叫做“齊奧爾科夫斯基公式”，是航天之父、俄羅斯科學(xué)家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基（Konstantin Eduardovich Tsiolkovski，1857-1935）提出來的。