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2030載人登月是中華復興歷史標竿
2023/07/16 11:47
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2030載人登月是中華復興歷史標竿

 


一、中國的載人登月計畫 

   新華社7月12日報導,中國載人航天工程局宣布中國計劃在2030年前將航天員送上月球,將發射兩枚運載火箭分別將月球著陸器和載人飛船送入月球軌道。飛船和月球著陸器將進行交會對接,然後航天員將進入著陸器。隨著月球著陸器下降並到達月球表面預設區域,航天員將執行科學任務並採集樣本。完成計劃任務後,航天員將返回著陸器,著陸器將把他們送回月球軌道與航天器對接。最後一步,航天器將帶著月球樣本將宇航員送回地球。中國航天局副總設計師張海蓮表示,中國科研人員正抓緊研製長征十號運載火箭、新一代載人航天器、月球著陸器、登陸月宇航服、載人月球車等裝備。新型運載火箭將採用三級半,前往月球轉移軌道的運載能力約為27噸,火箭體直徑為5米。張說,新一代載人飛船由逃逸塔、返回艙和服務艙三部分組成,新型載人飛船將採用模塊化設計,可滿足近地和太空探索。登陸車將由著陸部分和推進部分兩部分組成,可同時將兩名宇航員送上月球表面。月球車重200公斤,可容納兩名航天員。此外,正在開發的登月宇航服,單次工作時間不低於8小時,將具有更好的機動性,幫助航天員行走、攀爬、蹲下、駕駛和操作機器。中國還將探索建設月球科學研究站,開展系統、長期的月球探測及相關技術測試和驗證。 目前中美正進行全方面的競爭,若中國比美國先登月並建立月球基地,除打破美國霸權外,更證明中華民族是一個比央格魯撒克遜更優秀的民族,黃種人比白種人還優越,全面恢復中國人的自信心,這是一個歷史突破。 

   根據亞洲時報報導,中國將使用兩枚長征十號運載火箭,而不是一枚超重型長征九號來實現2030年載人登月目標,月球表面著陸器和載人航天器將分別發射,並在月球軌道上相互對接以完成著陸。這一安排與天問三號計劃類似,該計畫將於2030年向火星分別發射無人著陸器和航天器。與此同時,長征九號運載火箭的發射將從 2030 年推遲到2035 年,因為中國科學家追隨馬斯克SpaceX的腳步專注於甲烷動力發動機。1969年,美國國家航空航天局(NASA)將阿波羅11號發射到月球時,使用了土星五號火箭,該火箭可將 130 噸重物送入近地軌道,將 50 噸重物送入地月轉移軌道,但美國已失去此項技術。中國的YF-135發動機推力為3,600 kN,長征九號將使用12台YF-130發動機,在2030年左右將宇航員送上月球。中國探月工程副總設計師龍樂浩在2021年6月表示,長征九號將改用16台YF-135發動機,可將150噸重物送入近地軌道,將53噸重物送入地月轉移軌道。由於甲烷比煤油燃燒更清潔,產生的電力更多,因此甲烷驅動的火箭更容易回收。7月12日,中國成功發射了名為“朱雀二號”的中型火箭,該火箭以液氧和甲烷為動力。該火箭使用四台TQ-12發動機,可將 6 噸重物送入近地軌道。TQ-12 發動機只能產生 670 kN 的推力,而猛禽發動機可以達到 2,256 kN。

二、月球基地的戰略意義

    美國太空探索技術公司(SpaceXCEO馬斯克稱,中國航太工程計畫比大多數人意識到的要更加超前。中國蓬勃發展的太空計劃已受到世界各國重視,並成為中美競逐太空的焦點。美國的目標是在 SpaceX 和 Blue Origin 等私營企業的幫助下,在 2025 年底之前讓宇航員重返月球表面,作為對載人飛行任務的新承諾的一部分,但這一目標顯然無法達成。中國著眼於2030年前將宇航員送上月球,中國登陸月球不是一次性而是要繼續建立月球基地,開採月球資源。有關月球的討論涉及其資源潛力,包括水冰,太陽能、稀土元素及核聚變的原料氦-3。氦-3是21世紀30年代以後有望商業化的核聚變能源的原料,中國的太空科學家和工程師們早就意識到太空資源的經濟潛力,其中包括到2050年每年從月球地帶獲得10萬億美元的投資回報。中國月球探測計劃首席科學家兼創始人歐陽子元指出:“中國的長期目標和 任務是在月球上建立基地,以挖掘和利用其豐富的資源”。中國隨後進行的月球能力展示包括2019年的月球遠端登陸和2020年的自動月球樣品返回任務。中國科學家強調的其他好處是,由水冰製成的月球推進劑有潛力降低整個月牙槽空間的進入和移動成本。為了獲取這些月球資源,將需要長期的停留月球,首先是機器人,然後是人類。

 

   與中國建立月球研究基地的長期計劃相似,俄羅斯於2018年宣布了自己的月球計劃,其中包括資源開採野心,並在2025年至2040年之間分三階段實施。太空的未來就是它的經濟,可能帶來數萬億美元的回報。強勁的經濟增長會帶來軍事和其他力量投射能力。中俄雙方都了解太空對全球領導地位未來的影響,中國希望到2045年成為最重要的太空大國。中國太空哲學的思想是展示高端技術,包括人類飛行任務,月球軟著陸(近端和遠端),月球樣本返回和火星任務,隨後是建造永久性空間站,天基太陽能衛星和深空探測器,中俄兩國都表示反對美國將太空私有化。中國和俄羅斯的月球基地諒解備忘錄改變了圍繞太空合作的對準結構,並向美國和其他七個阿耳彌斯協定的合作夥伴發出了明確的信號,表明太空存在爭議。儘管美國私人太空部門具有優勢,但由於總統輪換影響太空優先級的變化,美國在政策層面上缺乏連續性。儘管中國缺乏充滿活力的私營部門,但中國清楚地表達了其長期穩定的登月任務,以及在不必擔心任務變更和行政管理變更的情況下投入資源的能力,這顯示了中國的長期保證它可以實現與俄羅斯合作建立月球基地的目標。儘管技術改變了遊戲規則,但一個國家如果沒有長期的戰略眼光,就無法在太空中取得成功。

三、月球有哪些值得開發利用的能源

   研究發現,月殼由多種主要元素組成,月球有豐富的礦藏,稀有金屬的儲藏量比地球還多。月球塵土中20的矽。月球岩石中含有地球中全部元素和60種左右的礦物,其中6種礦物是地球沒有的。月球有哪些值得開發利用的能源? 

(一)氦-3

   氦-3是氦的同位素之一,使用氦-3作為能源時不會產生輻射,不會為環境帶來危害。利用氦-3進行的氦聚變可作為核電站的能源,這種聚變不產生中子,安全無污染,是容易控制的核聚變,既可用於地面核電站,而且特別適合宇宙航行。據悉,從月球土壤中每提取一噸氦-3,可得到6300噸氫,70噸氮和1600噸碳。從目前的分析看,由於月球的氦氣-3蘊藏量大,對於未來能源比較緊缺的地球來說,必然是雪中送炭。 

(二)太陽能

   射向地球的太陽能,約有1/3被地球的大氣反射到太空中,剩下不到2/3還要觀察地球大氣的散射和吸收等,能夠到達地球表面的只是一小部分;而月球表面沒有大氣,太陽輻射可以長驅直入,每年到達月球範圍內的太陽光輻射能量大約為12萬億千瓦,這相當於目前地球上一年消耗了能源總能了的2 .5萬倍。假設在月球上使用現有的光電轉換轉化20%的太陽能發電裝置,則每平方米太陽能電池每小時可發電2.7千瓦時,若採用1000平方米的電池,則每小時可產生2700千瓦時的科學家認為,理論上可以在月球表面上大量的太陽能電池板,從而獲得豐富的太陽能,提供源源不斷的電能。能源供給。 

(三)月球能源開發前景

  由於月球幾乎沒有大氣層,太陽風粒子可以直接注入月球表面,太陽風粒子的長期注入使月壤富含稀有氣體。在太陽風注入的稀有氣體中,最讓人們感興趣的是氦-3,因為氦-3可以與氘進行核聚變反應,並釋放出巨大的能量。用氦-3進行核聚變反應具有比用氚作燃料有更多的優點:(1)在氘-氚核聚變反應過程中,伴隨核聚變能的產生,要產生大量的高能中子,而這些中子將對核反應裝置產生廣泛的放射性損傷;相反,若用氦-3作為反應物,則主要產生高能質子而不是中子,質子的穿透性遠遠低於中子,因此防護設備簡單得多 (2)氚本身俱有放射性,而氦-3沒有放射性,科學家稱月球上氦3可滿足人類1萬年能源需求。

 

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