去年上半年我国成功首飞了服务载人登月任务的新一代载人飞船 ， 俗话说运载火箭运力有多大 ， 航天舞台就有多大 ， 飞船系统只是通往载人登月目标的第一步 ， 除此之外还需要有与之运力匹配的载人运载火箭 。
早在2011年我们就已经开始载人登月任务论证 ， 新一代载人飞船就是论证工作的具体实践 ， 火箭系统同样是论证的核心焦点之一 ， 经过多轮迭代论证后火箭选型基本已经尘埃落定 。
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月球轨道交会对接载人登月
就是基于新一代载人运载火箭的月球轨道交会对接方案 ， 结合去年航天大会公布的登月方案可知长征九号已经不在首轮登月任务的装备序列之中 ， 大洋彼岸阿尔忒弥斯载人重返月球计划也是月球轨道交会对接方案 。
新一代载人运载火箭充分吸收长征五号系列火箭研制经验 ， 为三级半CBC通用芯级构型 ， 高约90米 ， 芯级与助推器直径皆为5米 ， 一子级与两枚通用芯级助推器各配置7台YF-100K泵后摆高压补燃液氧煤油发动机 ， 可提供约2700吨推力 ， 起飞质量约2200吨 ， 二子级配置2台YF-100高空版液氧煤油发动机 ， 三子级配置3台YF-75D膨胀循环氢氧发动机 ， 地月转移轨道运力大于25吨 。
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921新一代载人运载火箭
目前该型火箭已经过多轮研制迭代 ， 成功试制了高效传力的箭体结构 ， 包括5米级共底燃料贮箱、锥形后底煤油贮箱、后过渡段、七机并联发动机安装梁、发动机小机架等设备 ， 相较于长征九号该型火箭动力系统不存在短期内无法攻克的瓶颈 ， YF-100K 已进行多轮长程热试车 ， YF-75D更是成熟的货架产品 。
使用成熟技术装备也正是载人火箭追求高安全性的特征 ， 该型火箭将基于分级试飞方案进行飞行演示验证 。 具体而言就是安排载人飞船逃逸飞行演示验证、芯一级飞行演示验证、两级飞行演示验证、全箭飞行演示验证 ， 这是长征五号研制过程中所没有的 ， 目的就是服务载人火箭的高安全性 ， 确保万无一失 。
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七机并联高效传力的箭体结构
结合历史来看嫦娥探月工程最早论证工作始于1994年 ， 至2004年正式立项 ， 前后论证时间十年 。 载人登月工程2011年开始论证截至目前将近九年 ， 服务后者的各项工程能力正在逐步具备 。
以服务后续载人月面科研站任务的长征九号为例 ， 该型号在关键技术攻关与深化论证阶段就已经投入超过10亿人民币 ， 而这也仅仅是载人登月工程论证工作的一个局部 ， 以此为参照 ， 加上多用途飞船缩比返回舱、新一代载人飞船试验船 ， 以及新一代载人火箭的研制攻关 ， 其投资之巨是可以想象的 。
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天宫空间站在轨效果图
话说为什么一定要等到天宫空间站建成并投入运营后再谈载人登月（探月工程副总指挥吴艳华此前表态）？因为天宫空间站同样也是大规模航天工程 ， 其投入的资源比之载人月球工程也是毫不逊色 ， 通过空间站任务的实施能够积累大规模航天工程运营的一系列技术、管理、运营等经验 ， 技术遗产也有很多可以继承 。
如何突破阿波罗载人登月消耗型探月模式 ， 是我国载人月球工程必须要思考的问题 。 探月工程副总指挥吴艳华先生在展望后续月球任务时提到了“勘、建、用” ， 众所周知我国嫦娥探月工程立项伊始就确立了“绕、落、回”三步走目标 ， 目前已经如期完成 ， 而这三步走是从属于“探、登、驻”大三步中的第一步“探” ， “探、登、驻”则是“勘、建、用”的具体实践 。
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嫦娥五号上升器起飞
何为“勘、建、用”？
“勘”是指勘察月球天体环境 ， 比如空间环境、地质环境以及各类辐射环境 ， 也包括各类有效资源能源的勘察 。
“建”是指建设基础设施能力 。 比如服务月背探测的鹊桥中继卫星 ， 以及后续服务极区及月球全球探测的数据中继星座 ， 持续不断的月地测控通信能力是基础设施体系中的重要一环 。 还有服务航天员月面长期驻扎的供氧供水供电等保障能力 。
“用”则是探索地外天体的终极目标 ， 是指开发利用月球资源为人类所用 。
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月宫一号生命保障人工闭合生态系统地基综合实验装置
2016年我国率先提出发展地月空间经济圈理念 ， 将广阔的地月空间融入到经济社会发展之中 。 在工程实施上提出引力深井概念 ， 地球位于引力深井底部 ， 由地球出发消耗最大 ， 当航天器突破地球静止轨道后则飞出引力深井的井口 ， 从而进入引力平原 ， 此时燃料消耗逐步降低 ， 而从月球出发燃料消耗则最小 。
引力深井原理的症结在于如何有效利用月球资源开发火箭所需的燃料 ， 比如新一个十年将要实施的嫦娥七号将配置飞跃探测器 ， 它不仅要就位探测水冰资源还要探测甲烷资源 ， 这就是服务利用月球资源的勘察任务 。
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嫦娥七号
一旦月球资源利用开发的技术关攻克并应用 ， 届时地月空间将迎来全新的发展变革 。 纵观华夏文明五千年发展史 ， 农耕文明时期我国历朝先辈为我们开创了繁衍生息的千古基业 ， 但后来我们错过了海洋文明的发展机遇期 ， 如今新的变革又再一次出现 。
那么我们能不能抓住新一轮变革呢？已经过去的2020年我国GDP总值大概率会站上100万亿人民币大关 ， 多年前曾有权威机构测算 ， 载人月球一期工程以10年为周期计算 ， 每年仅需投入100亿即可稳步实现载人月球工程目标 ， 占GDP总值不到0.01% ， 远低于昔日阿波罗载人登月工程的0.375% ， 可持续发展优势十分突出 ， 随着时间推移这一优势还将持续放大 。
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载人登月也是载人航天工程的初心
我国载人航天工程与嫦娥探月工程都有载人月球探测的发展初衷 ， 届时两大工程必然走向新的协调发展之路 。
2021年公历新年第一个工作日航天科技集团召开了2021年度型号工作会 ， 会上明确强调并部署了载人月球探测关键技术攻关与深化论证阶段研制工作 。
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载人月球探测持续开展关深阶段研制工作
携嫦娥五号大胜之威 ， 服务载人登月用途的新一代载人飞船试验船与921新一代载人火箭相继进入新的发展阶段 ， 载人月球工程不是大干快上一拥而上 ， 而是水到渠成 。
【长征|长征九号落选首轮载人登月？一款新火箭脱颖而出，进展势如破竹】载人航天工程原副总指挥张育林也曾指出 ， 载人月球探测将极有可能与天宫空间站运营工作并行实施 。 这将是人类航天史前所未有的盛况 ， 而这也是我们为人类地月空间发展提供的中国智慧和方案 。
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