主题：【原创】载人中继登月 -- 心有戚戚

最近的太空竞赛主战场似乎又回到了月球。美国计划2024年重返月球，计划称为阿耳忒弥斯（Artemis），希望能再现阿波罗（Apollo）计划的辉煌。中国不需用希腊的日月之神来大张旗鼓地宣传，只须用嫦娥计划稳步推进的事实说话。

无人绕落回完成后，下一步自然是载人登月，究竟会采用怎样的技术路径呢？一般认为中国载人登月将会采用和阿波罗计划相似的方式，曾在嫦娥5号上验证。然而，最近有消息天舟会改装成为绕月空间站（姑且称为“月宫”）补给的货运飞船（姑且称为“月舟”）。这似乎揭示了另外一条技术路线，即用绕月空间站作为造访嫦娥的跳板、让航天员中继登月。

无独有偶，美国最近披露的阿提密斯具体计划也采用了中继登月的方案，也许可以用来对比。其核心同样是建造绕月空间站，起名“月关（Lunar Gateway）”。NASA的计划是按国际空间站的路子搞，以美国为主，拉欧洲、日本和加拿大等交份子钱。“月关” 大部分将由商业合作伙伴建造，由四个部分组成。

1. 居住后勤舱（Habitation and Logistics Outpost，HALO）为来访的宇航员提供生命支持，以及指挥、控制和数据处理能力。它有几个对接端口，用于飞船和其它模块的接驳。居住后勤舱由诺斯罗普格鲁曼公司开发，由NASA位于休斯顿约翰逊航天中心管理。

2. 电源推进舱（Power Propulsion Element， PPE）提供60 千瓦光伏、高速通信、姿态控制和轨道转移能力。2019 年 5 月，NASA选择科罗拉多州的 Maxar科技公司开发和建造电源推进舱，由NASA位于俄亥俄州的格伦研究中心管理。

3. 货运飞船（Logistics Capabilities，LC）向“月关”空间站运送加压和非加压货物、包括登月用品。2020 年 3 月，NASA 宣布 SpaceX 成为第一个货船提供商，按次交付费用。货船由NASA位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心运营。

4. 载人着陆系统（Human Landing System，HLS）运输宇航员往返月球表面。2021 年 4 月，NASA宣布SpaceX将用基于星际飞船（Starship）的载人着陆系统依靠猛禽发动机登陆月球。可重复使用的载人着陆系统上有两个出舱气闸、供宇航员月球漫步。

2021 年 2 月，NASA 选择 SpaceX 用猎鹰重型火箭发射居住后勤模块和电源推进模块。目前的计划是先在地面上将两者整合为一体，然后最早于 2024 年 5 月在肯尼迪中心一起发射升空。等到货运飞船和载人着陆系统发射与“月关” 绕月空间站对接后，登月之旅即可展开，分为两阶段。第一阶段将四名宇航员由“猎户座”飞船用太空发射系统（Space Launch System，SLS）火箭发射至“月关”。第二阶段，其中两名宇航员转到载人着陆系统前往月球表面，停留大约一周后，又用载人着陆系统返回“月关”，和其他两个留守人员进入“猎户座”返回地球。

阿耳忒弥斯计划是否能够如期完成，让我们尽管拭目以待，而我国的载人登月计划会按部就班地进行。下面假设采用921火箭（地月转移轨道运力25吨左右）为发射载具、对中国载人中继登月作一些的猜测:

1. 首先，中国采用通过绕月空间站中继登月的方式的话，“月宫”会和“天宫”相似、有一个核心舱。其大概率继承“天和”构型，最早被发射到月球轨道。

2. 其次，登月舱会是可复用的，但规模没有“星际飞船”那么大。将它发射到月球轨道和核心舱前向对接（有燃料加注功能）。

3. 再发射一艘 “月舟” 货运飞船，在月轨上和“月宫”组合体后向对接，补加核心舱和登月舱的推进剂。

4. 然后，发射新型载人飞船（三人乘组可能性较大，至少早期如此）和“月宫”径向对接，搬运“月舟”上的物资，实施登月准备。

5. 最后，两名航天员进入登月舱登月，一名值守。登月舱返回后，三名航天员同乘载人飞船返回地球。

万一921火箭进展不顺利（比如一级复用搞不定），可考虑用长5B将核心舱和登月舱先发射到地球低轨对接，再发射一艘天舟货船作推进舱将组合体多次变轨用最省燃料的方式进入月轨（耗时多不要紧）。如果长征9号重型火箭进展同样顺利，前两步也可合一，即用长9火箭一次性将“月宫”核心舱和登月舱组合体送入地月转移轨道（不过921一出，长9就不是很急需了）。当然，中国首次载人登月也许还是会采用阿波罗式的一锤子买卖，但也不能排除一步跨越到可复用中继登月的可能性，而且这种可能性正随着921的登场变得越来越大。

以上只不过是一种航天爱好者的设想，中国航天人一定会一步一个脚印地扎实推进载人登月的计划，不为外界所动。目前，美国看似遥遥领先，不过怎么知道这不是又一次的“龟兔赛跑”呢？