中国载人登月前的重要发射：登月舱自动落月，阿波罗计划没做到

进入今年以来关于中国载人登月的好消息可谓是接连不断，先是在神舟十六号载人飞行任务发布会上首次官宣“2030年前实现中国人首次登陆月球”，前不久在第九届中国（国际）商业航天高峰论坛上又进一步披露了“两次发射、环月对接”的载人登月方案。

今天（本月17日），载人航天工程又发布了《关于征集载人月球探测工程月面科学载荷方案的公告》，这份公告又透露了不少喜讯，其中一条重磅消息就是，我国将先期开展无人登月飞行。

这意味着我们将做一件当年阿波罗登月计划都没做成的事：载人登月舱以无人状态自动登陆月球表面的试验飞行任务。

在阿波罗登月计划实施的各次任务中，实际执行飞行任务且项目前缀编有“阿波罗”字样的试验任务有阿波罗一号（没有发射）、阿波罗四号、阿波罗五号、阿波罗六号、阿波罗七号、阿波罗八号、阿波罗九号、阿波罗十号，除此之外还有关于土星一号火箭、土星1B火箭、逃逸系统大约二十多次飞行试验及地面试验。

纵观阿波罗登月计划的数十次试验任务，可以说没有任何一次试验可以让登月舱以无人状态进行登月测试，其中关于登月舱试验的任务有：阿波罗五号、阿波罗九号、阿波罗十号。

执行近地飞行测试任务的阿波罗五号登月舱

阿波罗五号：登月舱进入近地轨道，首次无人驾驶飞行，旨在验证设计的正确性，以及登月舱的载人技术测试；

阿波罗九号：包含服务舱、指令舱、登月舱的阿波罗飞船完整构型在近地轨道进行载人测试；

执行近地飞行任务测试的阿波罗九号飞船

阿波罗十号：没有着陆月球，但相对完整的登月任务测试。

无法登月的阿波罗十号登月舱

可以看到，在阿波罗十一号正式载人登月之前没有一次登月测试。

阿波罗九号与阿波罗十号一样，都是完整的登月飞船，所不同的是，阿波罗九号的轨道是环绕地球飞行的近地轨道，阿波罗十号则是进入到了环月轨道。

阿波罗十号任务验证了载人模块与登月舱之间的环月轨道交会对接技术，最重要的测试是搭载两名宇航员（托马斯·帕滕·斯塔福德、尤金·安德鲁·塞尔南）的登月舱到达了距离月面14.4公里处，在下降过程中拍摄了阿波罗11号任务的着陆区域。

阿波罗十号登月舱宇航员在距离月面约15公里处拍摄的阿波罗十一号预选着陆区

任务团队为了防止阿波罗十号登月舱宇航员冒险登月，刻意缩减了登月舱的燃料加注量，在这种情况下如果宇航员冒险登月，那么他们将无法返回地球。

要通过以生命为要挟的特殊措施，迫使宇航员不执行某种主观操作，当年阿波罗登月计划的管理能力由此可见一斑。

成功登月的阿波罗十一号飞船鹰号登月舱与宇航员

为什么阿波罗十一号之前没有一次关于登月舱的登月测试？

根本原因是当时人类并不掌握高可靠高安全的自主登月技术，在阿波罗计划之前的确也有无人探测器登月，比如美国的勘测者计划，但这些无人着陆器并不具备障碍识别与障碍规避功能，只能选择大片开阔平台区域基于设计弹道着陆，能否成功完全靠运气。

勘测者计划总共有7次飞行任务，其中有2次失败，成功率仅有71%，还有一次差点失败的勘测者三号，它因为月面高反射率的岩石迷惑了下降雷达，着陆器下降发动机没有在指定时间关机，导致着陆月面后弹跳了两次。

险些登月失败的勘测者三号探测器，照片由阿波罗12号登月宇航员拍摄。

载人航天人命关天，哪怕有百分之一的任务风险也不能无视这种风险，何况当时无人登月的失败率高达29%，这就是当时阿波罗十号不能进行无人登月测试的原因。

探测器不具备障碍识别与自主规避功能并不是阿波罗登月计划的障碍，因为这项计划是载人计划，宇航员可以直接目视识别障碍物并操控登月舱规避障碍物。

阿姆斯特朗驾驶月球着陆研究飞行器进行地面飞行测试

有人觉得这可能有点难为宇航员，但实际上航天器手控交会对接的难度要比手控航天器登月难得多，而航天器手控交会对接技术时至今日依旧是载人航天任务的标配能力，哪怕是像天舟这样的无人货运飞船，在与空间站对接时，航天员也必须在空间站内进行手控遥操作对接备份。

天舟货运飞船手控遥操作对接在轨试验任务画面

在任何时候，都不要低估人的作用，即便是现在，大多数人工智能技术其实都远远赶不上人类，何况是半个世纪前。阿波罗登月计划的难点是载人，但优势同样是载人。

阿波罗12号宇航员与勘测者3号探测器合影，在宇航员的操控下，阿波罗12号甚至具备了定点着陆能力。

半个世纪后的中国载人登月工程与阿波罗计划时代相比，技术条件有了很大的不同，这也为我们实施更为完整的登月测试奠定了基础。

尤其是九年多前，嫦娥三号无人探测器成功登月，首次终结了人类无人探测器盲降月球的历史，该探测器具备自主避障着陆功能。

惯性导航测量单元、微波测距测速、激光测距等敏感器可以为嫦娥系列着陆器在登月过程中提供精确的速度、距离、姿态等数据信息，进而控制探测器始终飞行在正确的下降轨道上，首创粗避障与精避障的接力避障技术，尤其是精避障阶段发挥关键作用的激光三维成像敏感器，它可获取的着陆区高精度三维图像，7500N变推力发动机可以实现探测器在月面上空百米高度悬停，一大批关键技术装备的攻克，使得我们最终掌握了无人探测器的全月面到达能力。

嫦娥三号登月之主减速段实拍画面

成功登月的嫦娥三号着陆器

上述技术在此前探月工程的实践中创造了嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号三次登月三战三捷的100%成功率，接下来这些技术也必将在载人登月工程中发挥关键作用。

正如载人航天工程副总师张海联说的那样，（中国）月面着陆器也具有自主控制飞行能力。

中国月面着陆器在具备自主控制飞行能力的基础上，也会备份航天员手动驾驶月面着陆器进行着陆的“手控着陆备份”的功能。基于这些方案设计，中国载人登月的可靠性与安全性将大幅度领先于阿波罗登月飞船，这是必然的。

嫦娥系列着陆器皆具备百米高度悬停、激光三维成像敏感器获得着陆区高精度三维图像、选取安全着陆点功能。

我国载人登月工程的试验飞行次数不会比阿波罗计划多，因为后者毕竟是人类航天探索的早期阶段，很多技术与产品都需要飞行测试。

我们已经有嫦娥探月工程的丰富实践，许多技术都已经得到了工程验证，比如嫦娥五号月球采样返回任务的十一个关键动作，就被认为是载人登月任务的预演，该任务不仅突破了探测器月面发射起飞技术，还在世界范围内首次掌握了在地外天体轨道的无人交会对接技术，此项技术的突破也将是我国载人登月工程的加分项。

嫦娥五号探测器

嫦娥五号上升器月面起飞

嫦娥五号环月轨道无人交会对接

中国载人登月任务具体而言，就是用两枚CZ-10火箭，先后发射月面着陆器与载人飞船，两器在环月轨道对接，登月航天员由载人飞船进入月面着陆器登月。

月面着陆器由推进舱与登月舱组成，推进舱是一个比较显著的创新，在搭乘CZ-10火箭发射进入地月转移轨道并接近月球时，推进舱需要承担月面着陆器的近月制动任务。

CZ-10火箭到2027年具备首飞条件

CZ-10火箭的七机并联结构试制件

在实施载人登月任务时，推进舱还将承担登月舱的大部分的动力减速任务，从而节省登月舱在着陆过程中的燃料消耗，推进舱会在着陆月面之前分离抛弃，而后登月舱独自载人登月，登月舱自身既是着陆器也是搭载航天员自月面起飞的上升器。

月面着陆器（模型）

现在，我们知道月面着陆器将执行不搭载航天员的无人登月测试，据笔者推测，不载人的月面着陆器也可能与载人飞船联合执行登月测试，从而测试全过程登月动作。

执行载人登月任务的新一代载人飞船（模型）

参与测试的月面着陆器虽然不载人，但这么大的航天器登月，毫无疑问也是一次高价值飞行任务，如果不进行科学载荷搭载实验就是浪费资源了。

根据公告显示，我国不载人的月面着陆器总计有260公斤的搭载能力，相当于4个成年人的体重，月面着陆器的实际载人员额是两人，多出来的重量在正式的载人登月任务中还要用来搭载月面航天服、各类消耗物资。

载人登月于我们而言曾经是多么遥不可及的目标，然而在载人航天工程、探月工程稳扎稳打步步为营的推进下，如今的载人登月于我们而言是水到渠成，贯穿始终的一个关键词就是“可持续发展”，任何大科技工程的推进如果脱离了可持续发展，那就势必会重蹈阿波罗登月计划的覆辙，所幸的是真理掌握在我们手中。