地球都装不下中国航天雄心了,中国官宣打造月球版“北斗导航”


4月24日是中国航天日,中国航天部门披露了许多未来的重大项目,引起了全球的瞩目。中国国家航天局副局长吴艳华在接受媒体采访时表示,中国将率先建设一个小型的月球中继通信和导航系统,为未来在月球表面的探索活动提供通信和导航服务。这个小星座的首次发射可能会在2023年或2024年进行,并且中国欢迎世界各国来共同建造它。

由处于拉格朗日2点上的鹊桥中继卫星拍摄的地月同框照片

这个通信中继和导航星座的最直接用途将是支持嫦娥六号采样返回任务和嫦娥七号月球着陆任务。嫦娥七号任务包括一个轨道器、一个着陆器、一辆探测车和一个小型跳跃式航天器,用于调查隐藏在月球陨石坑中的水冰。吴艳华在国家航天日的活动上表示,嫦娥六号可能在2024年或2025年发射。不久前,嫦娥七号任务已被宣布计划在同一时间段发射,可能会在嫦娥六号之前发射。

嫦娥六号和嫦娥七号预计都将在月球南极附近着陆。虽然我国有一颗中继卫星位于地月拉格朗日2点周围的环形轨道上,用于与月球背面的嫦娥四号着陆器和玉兔二号漫游车进行通信,但需要另一条轨道来加强通信,并且便于在地球和月球南极之间传输更多数据。

另外还有嫦娥八号任务。嫦娥八号是为探索月球资源利用方法和在月球表面进行3D打印技术测试而设计的。这个项目是我国与俄罗斯合作进行的,作为研发未来的国际月球研究站的先导项目。国际月球研究站项目将在2030-2035年间在月球上建造永久性的自动运行的基地设施,建成之后将能够容纳人类长期停留。

未来的月球基地想象图

中国将要建造的月球通信和导航星座引起了国外航天机构的广泛关注,尤其是欧空局的关注。因为欧空局也有类似的项目,但仍然停留在PPT上。作为世界几大航天机构之一的欧空局在载人航天上缺乏自主性,只能给美国航天局打下手。美国航天局未来载人登月的阿尔忒弥斯计划也需要月球通信和导航星座,这件工作就计划由欧空局来完成。但是从目前看,欧空局的月球通信和导航星座不太可能在2025年之前发射。

目前世界上只有三个国家宣布了载人登月项目,那就是美国领导的阿尔忒弥斯计划,中国提出的在2030年实现的载人登月计划,以及印度提出的载人登月计划。但是由于印度连基本的近地轨道载人航天技术都不具备,实现载人登月还差得远,因此世界舆论普遍认为中美两国才是这轮载人登月竞赛的主角。

未来的国际月球研究站的规划设想

当然,我国的月球通信和导航星座仍然在规划中,未来有多种可能性。比如一个选项是使用月球倾斜椭圆形轨道,距月球表面300公里到8600公里,倾角为54.8度。这个轨道能让地球和月球南极之间的通信链路在大约12小时的轨道周期内保持畅通8个多小时。目前人类还从未使用过这个轨道,因此有外国学者认为,中国可能会利用嫦娥五号的轨道器测试这个新轨道。嫦娥五号在2020年末向地球运送了月球样本后,轨道器飞往了日地拉格朗日1点,然后在2021晚些时候返回了地月系统。

据国外的业余卫星跟踪爱好者称,这个轨道器目前处于月球的远逆行轨道(DRO)。中国学者发表的一些论文也表明,中国正在考虑在通信和导航架构中采用两种不同的轨道体制组合,包括在月球的远逆行轨道中的卫星。中国第一颗月球中继卫星可能使用专门的火箭发射,或者与嫦娥七号航天器一起分发射。它的发射将预示着我国载人登月激动人心的时代的到来。