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天舟落月:货运飞船变身月球基地
送交者: BC_Vancouver 2021月06月03日22:13:55 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话
回  答: 中国载人中继登月 BC_Vancouver 于 2021-06-03 22:11:17

在讨论载人中继登月的时候,开了个脑洞:抱着复用的原则,对绕月空间站补给任务完成后的货运飞船都不能浪费,可以让它降落到月面上作为月球基地的增压舱。

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这样,航天员在月面上的活动时间就可以大大延长,而不会受到往返登月舱上所带氧气,食品和能源的限制。

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条件如下:A)建月球基地要有增压仓,B)增压仓要软着陆在月面。货运飞船作为增压仓是现成的,满足条件A,不会不利用。条件B的困难程度要比地球上回收火箭一级要容易(当然也比火星上更容易),所要做的也就是:1)用足够大的发动机;2)装着陆支架。

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问题1:要多大的发动机?

天舟货船现有4台490N的轨控发动机,共有推力4*490=1960N。这对近地轨道来说是够了,但是要被月球捕获进入月球轨道肯定不够。所以天舟要成为绕月空间站的货船,本来就必须换大发动机。参考嫦娥三号4吨不到一点的总质量,用了一台7500牛变推力发动机。假设嫦娥版天舟离轨落月前质量近8吨(含足够推进剂),那么两台7500牛变推力发动机就应该够了。除此之外,天舟还有32台25N、120N、150N三种不同推力量级的姿控发动机,可供调姿和平移。由于货船尾部垂直向下软着陆,姿控发动机后向喷管还能提供约1000N的额外推力。

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问题2:如何装着陆支架?

考虑到着陆支架必须十分强壮稳定,可以在地面上装好占地较小的基座机构等,再在月轨上加装展开的“腿脚”。离轨着月前,航天员需要把天舟的太阳能帆板收拢固定好。

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最后的问题是如何进出?

降落后天舟的对接口向上。往返登月舱上也有对接口(平时和空间站对接),在月球上可以向下和天舟对接(可将发动机方向转180度)。这样就必须保证天舟必须完全垂直。为此,首批航天员不进入天舟、而会降落月面,对天舟的着陆支架进行调整。并且他们会打开和支撑天舟上的太阳能帆板,让其重获电源。后续航天员则驾驶登月舱直接和天舟垂直对接,通过接口通道用软梯进入天舟。天舟里面的结构稍加改造,就可分为上下几层。

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天舟除了对接口,在后锥段和柱段都有开口,便于地面组装时人员和仪器进出。

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在后锥段的开口可以改装成一个迷你气闸舱,外部事先吊挂一件太空衣。在一名航天员的协助下,另一名航天员穿进太空衣、然后被吊放到月面出舱活动。回来的过程相反,出舱航天员将太空衣挂到吊具上、被提升到舱口,密封加压后,从太空衣中金蝉脱壳。

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将来有更好的条件时,还可以将天舟放平在月面(比如将一个腿拆掉,倒下时用绳子拉住以及气垫缓冲;或者用起重设备,将货舱与推进舱直接分离)。这样可以用月壤掩埋,抵御太阳风。

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此时柱段上的开口可装通道和其它月面舱连接。通道中心节点处还有气闸舱,用来让航天员到月面上活动。

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