载人登月一般要过以下几道关键的“关卡”:1. 强大的运载火箭关:需要有大推力的运载火箭,能够将重量较大的载人飞船、月面着陆器等有效载荷送入地月转移轨道。例如,我国嫦娥五号探测器质量达8.2吨,而载人登月航天器重量会超过15吨,这对火箭的运载能力和安全性提出了极高要求。2. 精确的轨道控制关: 进入轨道:火箭要将探测器准确送入合适的轨道,若火箭能力不足,探测器需自行变轨,这会消耗更多燃料和时间。 奔向月球:在奔月途中,探测器的初始入轨误差会不断累积,需要每隔一段时间进行一次轨道机动,以消除轨道偏差,确保飞行在正确轨道上。 环绕月球:探测器到达近月点后,需要进行近月制动,把速度从约2.5km/s降到1.7km/s左右,以便被月球引力捕获,进入环月轨道。3. 轨道交会对接关:飞船和月面着陆器要在环月轨道实现交会对接,这需要精确计算和控制两者的飞行轨迹,以及精确测算彼此的位置和速度。同时,还需要与地面控制中心进行高效通信,以实现实时指导和纠正。若对接失败,宇航员可能无法进入月面着陆器,从而无法完成登月任务。4. 月面软着陆关:月球没有大气层,飞船减速只能依靠制动发动机。载人登月舱重量大,需要开展充分的技术验证,选择合适的缓冲方式、缓冲材料,优化参数,确保安全降落月面。同时,还需要精密的软着陆控制技术,确保登月舱降落到预定区域,避开障碍物。5. 月面作业关:航天员在月球表面活动,需要面对低重力、灰尘、高辐射和300多度昼夜温差的极端环境。登月航天服要为航天员提供环境控制和生命支持,同时满足可活动性、灵活性和功效性要求,并且工作时间要长,安全可靠性要高。6. 月面起飞关:月表起飞条件简陋,没有发射塔支持系统,而且着陆器不一定降落得四平八稳,可能在斜坡上。这就要求登月舱在着陆时尽量准确降落在平坦区域,同时上升舱具有自适应调整能力,能够准确进入交会轨道,与环月轨道上的飞船对接。7. 返回地球关:返回舱返回时,将以接近第二宇宙速度进入地球大气层,会产生大量热量,需要有可靠的热防护系统。同时,返回舱的再入攻角和再入轨道必须非常精确,使航天员能在指定区域准确降落,否则可能会被弹出大气层,或降落到危险区域。
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