中国什么时候登月球(中国第一次登上月球的是什么时候)

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导读
千里之行，始于足下。冲出地球，移民宇宙，奔向星辰大海，从载人登月开始！
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本视频发布于2021年9月21日，观看量已超11.8万
精彩再现：
中国将在什么时候登月？
当然，有时我们会说中国已经登月了，这指的是无人的月球探测器。2013年12月14日，“嫦娥三号”成功登陆月面，然后开出了月球巡视车“玉兔号”。

嫦娥三号
2019年1月3日，“嫦娥四号”在月球背面着陆，成为人类第一个登上月球背面的探测器，然后开出了“玉兔二号”月球车。

嫦娥四号着陆器和月球车互拍
2020年12月1日，“嫦娥五号”在月球正面着陆，然后在月球取样封装，17日带着1731克样品返回地球。这是人类自1976年苏联的“月球24号”以来，第一次从月球取回样品。

嫦娥五号月球取样返回流程
无人登月肯定比有人登月容易，但也绝不是轻而易举的。比如说，印度就没登上去。它2019年尝试的“月船二号”以失败告终，软着陆变成了硬着陆（《印度落月失败：从“画扇面”到“小目标” | 袁岚峰》）。

月船二号碎片区
但印度敢尝试就是值得赞扬的，日本和欧洲还从来没尝试过在月球软着陆呢。百度百科的“登陆月球”词条列出了一个表，“重要的登月活动”（https://baike.baidu.com/item/登陆月球/10479062#3），其中你会看到，日本和欧洲各自只做过一次对月球的撞击。

重要的登月活动
到目前为止，无人登月成功的只有苏美中三国。实际上，最先无人登月的是苏联的“月球9号”，在1966年。这比美国的阿波罗计划载人登月还早3年，但知名度就远远不如了。显然，载人登月比无人登月的新闻价值高得多。
所以当中国已经积累了这么多次无人登月的经验之后，我们很自然就会问：中国什么时候载人登月？
标准的回答是：还没有计划。虽然航天爱好者们有各种各样的讨论，但中国官方从来没有宣布过载人登月的项目立项，所以这些讨论都只是猜测而已。我在和航天专家朋友如中国科学院国家空间科学中心的周炳红、刘勇等诸位老师们对话的时候，他们也屡次谈到了这一点，中国还没有计划载人登月，更没有计划载人登火星（《建基地、装镜子、炸两极……这些改造火星的方法靠谱吗？| 科技袁人》）。
然而，最近有新的消息了！这不是官方宣布，但仍然很值得告诉大家。2021年8月29日，龙乐豪院士做了一个科普报告，里面明确说我国打算在2030年前后载人登月！（《中国工程院院士龙乐豪表示：我国将在2030年前后实现载人登月》）
龙乐豪院士是谁？他是中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师，曾任国家首次月球探测工程副总设计师，主持了长征三号甲运载火箭的研制等等。因此，他讲的关于登月的信息可信度是非常高的。说到底，国家计划不就是这些专家制定的吗？

中国工程院网站对龙乐豪院士的介绍（https://www.cae.cn/cae/html/main/colys/90803958.html）
还有一点有趣的是，龙乐豪院士这个报告是讲给全国的青少年听的，它是第35届全国青少年科技创新大赛的一个科学家讲座活动（https://castic.cyscc.org/35/lectures/lecture1.html）。因此，虽然不是官宣，但也不会是信口开河，这个决定应该是经过深思熟虑的。过一段时间，我们可能就会听到正式的宣布，到时本文的读者会十分高兴走在了时间前面。
下面，我们来集中介绍技术问题：中国将如何载人登月？
龙乐豪没有详细说。这个讲座叫做《长征火箭与中国航天》，内容从中国航天的过去、现在到未来无所不包，时间却只有20分钟，所以许多题材来不及展开。但是，他给出了一张图片。这张图片对外行来说只是一闪而过，但内行就能看出很多门道。

中国载人登月流程
最重要的信息有两点：一是要发两枚火箭，二是这种火箭我们差不多已经有了。这种火箭就是长征五号（CZ-5），为了登月需要研制一种新的改进型号，比如说叫做CZ-5DY。

长征五号登月火箭
对于内行来说，知道这两点基本上就够了，后面的流程都是显而易见的。因为美国1969年登月大致就是这个流程（《我们应该如何纪念登月（三）带我去月球 | 袁岚峰》），2020年中国的嫦娥五号从月球取样返回也大致是这个流程（《美国50年前就能载人登月，中国为什么现在还不行？| 科技袁人》）。

阿波罗计划登月流程
其实航天任务的瓶颈在于火箭的运载能力，有多大运力就能做多少事情。所以可行的流程都是在给定的运力下经过优化的，来来回回可选的也没几种，内行一看就知道是哪一种。
跟阿波罗计划和嫦娥五号相比，2030年登月最大的区别在于要用两枚火箭，而那两个都只用了一枚。阿波罗计划用的是“土星五号”（Saturn V），它能把48.6吨的载荷送入月球轨道，目前仍然是人类发射过的运力最大的火箭（《我们应该如何纪念登月（四）冲出摇篮 | 袁岚峰》）。嫦娥五号用的是长征五号，它能把8.8至9.4吨的载荷送入月球轨道。其实嫦娥五号的质量是8.2吨，它是人类向地外星球发射过的最重的无人探测器，由此可见运送嫦娥五号基本上就是长征五号运力的极限。
9吨对48.6吨，这就是中美登月运力的差别。你看，这个差别还是巨大的，所以怪不得我们要采取两发火箭的方案。一次不够就两次，然后在月球轨道上对接。
周炳红老师告诉我，这个长征五号登月版其实跟长征五号的区别还不小，原来叫做921火箭。它的起飞由21个液氧煤油发动机推动，芯级和两个助推各7个发动机。它的地月转移轨道运载能力大约是土星五号的一半，起飞重量大约是土星五号的2/3。所以有趣的是，这款火箭如果被命名为CZ-5DY，那么它将创造一个新纪录：它是同编号的长征系列火箭中芯级差异最大的。
其实中国还有一款在研制的火箭叫做长征九号（CZ-9），它对标的是当年的土星五号以及苏联的“能源号”火箭（Energia）、美国现在的“太空发射系统”（Space Launch System，简称SLS）以及SpaceX公司的“大猎鹰”火箭（Big Falcon Rocket，简称BFR）。也就是说，长征九号足以实现单发载人登月。我在2019年纪念登月50周年的时候，就介绍过它（《我们应该如何纪念登月（四）冲出摇篮 | 袁岚峰》）。
龙乐豪在讲座中也提到了长征九号，并介绍了技术攻关的进展。不过看起来长征九号还不足以在2030年达到成熟，所以打算先用两发长征五号的方案实现登月。

长征九号

长征九号技术进展
在给定了这些限制条件之后，中国载人登月的流程就一目了然了。

再次仔细看中国载人登月流程
首先，第一枚长征五号登月火箭发射月面着陆器，完成地月转移，进入环月轨道。这个着陆器是没有人的，它在虚位以待航天员的到来。
然后，第二枚长征五号登月火箭发射新一代载人飞船，完成地月转移，进入环月轨道。
然后，载人飞船和月面着陆器在月球轨道上交会对接，两名航天员从飞船爬到着陆器里面。真的是爬，因为对接口是很窄的！
然后，飞船与着陆器分离，着陆器带着两名航天员登陆月球，飞船在月球轨道上等着他们回来。
然后，两名航天员在月球表面工作6个小时。
下面是一个关键问题了：登月的航天员怎么回来？经常有人表示不信美国在1969年登过月（《我们应该如何纪念登月（一）为什么登月阴谋论是荒谬的 | 袁岚峰》），他们的核心问题之一就是这个。他们的典型表述是：我完全相信美国有能力把人送到月球，但我完全不信美国能把人从月球送回地球！所以在他们看来，阿波罗登月是在摄影棚里拍的弥天大谎。
实际上，这是典型的外行思维。月球的重力只有地球的1/6，又没有空气阻力，所以从月球起飞是相当容易的，比从地球起飞容易得多。着陆器里带着燃料，它又分为下降级和上升级。要回来的时候，把下降级作为底座，就可以让上升级发射起飞，下降级抛弃在月球上。
然后，上升级在环月轨道上与等待的飞船对接，航天员从上升级又爬到飞船里面。
然后，上升级与飞船分离。这是因为飞船带的燃料有限，不足以带着上升级回地球，所以把它丢弃，减少载荷。
然后，飞船上的发动机点火，带着航天员回地球。
最后，再入大气层时，飞船把所有能丢的部分全部丢弃，只剩返回舱带着航天员着陆。
基本思想就是“走一路，丢一路”。数一数，一路抛弃了多少东西？先是丢下了两枚火箭，然后着陆器登月时暂时丢下了飞船，着陆器从月球起飞时丢下了下降级，上升级跟飞船对接后又反手丢下了上升级，最后把除飞船返回舱之外的部分全部丢弃。真令人想起那个关于垃圾分类的灵魂之问：请问你是什么垃圾？

你是什么垃圾？
之所以要这样，是因为火箭能达到的最高速度跟燃料质量是对数的关系，而不是正比的关系。也就是说，大量地增加燃料，也只能把运载能力增加一点点。这叫做“齐奥尔科夫斯基公式”，是航天之父、俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基（Konstantin Eduardovich Tsiolkovski，1857-1935）提出来的（《我们应该如何纪念登月（二）航天的基本原理| 袁岚峰》）。因此，我们要在每一步都尽量减少载荷。只要你掌握了这些原理，再复杂的航天活动你也能迅速理解。

齐奥尔科夫斯基

齐奥尔科夫斯基公式
此外，龙乐豪院士在讲座里还提到了我国航天运载器的发展展望，如可重复使用的运载器与核热推进、太阳帆、电磁驱动发射等新概念运载器，都十分令人感兴趣。

研制重复使用运载器

探索新概念运载器
我们可以畅想一下，到2030年，现在的青少年们也许已经有人成为了载人登月项目的骨干。也许，你就是其中之一。
千里之行，始于足下。冲出地球，移民宇宙，奔向星辰大海，从载人登月开始！
扩展阅读：
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我们应该如何纪念登月（二）航天的基本原理| 袁岚峰
我们应该如何纪念登月（三）带我去月球 | 袁岚峰
我们应该如何纪念登月（四）冲出摇篮 | 袁岚峰
背景简介：袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，中国科学技术大学科技传播系副主任，中国科学院科学传播研究中心副主任，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，中国科普作家协会理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。
责任编辑：祝阳