中美印3國衛(wèi)星圖都有了，阿波羅登月還是假？嫦娥六號亮出3大絕活

最近一段時間關(guān)于美國登月造假的話題又熱鬧了起來，這次主要是緣于前不久央視的嫦娥六號發(fā)射直播節(jié)目上的一段對話：

主持人勞春燕：請教一下裴總，我們知道嫦娥四號也是落在了南極-艾特肯盆地，然后這一次嫦娥六號從大的范圍來講的話，也是南極-艾特肯盆地，但是其實位置還是不一樣的。

嫦娥八號總設(shè)計師裴照宇：沒有找到那個，阿波羅盆地，那個，那個……

阿波羅15號

熱心的網(wǎng)友關(guān)注到了這個片段，然后就此再次引爆阿波羅登月造假的相關(guān)話題。但是，我們還是要實事求是地看這段對話。

此類直播節(jié)目主要是以聊天形式進(jìn)行，但即便如此，裴照宇總師的措辭還是準(zhǔn)確的，人家說的是“阿波羅盆地”，而不是什么阿波羅登月遺跡之類的話。

“阿波羅盆地”也正是嫦娥六號的落點區(qū)域，關(guān)于這個消息此前有很多官方報道，比如中國航天報。

位于月球背面南極-艾特肯盆地內(nèi)的阿波羅盆地

阿波羅盆地并不是美國阿波羅登月計劃的登陸區(qū)域，該盆地是為了紀(jì)念阿波羅登月計劃于1970年被命名為“阿波羅盆地”，月球盆地大多是小型天體撞擊形成，因此也被稱為撞擊坑。

月球地名的命名除了發(fā)揮標(biāo)記作用，更多的是承載科學(xué)文化的內(nèi)涵，比如六十四年前蘇聯(lián)科學(xué)家尼古拉·巴甫洛維奇·巴拉巴舍夫在其編制的月球背面圖集中首次出現(xiàn)了以中國古代科學(xué)家祖沖之命名的撞擊坑。

祖沖之撞擊坑

話又說回來，在阿波羅登月的時代，美國也沒有能力在月球背面登陸，因為那一時期人類還沒有掌握月球背面中繼通信技術(shù)，因此地處月背的阿波羅盆地當(dāng)然也就與具體實施的阿波羅登月計劃無關(guān)。

代表人類首次著陸于月球背面的探測器是中國的嫦娥四號，而第二次月球背面軟著陸任務(wù)的殊榮也將花落嫦娥六號。

服務(wù)嫦娥四號任務(wù)的鵲橋號中繼星的月背中繼通信示意圖

登陸月球背面的嫦娥四號著陸器

阿波羅登月計劃是我國成千上萬航天科技工作者與官方科研機構(gòu)所公認(rèn)的事實，我國嫦娥二號、美國LRO月球勘測軌道飛行器、印度月船二號軌道器均拍到了阿波羅登月活動遺跡，不久的將來我國嫦娥七號還將配置更高分辨率的月球高分相機，屆時還將持續(xù)拍攝。

印度月船二號軌道器對阿波羅11號登月艙成像

美國LRO月球勘測軌道飛行器拍攝的阿波羅12號登月遺跡

我們的大國自信根本也不需要建立在虛假敘事的基礎(chǔ)上，因為在21世紀(jì)新一輪的登月博弈中，中國必將勝出，我們完全有這個自信與實力，而NASA為世界烙下的航天鋼印也必將被我們擊碎。

經(jīng)由長征五號遙八火箭發(fā)射入軌后，嫦娥六號經(jīng)過約5天的長途跋涉抵達(dá)繞月軌道，后續(xù)又陸續(xù)進(jìn)行了多次近月制動，目前正運行在距離月面約200公里的逆行圓軌道上。

嫦娥六號探測器實物照

經(jīng)過3次近月制動，嫦娥六號抵達(dá)繞月目標(biāo)軌道。

此次任務(wù)是繼嫦娥五號之后，時隔近3年，嫦娥探月工程的再出發(fā)。短短3年間，世界深空探測領(lǐng)域發(fā)生了一系列深刻變化。

首先是美國火星采樣返回任務(wù)，由于原有任務(wù)方案預(yù)算投入超出其承受能力，不得不推倒重來，以致于其樣本返回時間將從2030年代推遲至2040年代。

美國火星樣本返回計劃效果圖

反觀中國，在天問一號探測器史無前例地通過一次任務(wù)完成繞落巡火星三步任務(wù)后，我們自然而然地鎖定在2030年前后實施火星采樣返回任務(wù)，目前已經(jīng)著手建設(shè)全球第一個火星樣本實驗室。

天問一號環(huán)繞器繞火星運行

天問一號著陸巡視器降落火星

祝融號火星車巡視火星表面

我國火星采樣返回計劃任務(wù)

再就是美國的阿爾忒彌斯載人登月計劃，目前該計劃首次載人登月時間表已經(jīng)推遲至2027年，考慮到作為登月器的星艦的研制進(jìn)度遲緩、星艦在軌大容量燃料多次補加、登月宇航服研制等一系列工作的拖沓，該計劃最早實施載人登月時間不會早于2030年。

美國載人重返月球計劃已經(jīng)大幅延期

再反觀中國，我國載人登月計劃已經(jīng)鎖定2030年前實施，夢舟號載人飛船、攬月號載人著陸器、長征十號火箭、登月航天服等裝備均進(jìn)入初樣研制階段，各項研制工作順利推進(jìn)，在科學(xué)規(guī)劃與國家意志的有力推進(jìn)條件支持下，我們將如期實現(xiàn)既定目標(biāo)。

這意味著，不僅新一輪載人登月美國將落后于中國，難度比肩載人登月乃至超越載人登月的火星采樣返回任務(wù)，美國也將落后于中國。

一步跟不上，步步跟不上，這對于向來在航天領(lǐng)域一騎絕塵的美國而言，是很難接受的現(xiàn)實。

如果說載人登月、火星采樣返回還是將來時，那么嫦娥六號則是正在進(jìn)行時，此次任務(wù)是繼嫦娥四號之后我國以月球背面為目標(biāo)的第二次任務(wù)，談及至此不免想到前不久NASA負(fù)責(zé)人比爾·尼爾森鬧的笑話，他在被質(zhì)問中國探測月背美國又做了什么時說，月球背面永遠(yuǎn)都是黑暗的，美國人不打算去那里，不知道中國人為什么要去。

NASA負(fù)責(zé)人比爾·尼爾森

月球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)

比爾·尼爾森作為NASA的負(fù)責(zé)人連最基礎(chǔ)的地月系運動原理都不知道，很難想象他可以領(lǐng)導(dǎo)美國航天完成什么偉業(yè)。

這是在眼紅中國月背探測成就，而更讓NASA破防的是嫦娥六號的強大能力，具體可以體現(xiàn)在3個動作上：

第一個動作：全月面到達(dá)

5年前，嫦娥四號代表人類首次實現(xiàn)月球背面軟著陸，在此次登月任務(wù)中探測器需要克服上萬米的地形起伏高差，嫦娥四號需要在7000米高空以垂直姿態(tài)下降，此次任務(wù)的成功實施標(biāo)志著我們具備了基于科學(xué)探測需求在月球表面任意選擇著陸區(qū)的全月面到達(dá)能力。

為了避免撞山，嫦娥四號必須以定點跳傘的方式從高出垂直下降。

嫦娥四號著陸航跡下方地形的萬米高差

嫦娥五號、嫦娥六號的登月技術(shù)框架雖然也脫胎于嫦娥四號，理論上也具備全月面到達(dá)能力，但畢竟嫦娥五號、嫦娥六號的著陸部分結(jié)構(gòu)與設(shè)計與嫦娥四號相比還是發(fā)生了相當(dāng)大的變化。

比如嫦娥四號是以著陸器為主進(jìn)行設(shè)計，嫦娥五號、嫦娥六號則是著陸器與上升器組合體登月，登月控制計算機配置在上升器內(nèi)，兩器共用一套計算機，如此設(shè)計是為了降低兩器組合體的重量，也便于上升器執(zhí)行月面起飛任務(wù)，這樣一來嫦娥六號就將驗證基于地月空間往返能力的全月面到達(dá)能力。

嫦娥六號的著陸器與上升器雖然承擔(dān)不同的任務(wù)，但卻是一體化設(shè)計。圖為兩器組合體接受熱真空測試。

此項能力對于由我國主導(dǎo)的國際月球科研站而言也是至關(guān)重要，該科研站雖然是以月球南極為中心，但并不會局限于某一區(qū)域、某一個站點，它將是著眼整個月球探測與應(yīng)用需求的多站點設(shè)計，科學(xué)家對月球表面哪個位置有興趣，或者哪個位置有豐富的礦藏，我們的探測器就能降落在那里，并將那里的樣本帶回來。

由我國主導(dǎo)建設(shè)的國際月球科研站

全月面到達(dá)能力正是當(dāng)今世界其它國家尤其是美國探測器所不具備的核心技術(shù)能力之一，此項能力是基于機器視覺理念設(shè)計，需要微波測距測速敏感器、激光測距測速敏感器、激光三維成像敏感器等一系列精密的外部環(huán)境感知設(shè)備，以及容錯率高的控制算法，突破功能設(shè)計之后還需要大量的登月任務(wù)驗證其可靠性與成熟度。

嫦娥四號懸停成像選擇的安全著陸點

反觀美國前不久進(jìn)行的奧德修斯登月任務(wù)，竟然在著陸末段摔斷腿，別說全月面到達(dá)，先解決在月球正面安全落月的問題再說吧。

美國奧德修斯著陸器摔斷腿

歷史上，阿波羅登月計劃是基于宇航員的操控才能實現(xiàn)在著陸末段的避障飛行。

阿波羅11號登月，由宇航員操控登月艙規(guī)避大型撞擊坑。

而更早以前的美國無人探測器的登月任務(wù)則是盲降登月，所謂盲降等于就是選擇大片開闊平坦區(qū)域著陸，因此在新世紀(jì)，無人探測器的自主避障登月對于美國而言則是全新的技術(shù)課題。

在人類探月歷史上，首開無人探測器自主避障登月先河的是中國的嫦娥三號探測器，在此之前包括美蘇在內(nèi)的無人探測器均為盲降登月。

嫦娥三號懸停成像選擇安全著陸點

嫦娥三號選定安全著陸點后的避障機動飛行

玉兔號月球車拍攝，著陸月球正面虹灣預(yù)選著陸區(qū)的嫦娥三號著陸器

第二個動作：無人月球軌道交會對接。

人類此前只在阿波羅登月任務(wù)中應(yīng)用過環(huán)月軌道交會對接技術(shù)，但那是基于手控交會對接技術(shù)實現(xiàn)。

阿波羅17號任務(wù)中準(zhǔn)備手控交會對接的登月艙上升段

蘇聯(lián)雖然也有月球無人采樣返回任務(wù)，然而他們避重就輕，對于月軌對接技術(shù)需求選擇了逃避，直接從月面起飛返回地球，也正因為逃避月軌對接技術(shù)，所以他們的三次月球采樣返回任務(wù)所獲取的月壤樣本總量還不及我們嫦娥五號的一次采樣量。

通常近地軌道航天器交會對接有地面測控網(wǎng)、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的支持，而在月球軌道所能提供的支持資源非常有限，需要依靠探測器自主實現(xiàn)交會對接。

當(dāng)嫦娥六號完成月面采樣作業(yè)后，上升器自月面起飛，它的起飛操作是完全自動化的，不像地球發(fā)射火箭還有零號指揮員按下點火按鈕，而是事先將點火時間信息注入控制單元，時間一到自動點火升空，所以即便是在月球我們也能實現(xiàn)零窗口發(fā)射。

嫦娥五號上升器月面起飛實拍組圖

要知道月球零窗口要求比地球更苛刻，在地球火箭錯過發(fā)射窗口大不了就是泄出推進(jìn)劑，火箭撤回廠房，而在月球如果錯過發(fā)射窗口就意味著失敗，因為嫦娥六號不具備月夜生存能力，必須在第一個月晝進(jìn)行月面起飛，而且要在軌道平面約束下實現(xiàn)定時定點發(fā)射。

受限于月面坡度，嫦娥六號上升器點火起飛后會沿著由月面坡度造成的夾角飛行一段時間，然后在GNC系統(tǒng)控制下轉(zhuǎn)為垂直向上飛行，到達(dá)一定高度后就會像地球發(fā)射的運載火箭一樣進(jìn)行程序轉(zhuǎn)彎。

上升器程序轉(zhuǎn)彎

如何實施地外天體探測器的無人交會對接？在嫦娥五號之前沒有前例可循，只能靠我國科學(xué)家們的原始創(chuàng)新。

在實施交會對接任務(wù)之前，我們在地球部署的三座深空測控站會對攜帶月球樣本的上升器與在環(huán)月軌道等待的軌道器與返回器組合體進(jìn)行精確測定軌，兩器知道自身的精確空間位置，那么接下來的交會對接就可以有的放矢了。

佳木斯深空測控站

之后兩器將使用交會對接微波雷達(dá)進(jìn)行四次遠(yuǎn)程導(dǎo)引，當(dāng)兩器距離接近250米時，激光交會對接敏感器將精確導(dǎo)引兩器交會。

月球軌道近距離交會，軌返組合體看上升器。（畫面有加速，實際沒這么快。）

由于上升器對重量的約束極大，所以自身能夠攜帶的交會對接設(shè)備以及推進(jìn)劑都是有限的，因此重量較輕的上升器在月球軌道對接任務(wù)中扮演的是被追蹤的“目標(biāo)器”，在環(huán)月軌道等待的重量更大的軌道器與返回器組合體則是“追蹤器”，以大撞小，意味著對接機構(gòu)要能夠適應(yīng)這種強撞擊任務(wù)，如果用神舟飛船那種周邊式對接裝置，先拋開對接裝置重量不談，也會被撞壞，因此我們從嫦娥五號任務(wù)開始科研人員就創(chuàng)新研制了“抱爪機構(gòu)”。

抱爪式對接裝置

軌返組合體利用抱爪機構(gòu)抓住上升器，從嫦娥五號月軌對接視頻中可以看到，當(dāng)兩器接觸時產(chǎn)生了比較強烈的撞擊震動，上升器有脫離的動作傾向，而此時它已經(jīng)在抱爪機構(gòu)的約束之下，隨著抱爪的鎖緊，上升器也被軌返組合體牢牢地攬入懷中。

有一點需要明確一下，中國是當(dāng)前全球唯一擁有地外天體軌道無人自主交會對接技術(shù)，并成功進(jìn)行工程應(yīng)用的國家。

嫦娥五號、嫦娥六號應(yīng)用的地外天體自主交會對接技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展成果，也將直接用于我國的首次火星采樣返回任務(wù)，這也是我們敢于在2030年前后實施此項任務(wù)的底氣所在，對此美國方面則只有羨慕的份。

第三個動作：能夠指哪落哪的“自適應(yīng)預(yù)測校正制導(dǎo)技術(shù)”

完成交會對接后上升器內(nèi)的樣品初級封裝容器將在棘爪式轉(zhuǎn)移機構(gòu)的作用下轉(zhuǎn)移至返回器內(nèi)完成最終封裝，之后分離上升器，軌返組合體待返回窗口到來后進(jìn)入月地返回軌道，距離地球約5000公里時軌道器分離返回器，之后就將用到另一項獨門絕技——自適應(yīng)預(yù)測校正制導(dǎo)技術(shù)。

嫦娥五號軌道器分離返回器實拍

返回器是基于高速半彈道跳躍式再入返回技術(shù)，第一次再入大氣層利用氣動阻力進(jìn)行減速，然后再次進(jìn)入太空進(jìn)而進(jìn)行第二次再入大氣層，此時返回器的速度將與近地軌道航天器再入大氣層一樣。

兩次再入大氣層還要確保落點精確，這是怎么辦到的？辦法就是我國科學(xué)家獨創(chuàng)的自適應(yīng)預(yù)測校正制導(dǎo)技術(shù)，它能夠根據(jù)再入過程中的各種干擾進(jìn)行航向持續(xù)修正，最終確保在精確的空間位置與時間點上進(jìn)行開傘，確保了開傘點的精確度就能保證精確的落點位置控制。

此項技術(shù)我們早已不是首次應(yīng)用，早在九年前的嫦娥五號T1試驗器任務(wù)中就已經(jīng)應(yīng)用，此后又在神舟載人飛船中大量應(yīng)用，不僅在地月系任務(wù)中應(yīng)用，甚至用到了火星上，我國首個火星登陸任務(wù)中天問一號探測器也應(yīng)用了此項技術(shù)。這項技術(shù)也不局限于科學(xué)探測，諸多東風(fēng)快遞、高超音速武器也皆有應(yīng)用。

為什么我國一系列高難度深空探測任務(wù)首次就能成功，靠的不是運氣，而是扎扎實實的技術(shù)積累。

反觀美國方面，其應(yīng)用于阿爾忒彌斯載人登月計劃的獵戶座載人飛船大量應(yīng)用了阿波羅登月飛船的技術(shù)，由于年代久遠(yuǎn)過去的供應(yīng)鏈、人才隊伍早已不復(fù)存在，所以吃老本都吃不利索。

美國獵戶座飛船返回艙防熱大底隔熱材料大面積缺失

前不久就曝光了獵戶座飛船防熱大底出現(xiàn)隔熱材料脫落的致命故障，之所以說這問題致命，是因為此種量級的脫落勢必升高返回艙內(nèi)部溫度，如果載人后果不堪設(shè)想。

全月面到達(dá)、地外天體自動交會對接、自適應(yīng)預(yù)測校正制導(dǎo)只是嫦娥系列月球采樣返回探測器所表現(xiàn)出的最具代表性的技術(shù)成果，除此之外還有很多獨創(chuàng)性技術(shù)成果，這些成果必將在我國未來的深空探測任務(wù)中大放異彩。

中國載人登月的兩大關(guān)鍵裝備：夢舟號載人飛船與攬月號著陸器

話說，2030年實施載人登月任務(wù)之前，在月球領(lǐng)域，我們還將實施難度更高的嫦娥七號、嫦娥八號任務(wù)，除此之外還有一項重磅任務(wù)值得期待，那就是服務(wù)載人登月任務(wù)的全流程無人登月驗證任務(wù)，夢舟號飛船+攬月號著陸器重達(dá)50噸級的組合體將在地月空間上演更精彩的大戲，來日方長，這場大戲筆者以后再談。