两枚火箭、两次对接,中国载人登月为何不照搬阿波罗单发方案?

2026年10月31日,中国载人航天工程副总设计师、月球探测工程总设计师王翔在第七届载人航天学术大会上揭晓了中国登月的具体路径:两枚长征十号火箭,先后把揽月着陆器和梦舟飞船送入环月轨道,在38万公里外完成对接,两名航天员落月,完事后上升段再对接一次,全员乘飞船返回。

第七届载人航天学术大会主题现场背景板

很多人第一反应是——阿波罗当年一枚土星五号就把人送到了月球,中国为什么要拆成两发、还要对接两次?

答案很简单:不是不想,是现有火箭根本做不到,而硬凑一发巨型火箭的代价远超多数人的想象。

先看硬约束。长征十号是目前中国为载人登月专门研制的火箭,全箭起飞质量约2190吨,地月转移轨道运力不小于27吨。而揽月着陆器和梦舟飞船各重约26吨,两件加起来52吨——单发长征十号一次性送入地月转移轨道,运力差了一半。

国力最强的参照系是土星五号。阿波罗计划用的这枚巨型火箭,早期版本地月转移轨道运力41吨,执行阿波罗15、16、17号任务的后期版本提升到43.5吨。中国现役运力最大的长征五号,地月转移轨道运力仅不低于8.35吨,连长征十号的零头都不到。

也就是说,走阿波罗式单发方案,需要一枚地月转移轨道运力至少52吨的火箭。这是什么概念?长征十号的运力已经比长征五号翻了三倍多,再翻一倍就是又一个量级。

一枚这样的火箭意味着从发动机到箭体结构几乎全部推翻重来——据中国运载火箭技术研究院公开信息,长征十号目前仍处于研制阶段,再叠加一个运力翻倍的超重型火箭项目,研制周期按客观工程规律至少十年起步。而中国给自己定的登月节点是2030年前。

所以两发方案的第一个逻辑是:把"造一发超重型火箭"的巨额成本,换算成"两发现成火箭各送一件"。第一发送揽月,第二发送梦舟,每件的26吨都刚好卡在长征十号27吨的运力上限内。对长征十号来说,运力和载荷严丝合缝,不需要为它额外攻关运力翻倍的新火箭。

文昌航天发射场运载火箭转运至发射工位

搞定了运力问题,第二个质疑是:环月轨道对接两次,难道不是把简单问题复杂化了吗?

恰恰相反。环月轨道对接就是把一次高风险动作拆成了若干次相对可控的动作。

揽月着陆器在环月轨道的待命设计寿命最长可达一年,这意味着第一发火箭打上去之后,任务并不急着走下一步——第二发火箭因为天气突变、临时排故推迟几天,揽月就在轨道上安心等着,整个登月任务完全不受影响。这种系统层面的安全缓冲,是单发方案想都不敢想的。

对比阿波罗的处境就清楚了。土星五号是孤注一掷:发射环节一旦遇险,没有中间状态,要么任务泡汤,要么前功尽弃。

当年NASA工程师为这事吵了整整两年,争论的核心就是环月交会对接靠不靠谱——1961年,谁也没底气在38万公里外把对接做稳妥,土星五号最后是被"逼"成了单发方案。

两款不同时期的重型运载火箭发射台夜景

中国的情况完全相反。从2011年天宫一号与神舟八号完成首次无人自动交会对接,到如今中国空间站常态化值守,各类对接任务已扎实完成三十多次。这正是王翔在发布会上说的"所有月球轨道要做的事情,在近地先做一遍"的底气所在。

两发方案的本质是风险拆分:揽月着陆器专职负责环月轨道至月面的往返,重点保障月面着陆上升的可靠性;梦舟飞船负责地面至环月轨道的往返,集中解决载人安全性。

两器功能明确切分,任何一环的可靠性都能被单独打磨——这是把一次"全部压上"的发射,拆成两次"各管一段"的接力。

2011年天宫一号和神舟八号完成首次无人自动交会对接,到如今中国空间站的常态化值守,各类对接任务已扎实干了三十多次。

2025年神舟二十号返回舱舷窗被微小碎片打出贯穿性裂纹,确认不满足载人返回条件后不到12小时,任务总指挥部就拍板推迟返回;从发现裂纹到神舟二十二号应急发射升空,全程不到20天,飞船奔赴空间站对接一气呵成。

60多年前让美国工程师夜不能寐的难题,在中国航天手里已经是家常便饭。环月轨道对接因此不是什么冒险,而是中国航天手里最成熟的技术牌之一。

更关键的是,这条路并非中国独创。美国重返月球的阿尔忒弥斯计划同样采用分两次发射、环月在轨对接的方案——猎户座载人飞船与月球着陆器分头出发,在绕月轨道完成对接后,两名宇航员转入着陆器落月,任务结束后再对接回飞船。

阿尔忒弥斯计划SLS重型运载火箭矗立发射台

作为当今航天技术最强的国家,美国在具备成熟对接技术的前提下也选择了两发方案,这说明"分开发射、环月对接"已经是航天界的通用选择,而不是中国独有的权宜之计。

两发方案还能摊薄长期成本。飞船和着陆器分开研制,分工明确,有利于飞行器标准化研制,形成长期使用的系列型谱。

这为后续载人月球探测任务持续发展铺路——揽月着陆器先以无人状态执行一次完整飞行,从发射、环月、交会对接、落月、月面停留到上升再对接,全过程带走一整套实测数据。

回到最初的问题。中国拆成两发火箭、两次对接,不是技术落后于阿波罗时代的妥协,而是航天工程里一次清醒的成本收益计算。单发方案需要从零研制运力翻倍的超重型火箭,周期至少十年,2030年前根本赶不上。

两发方案则是把运力需求死死摁在现有长征十号的能力边界内,把对接风险分散到中国航天最成熟的交会对接技术储备上,再把任务的容错窗口拉长到一年。

当美国土星五号用41吨的地月转移运力把阿波罗飞船一次性推出地球时,中国没有选择硬造一个类似体量的怪物航天器,而是用两枚长征十号、两次精准对接、38万公里外的两次"握手",把一块同样大的拼图稳稳装完。对2026年的中国航天来说,这不是无奈,而是手里的牌该这么出。


(科技责编:李主编 )