2026年10月31日开幕的第七届载人航天学术大会上,备受关注的我国载人登月方案在正式进入公众视野:我国计划在2030年前实现中国人登陆月球,并将采用“两次发射,一次登月”的方案完成这一壮举。

按照公布的方案,两枚长征十号火箭先后出征,分别将“揽月”月面着陆器和“梦舟”载人飞船送入地月转移轨道,两者在环月轨道交会对接后,航天员换乘揽月着陆器降落月面,开展科学考察与样品采集,完成任务后返回环月轨道,再乘梦舟飞船回到地球。目前,一系列相关大型试验已经完成,梦舟飞船和揽月着陆器的首次飞行也将按计划组织实施,各项研制工作正协调有序推进。

图片由AI生成
那么,载人登月难在哪里,为什么要载人登月呢?科普中国咨询了中国科学院国家空间科学中心研究员刘勇老师,为大家解答这两个问题。
载人登月难,平安回来也难
从无人探测器到航天员,前往月球探测的难度门槛提高了不止一个数量级。首先就是生命保障系统:飞船必须携带一整套维持人生存的系统,整套载人系统的规模和复杂程度都远超无人探测器。其次是可靠性:人被送上了月球,还得能安全回来。这两个要求叠加,构成了载人登月与我国此前所有探月任务最本质的区别。
一次载人登月大致经历这样的过程:发射起飞、奔赴月球;抵达月球附近后,登月舱与母船分离,下降并在月面着陆;任务完成后,登月舱从月面起飞,与留在月球轨道的飞船对接;对接完成后返回地球。
载人登月整个过程中,月球附近有两段风险很高:登月舱脱离母船后的降落,和从月面起飞后的对接。主要原因之一,是这两段任务很复杂,又很难在地面上完全模拟月球表面的真实环境和完整过程。
比如登月舱下降时,需要依靠发动机持续减速,同时利用导航系统判断自身位置和速度,避开月面障碍,最终平稳着陆。月球表面没有大气层,无法像地球上的飞机那样依靠气动方式减速,整个过程都要依靠发动机和控制系统精确配合。

图片由AI生成
而从月面起飞,需要火箭发动机在月球表面正常工作,登月舱加上航天员的质量远大于此前的无人采样返回器。这意味着发动机必须提供更大的推力,同时还要保证足够的燃料,让登月舱能够顺利进入预定轨道。
返回地球同样步步惊心,其中再入大气层就是一道严峻考验,从空间站返回的飞行器,进入大气层前的速度约为每秒 7.8 公里;而从月球返回地球,进入大气层时的速度通常接近每秒 11 公里。更高的速度意味着更严峻的气动加热和减速挑战,如何保护返回舱和航天员安全,又是一道难关。

图片由AI生成
月面工作,挑战众多
月球上的重力低于地球很多,在很多科幻作品中,都对月面活动有不少浪漫的描写,让人觉得在月球上蹦蹦跳跳是一件比在地球上行走更轻松的事,不过实际情况并不是这样,月面环境很恶劣,无论是设备还是航天员都要面临多重挑战。
到了月面,考验从“飞行器”转移到“人”身上。登月服与舱外航天服看似相近,工作环境却有本质不同。绕地轨道上的飞船约 90 分钟绕地球一圈,经历约 45 分钟的白天和 45 分钟的黑夜,冷热交替尚属温和。而载人登月通常会选择月面处于白昼、光照条件适宜的时段着陆,方便航天员开展月面活动。月球白昼长达约 14 个地球日,航天员在月面活动的几小时乃至几天内,登月服始终暴晒在烈日之下。再加上月尘对设备的侵蚀、月面静电的干扰,这些都是普通舱外航天服无需面对的难题。

2024年9月28日中国登月服外观首次公开亮相 来源:新华社
月面的低重力环境——确切说是约为地球六分之一的弱重力,则直接让平时的“行走”都变成了一件需要练习的事——人体在地球上形成的肌肉记忆会让人轻轻一蹬就飞出老远,早期登月的美国宇航员就在月面上摔倒过。而弯腰、蹲下、起身,这些再普通不过的日常动作都可能让人失去平衡甚至双脚离地,更何况还要操作工具、采集样品。所以航天员在地面的专项训练里,专门针对弱重力下的行走、弯腰和平衡控制下功夫,登月服的设计也必须同步考虑月尘和极端温度的防护。
载人登月,为何必要
提到载人登月,有个问题绕不开,那就是既然人类对月球的探测已经取得了不少成果,月球车已经在月面上行动、无人采样也已经实现,那为什么还要把人送上去呢?
其实,纯粹以探测为目标,机器人在很多地方已经超越人类,成本还低得多。但一方面,人可以翻开一块岩石看下面的地质构造,可以凭现场判断挑选最有价值的样品,这种灵活性是目前预定程序的机器难以企及的。另一方面,载人航天的另一层意义在于拓展人类自身的生存空间——从这个角度看,人的参与是不可替代的。载人登月,既是在探测月球,也是在探测人的极限。

图片由AI生成
对国家而言,载人登月更是航天技术能力的标志性刻度。中国若实现载人登月,意味着在月球探索领域取得突破,是航天大国走向航天强国的鲜明注脚。同时,载人登月从来不是单一的航天工程:通信技术、卫星技术、火箭技术、材料技术都会在攻关中迭代,并向国民经济的方方面面外溢。
目光再放远,月球还可能成为深空探测的“中转站”。因为月球的起飞速度需求小得多,又没有大气层的降落阻力,未来在月面组装探测器,甚至建立推进剂储存站就地“加油”,都可能比从地球直接发射再拼装经济得多。当然,科学家在这一点上保持着一贯的严谨:以现有技术看这是很可能的路线,但科技发展未必就此锁定方向,一切有待时间检验。
那么,重返月球最值得期待的成果是什么?也许不是获得某一块月面标本,而是人类逐步建立起持续探索太空的能力。通过一次次任务,我们可以积累深空飞行、月面活动、资源利用和生命保障的经验,推动航天技术不断进步。未来,这些技术可能进一步降低进入太空的成本,有朝一日,普通人也许能像今天坐飞机旅游一样进入太空。
中国航天起步并不早,但起点并不低,进入新世纪后技术进步越来越快——嫦娥任务已抵达过人类此前从未涉足的月球背面。未来,中国的脚步不会只停留在地月空间:走向火星,乃至更遥远的星球,让人类从单一星球的物种,成为多星球的物种,这或许是载人登月留给未来最深远的意义。
订阅后可查看全文(剩余80%)