中国月球基地计划

　　月球基地将成为通往太阳系的垫脚石。
　　在2019年1月3日，中国的嫦娥四号探测器降落在了月球上。随着着陆器接近月球表面，无数的环形山出现在了视野中，连续镜头的分形特征让人感受不到高度。在北京密云地面站，苏燕（Su Yan，音）负责此次着陆数据的接收。当天，她和她的团队正在紧张地默默等待接收一个重要的信号，接收到这个信号即意味着光学、激光和微波传感器已经与火箭发动机有效地结合在一起，实现了软着陆。她回忆道：＂当清楚地看到（光谱信号）时，每个人都热烈地欢呼起来。多年的辛苦工作以最美好的方式得到了回报。＂
　　在月球背面的通信卫星的帮助下，嫦娥四号前所未有地实现了在永远背对我们的月球背面着陆。在过去，中国的太空项目长期以来一直落后于美国和苏联（如今是俄罗斯），这次着陆开创了国际先例，也预示着中国宏伟的登月计划即将开启。
　　2020年，嫦娥五号执行复杂的样本取回任务，携带着年轻的月球岩石返回了地球，完成了中国在21世纪早期构想的＂绕、落、回＂三步走的月球计划。这些成功，以及国际科学和商业界对月球重新产生的兴趣，激励着中国以嫦娥计划的最新进展为基础，开始新的探月工程。
　　国际月球科研站（ILRS）是一项复杂的多阶段大型项目，今年6月，中国国家航天局和俄罗斯在圣彼得堡联合公开了该项目。从21世纪20年代的机器人登陆和绕轨运行任务开始，项目设计者希望能够于21世纪30年代中期建成一个永久性的月球基地。具体目标包括科学、勘探、技术验证、资源和商业开发、天体观测等。
　　国际月球科研站将从机器人勘测阶段开始，持续到2030年，使用月球轨道和表面飞行器勘察潜在的着陆区域和资源，进行技术验证测试并评估最终在月球上建立永久载人基地的发展前景。在这一阶段将涉及嫦娥四号、嫦娥六号、嫦娥七号、俄罗斯Luna航天器，以及有兴趣参与的国际合作伙伴。嫦娥七号将以登陆月球南极为目标，由轨道器、中继卫星、着陆器和探测车组成。此外，它还会包含一个能够＂跳跃＂的小型航天器，探索阴影环形山中潜在的冰水证据，这种资源如果存在，很有可能可用于未来的航天器推进和宇航员供给。
　　中国国家航天局将协助选择二期建设阶段的场地，这涉及嫦娥八号的就地资源利用（ISRU）测试、高精度着陆的大规模货物运送，以及合作伙伴之间联合作业的启动。就地资源利用是指利用月球风化层（组成大部分月球表面的细粉尘、土壤和岩石）进行建设并提取氧气和水等资源，这将代表一项重大突破。如果能够利用月球上已有的资源，那就意味着可以减少从地球运送物资的高昂代价。
　　开发利用阶段将于21世纪30年代早期开始。该阶段暂时包括编号为ILRS-1到5的任务，依靠大型运载火箭来建立指挥、能源和通信基础设施；搭建实验、科学和就地资源利用设备，以及实现地球和天体观测功能。中国国家航天局的艺术渲染图显示，航空器将使用月球风化层来建造能够屏蔽辐射的构筑物，同时探索将熔岩洞作为潜在可选择的栖息地。
　　大约到2036年，建成后的国际月球科研站将承载并支持载人任务。中国国家航天局表示，该阶段的主要任务是月球研究和勘探、技术验证，以及扩展和维护所需的模块。
　　这些初步计划虽然较为模糊，但中国航天界的高层人物指出，这虽然颇具挑战性，但将对世界发展贡献巨大力量。天体化学家和中国探月的早期推动者欧阳自远院士在7月谈到，月球表面因太阳风的运送效果而存在大量氦3，如果能够对它们进行提取用于核聚变，那么可为人类提供能使用几千年的能源（这需要在地球和太空中实现重大突破）。另一个可能性是在月球赤道3D打印太阳能板捕获太阳能，并通过激光或微波将其传输到地球。中国已经在朝着这个方向进行早期研究。与美国国家航空航天局的＂阿尔忒弥斯＂计划一样，欧阳自远院士指出，月球是通向太阳系其他目的地的垫脚石，既是知识学习的基础，也可以作为发射平台。
　　更长远的目标目前还遥不可及，但太空探索工程中，中国已表现出拓展能力并将探索全新可能性的意愿。2024年左右，嫦娥五号的取样返回技术将会用于收集来自近地小行星的物质。随后，这一技术将协助天问一号尝试前所未有的火星取样返回任务。国际月球科研站如何发展将取决于早期任务的成功以及科学和资源探索的结果。
　　中国已经具备实施国际月球科研站蓝图早期阶段的有利条件。长征五号重载火箭在2016年完成首次发射，然后开始建造空间站并首次发射独立行星际任务航天器和嫦娥五号。要开发该火箭，中国必须在使用低温火箭燃料和加工直径更大的新型火箭体方面取得突破。
　　不过，这些对于大型任务还不够。北京航空航天大学教授黄俊说，超级重载火箭高推力长征九号是未来中国航天的必需品。＂关键技术的研究和突破进展顺利，项目随时可进入工程开发阶段。＂
　　长约100米、形似土星5号的长征九号能够将大约50吨有效载荷发射进入绕月轨道。该项目要精准地制造出更薄但更强大的10米直径火箭和巨大的新引擎。在北京，中国航天科技集团下属的推进技术研究所最近制造了一个220吨推力分级燃烧液态氢/液态氧引擎的原型机。在中国西安附近已经进行了双燃烧室500吨推力煤油/液态氧引擎第一阶段的点火试验。预计长征九号将于2030年左右首次发射，将及时赶上发射机器人国际月球科研站建设任务。
　　此外，载人火箭也在开发之中，该火箭以长征五号技术为基础。其特征与YF-100煤油/液态氧引擎类似但功率级别更高，使用了3个火箭核心，类似于太空探索技术公司（SpaceX）的猎鹰重型运载火箭。它的任务是将深空载人航天器发送到绕月轨道，并在绕月轨道上与长征九号发射的登月舱对接。
　　该航天器本身是神舟系列的新一代版本，目前神舟可实现近地轨道往返运送航天员。2020年5月的发射试验表明，这款新型飞船能够处理由高层、高能轨道快速返回大气层的高热量。此外，据推测，载人着陆器的研究工作也在进行。嫦娥五号任务可认为是载人登陆的缩比试验，它与美国国家航空航天局的阿波罗任务类似。从月球起飞后，起飞器与服务舱结合和对接的方式与阿波罗起飞器返回之前在绕月轨道上与指挥舱对接的方式大致相同。
　　中国和俄罗斯正在邀请所有感兴趣的国家和合作伙伴参与该项目的协作。不过，该方案将独立于美国的＂阿尔忒弥斯＂月球计划。长期以来，美国拒绝与中国开展航天合作，而最近的地缘政治发展让局面进一步恶化。因此，中国与其国际空间站合作伙伴俄罗斯也将彼此视为外空间合作伙伴。安全世界基金会项目计划主任布莱恩•威登（Brian Weeden）说：＂理想情况下，我们开展月球基地工作的国家应该形成一个国际联盟，例如欧洲航天局前局长扬•沃纳（Jan Wörner）提出的月球村。不过，到目前为止，地缘政治已经妨碍了这一进程。＂
　　最终的细节和合作伙伴可能会发生变化，但中国本身似乎已决定要继续积累必要的经验和技术，实现登月和返回，以及在月球长期驻留。
　　作者：Andrew Jones