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[专题] 中国拟开发地月空间

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tianlan 发表于 2018-12-13 23:04 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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中国科学院院士包为民:
开发地月空间经济区新业态

■本报见习记者 赵利利

“六十年来,我国航天取得了以‘两弹一星’、载人航天和月球探测为代表的辉煌成就,处于世界航天大国之列,正加速向航天强国迈进。”中国科学院院士、国际宇航科学院院士包为民在近日召开的中国高科技产业化高峰会议上谈到我国航天科技取得的成就时,自豪之情溢于言表。

近年来,我国航天的整体能力和技术水平不断提升。就技术而言,我国研制出15型长征系列运载火箭,初步具备了较为完整的运载能力。我国运载火箭实现了从常规到低温、从单级串联到捆绑、从一箭单星到一箭多星、从发射卫星到发射载人飞船、从发射地球轨道卫星到发射深空探测器的跨越式发展,具备了把航天器送到地外空间的基本能力。

截至2018年11月14日,长征系列运载火箭发射290次,成功率96%以上,年发射次数超过30次,居于世界领先水平。

那么,作为国家高科技战略产业的代表之一,中国航天技术如何转化为国民生产力?抑或如何为经济发展做贡献?这其实涉及到航天科技成果的转移转化问题。

宇航市场需求持续增长

当前,世界航天科技在拓展空间资源开发、能源利用、在轨制造、医疗卫生、太空旅游等领域取得蓬勃发展。以新一代全球通信卫星、大规模互联网星座、大规模空间基础设施、载人月球探测和载人火星探测为代表的重大工程代表着航天“新时代”的来临。

这个“新时代”不仅表现为航天科技创新的升级,更表现为航天科技与社会和国民经济的深刻融合。正如包为民所言,全球航天科技的发展正呈现出商业化、产业化、规模化等特点。

国际上,太阳同步轨道卫星任务需求旺盛;小卫星任务呈井喷式发展;已有200多个企业瞄准地月空间市场,包括空间资源开发、在轨制造等。在我国,高轨卫星朝集成化、大型化发展;中低轨道卫星朝集群化、小型化发展;我国已提出若干个星座计划,总数量超过千颗;重点高校及部分民营企业,进入中小卫星市场。

美国、中国、欧洲、日本纷纷开展数万吨级的太阳能电站建设规划。此外,载人航天逐步走向商业化,大量私营企业纷纷参与到太空旅游领域,太空领域异常活跃。

“未来宇航业务由单一政府投资转向开放的商业竞争形态,商业化地球轨道大规模星座和以太阳能电站为代表的空间基础设施建设需求越来越大。”包为民说。在他看来,未来空间站、载人月球探测、太空旅游及在轨科研、生产、试验等载人航天任务需求将持续增长,月球和小行星等空间资源开发、能源利用、在轨制造等航天新产业已成为国际热点。

太空经济将聚焦地月空间

航天领域与国民经济发展的联系越来越紧密,航天产业进入太空经济新时代。包为民认为,这其中,地月空间将成为未来相当长一段时间内太空经济的主要领域和发展的战略空间。

包为民表示,各国对深空探测都保持了很高的积极性,新兴航天国家不断涌入,但目标重点锁定月球、小行星和火星等三类天体

地月空间任务规模不断扩大。根据国际宇航科学院相关研究表明,到2045年,进入空间任务规模将达到17万吨,其中97%集中在地月空间,100%从地月空间出发。

美国科罗拉多大学研究表明,基于现有技术水平开展地月空间资源开发,预计到2046年能够开发的直接资产价值就高达10501亿美元,不仅如此,后续价值增量还将越来越大。

包为民认为,未来很长时间内,地月空间仍然是航天任务活动的主要目的地和前哨基地,载人航天将进一步聚焦于地月空间。

常态化、航班化的运输、探测、开发、利用地月空间的经济活动圈被业内人士称为地月空间经济区,其范围主要集中在近地空间、月球引力空间和地月转移空间。

据介绍,地月空间经济区的业态包括基础产业、应用产业、开发与利用产业、拓展产业,由航班化地月空间运输体系、空间资源探测与开发体系、空间基础设施体系三大体系组成。

我国地月经济区建设路线图

为实现2045年航天强国愿景,我国将建成地月空间运输、探测和基础设施体系,形成低成本地月空间航班化运输能力,以及高效的空间资源开发和利用能力,全面形成地月空间经济区新业态。

如何推动我国“走向”地月空间?包为民展示了路线图:第一阶段,进一步提升基础空间能力,降低成本;第二阶段,建设航班化运输系统,建立天地往返的地月空间运输体系,初步建成空间经济区;第三阶段,2045年全部建成经济区。

航班化的第一个重大项目是航天化天地往返运输系统。包为民举例道,“到那时,利用航班化,四十分钟内可以到达全球。”

包为民表示,初步估计,到2046年,我们每年在地月经济区的总产值至少达到10万亿美元的量级规模。

“所以,地月经济区的开发必将产生较大的改变,产生很大的效益,也将改变我们当前的社会经济模式。”包为民说。

《中国科学报》 (2018-12-13 第7版 产业)

http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2018/12/341836.shtm?id=341836

中国科学院也有报道 http://www.cas.cn/zjs/201812/t20181213_4673769.shtml

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vulcan_good 发表于 2018-12-13 23:35 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
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guanyu18 发表于 2018-12-14 11:00 | 只看该作者
等有项目立项了才是,否则说的再多都没啥用
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 楼主| tianlan 发表于 2018-12-14 11:59 | 只看该作者
真没想到我们这个时代都准备要开始开发地外空间了(技术水平也差不多到位,当然还需要特别提高)

回顾一下国家提出开发地月空间的事项:

一、2016年两会,原全国人大代表、军委装备发展部副部长张育林     把地月空间开发利用作为历史性目标进行战略规划
http://roll.sohu.com/20160308/n439686167.shtml
       “如果说工业文明大航海时代我们是缺席者,信息文明近地空间开发时代我们是追赶者,那么在未来后信息文明时代中华民族应该做勇立潮头的引领者。”谈及“十三五”规划和“两个一百年”奋斗目标,全国人大代表、军委装备发展部副部长张育林中将接受记者专访时建议,近地轨道到月球轨道的地月空间,将是未来人类发展的战略空间,我国建成空间站、完成载人航天三步走战略后,应该把地月空间开发利用作为历史性目标进行战略规划
      除了能源,地月空间还可为人类发展提供高位置资源、矿产资源等。张育林认为,开展地月空间载人航天活动,既是我国三步走战略的有机衔接,也可以为火星探测等深空载人探测奠定基础。“因此,谋划我国载人航天未来发展,既不会是简单地登月,也不会是目前很难实现的载人火星探测,而是从抢占未来发展先机的角度,通过持续的技术突破和积累,一步一个脚印地谋求开发利用地月空间。”张育林说。

二、2016-11-18 观察者网专栏作者 陈蓝       中国载人航天的未来是飞向火星还是耕耘地月空间
http://tech.163.com/16/1118/16/C65S5FBL00097U81.html
      从目前公布的计划看,中国并无长远意图进行载人登火。中国将长期发展空间站,同时进军月球。中国载人航天的活动空间将从近地轨道一直延伸到月球(这个范围可以称为地月空间)。中国航天规划一贯着眼长远,并具有强大的执行力。因此,可以相信,只要中国经济保持稳步增长,中国空间站将取代国际空间站的地位,中国将成为未来近地轨道载人航天的主导者,载人登月也一定会成为现实。
      中国目前还没有将太空旅游作为载人航天主要目标。但随着技术成熟度的提高,开发太空旅游是水到渠成的事。相比火星殖民,地月空间的太空旅游具有更大的市场、更小的技术难度和风险、以及更低的成本。未来二三十年中,如果中国继续沿着目前的方向走下去,很有希望在地月空间中取得优势。利用这个优势,可以在太空旅游市场中取得较大份额。和马斯克不同的是,中国航天用的是纳税人的钱,载人火星登陆的昂贵成本和巨大风险远超登月,是不可承受之重。因此,中国航天脚踏实地地在地月空间稳步发展是完全正确的。这就是本文对标题中提出的问题给出的答案
      当然,要实现这个战略目标中国目前尚缺乏一个关键能力,就是廉价的天地运输系统。这是未来谁都绕不过去的一个坎。可以说,它比空间站、登月和火星计划都重要得多。马斯克已经先行一步,中国应该急起直追。与其进行耗资巨大的火星计划,还不如集中资金研发可复用的运载工具。令人欣慰的是,最近的报道已经越来越多地表明,中国已经在进行自己的可复用运载器的研制,并已取得了可喜的突破。

三、2016年11月18日 原中国载人航天工程办公室主任王兆耀      未来中国航天将迈向地月空间走入深空
http://scitech.people.com.cn/n1/2016/1118/c1007-28880231.html

习近平总书记多次指出,中国人探索太空的脚步会迈得更大、更远。王兆耀认为,这就是谋划中国载人航天后续发展的根本遵循。更大,就是要加快发展,缩短与世界先进水平的差距,早日建成航天强国,实现航天梦;更远,就是要从近地轨道迈向地月空间,走入深空,为人类探索浩瀚宇宙做出更大的贡献


四、2017-09-16 北京卫星导航中心总师周建华  《基于地月拉格朗日点的新型卫星导航系统构想》的主题报告
http://www.3snews.net/glac2017/347000047876.html
  需要一些地面的链路,我们知道地球到月球是30万公里的范围,把卫星布上几个拉格朗日卫星,在卫星搭上一些链路,可以在这个星座当中选择几个卫星,和它共同构建成一个联合观测,这样的联合观测就可以支持深空探测器,也可以支持低轨网络、高轨网络和深空网络的所有运行

五、2018年10月23日 第五届载人航天(国际)学术大会  中央军委装备发展部原副部长张育林  提出:发展地月空间
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1615259013534763039&wfr=spider&for=pc
张育林表示,载人航天要继续往下走,不应该离开载人航天的本质属性——通过太空探索,拓展人类生存空间,为人类社会发展提供一个更广阔的领域。发展地月空间,应该以催生地月经济圈为主要目标。以空间站技术为基础,载人飞船为往返运输工具的太空旅游区域实际上已经成型,技术上没有问题。至于能不能商业化,只是在于怎么去投资,以及有没有足够的商业眼光。另外距离地面3.6万公里的静止轨道上已经有500多颗高价值通信卫星,这是航天产业目前的主干支撑。那么在这个轨道上,500多颗高价值的卫星的在轨服务,甚至未来进行在轨制造,都将是一个具有非常广阔前景的市场。

六、2018年11月10日来源:  新华社    全球卫星导航服务空域将扩展到地月空间  
http://www.cac.gov.cn/2018-11/10/c_1123691640.htm
尤其是各方高度关注中方提出的推动深空导航能力建设提案,同意成立空间应用子工作组,推动卫星导航服务空域进一步扩展到更高更远的地月导航空间。

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Lsquirrel 发表于 2018-12-25 20:50 | 只看该作者


月球,我们来了!


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joki 发表于 2018-12-25 21:07 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
Lsquirrel 发表于 2018-12-25 20:50
月球,我们来了!

这个登月舱好像五院那个小蜜蜂自行车方案啊,认真的?
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joki 发表于 2018-12-25 21:14 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
看样子是20吨级LLO月球轨道站、10吨级月面居住舱的组合方案,袖珍复用登月舱摆渡。
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ssizz 发表于 2018-12-25 21:18 | 只看该作者
Lsquirrel 发表于 2018-12-25 20:50
月球,我们来了!

月面居住舱的轮子是充气的?其在月面着陆后大概多重?
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ssizz 发表于 2018-12-25 21:22 | 只看该作者
joki 发表于 2018-12-25 21:14
看样子是20吨级LLO月球轨道站、10吨级月面居住舱的组合方案,袖珍复用登月舱摆渡。

每次载人飞船能够带上复用登月舱所需推进剂么?还是要另外专门发射个加油包?
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楠宫晓风vn 发表于 2018-12-25 21:33 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
ssizz 发表于 2018-12-25 21:22
每次载人飞船能够带上复用登月舱所需推进剂么?还是要另外专门发射个加油包?

我猜是一次性下降段带附加燃料箱为上升着陆段补充燃料,抛弃附加燃料箱后登月。
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ceres 发表于 2018-12-25 21:33 | 只看该作者
joki 发表于 2018-12-25 21:07
这个登月舱好像五院那个小蜜蜂自行车方案啊,认真的?

我记得前段时间还有领导或者别的什么人批评了在月球轨道建站是浪费。
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楠宫晓风vn 发表于 2018-12-25 21:36 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
Lsquirrel 发表于 2018-12-25 20:50
月球,我们来了!

直接缩短核心舱做月球站?
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ssizz 发表于 2018-12-25 21:42 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
楠宫晓风vn 发表于 2018-12-25 21:33
我猜是一次性下降段带附加燃料箱为上升着陆段补充燃料,抛弃附加燃料箱后登月。

谁的一次性下降段?
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joki 发表于 2018-12-25 21:53 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
ssizz 发表于 2018-12-25 21:42
谁的一次性下降段?

迷你登月舱是LK概念,除了自身补加外。还需要一个10吨级的一次性下降段,拖带到3km高度。
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joki 发表于 2018-12-25 21:55 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
ceres 发表于 2018-12-25 21:33
我记得前段时间还有领导或者别的什么人批评了在月球轨道建站是浪费。

如果人货合运一次发射登月,确实意义不大。但现在是分运,那么还是需要一个停靠站的,起码登月舱可以依靠空间站供电和热控实现长期在轨待机。
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楠宫晓风vn 发表于 2018-12-25 22:02 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
joki 发表于 2018-12-25 21:53
迷你登月舱是LK概念,除了自身补加外。还需要一个10吨级的一次性下降段,拖带到15km高度。

或许连附加燃料箱都不用,补完燃料直接着陆
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Sizzy 发表于 2018-12-25 22:03 | 只看该作者
joki 发表于 2018-12-25 21:55
如果人货合运一次发射登月,确实意义不大。但现在是分运,那么还是需要一个停靠站的,起码登月舱可以依靠 ...

就是不知道经济性上面会如何,那个921工程钦定的大火箭LTO能有多大来着?
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楠宫晓风vn 发表于 2018-12-25 22:04 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
joki 发表于 2018-12-25 21:07
这个登月舱好像五院那个小蜜蜂自行车方案啊,认真的?

知乎有个网友自称这个PPT是他做的,我去问问。
我倒是觉得这东西很可能是个示意图,这种不能在气密通道实现人员转移的登月舱设计,配合可移动的月面基地意义不大(或者说没有)。
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joki 发表于 2018-12-25 22:05 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
楠宫晓风vn 发表于 2018-12-25 22:02
或许连附加燃料箱都不用,补完燃料直接着陆

这个看综合优化结果了,看从一次性下降级补的重量开销能否接受。
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joki 发表于 2018-12-25 22:10 来自航空航天港手机版! | 只看该作者
楠宫晓风vn 发表于 2018-12-25 22:04
知乎有个网友自称这个PPT是他做的,我去问问。
我倒是觉得这东西很可能是个示意图,这种不能在气密通道 ...


示意图是肯定的,细节太粗糙。
这个迷你登月舱也是气密通道人员转移。
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