女工程师出征神十九，带来赶超世界先进水平的无尽想象空间

024年10月29日，我国宣布，神舟十九号载人飞行任务将于10月30日4时27分发射，航天员乘组由蔡旭哲、宋令东、王浩泽组成。其中我国首位女航天飞行工程师王浩泽，获得了广泛关注。



神舟十九号载人飞行任务航天员乘组亮相



我国首位女航天飞行工程师王浩泽

根据官方披露和网络检索到的公开资料，王浩泽此前在中国航天科技集团航天动力研发部门工作，2020年9月入选为我国第三批航天员。她在集团工作期间，深度参与了以核热发动机为代表的未来航天动力系统研发，并数次发表论文。



王浩泽发表的部分论文

包括核热发动机在内的核能发动机，是比当前火箭化学能发动机领先一代的动力系统。虽然我国暂未公布神舟十九号乘组具体任务，但考虑到我国选拔和派遣航天员时遵循“人尽其才”原则，王浩泽登上太空，还是带来了想象空间 – 或许，国产核能航天发动机，已经可以开展一些空间环境中的试验和验证，哪怕只是初步研究。

核能发动机人类探索其它星球的“倍速快进”器

说起探索火星等其它星球，大家可能会想起最近名声鹊起的美国SpaceX星舰巨型火箭。根据SpaceX老板马斯克的说法，这款火箭的终极目标是在火星上建立起功能完善、自给自足的城市，使人类成为多星球物种。



SpaceX星舰

星舰已经代表目前乃至未来10年甚至更长时间人类火箭的最高水平，但作为以甲烷和氧气为燃料的航天器，其性能也受限于化学反应能量“羸弱”的天花板。以从地球前往火星为例，航天器只能在每26个月出现一次、地球和火星位置满足“霍曼转移轨道”要求的窗口出发，否则将会在途中浪费大量燃料，导致有效载荷急剧降低，失去实用价值；与此类似，返程也须等待窗口时刻。地球和火星之间往返一趟的时间，长达数年。



核能发动机则通过核反应产生的高温加速气体（例如氢气）产生推力，或由高温发电后再利用电场喷射燃料。前者就是王浩泽论文提及的核热发动机，而后者则是核电发动机。两者难度差别不算太大，且优势互补。核热发动机推力充足、爆发力强，适合时间敏感的人员运输任务；核电发动机相对“温柔”，但燃料利用效率高，适合大宗货物运输。

无论推力、速度还是燃料利用率等关键指标，核能发动机都是碾压化学能发动机的存在。据测算，使用核能发动机的航天器，最短90天左右即可完成地球和火星之间的往返，这个时间甚至只有我国空间站乘组执勤时长一半。



国外一种核动力飞船构想

人类早在上世纪60年代就意识到核能航天发动机的巨大优势并开展一定探索，但由于当时核物理、材料、控制、电子、辐射管理、防护、空间科学以及工程等方面水平有限，没有修成正果；而如今再启动相关研究，条件已经更加成熟。

一方面是上述学科都取得了重大进步，另一方面，也得益于以商业航天为代表的新生产关系和生产力出现，大幅降低了进入太空开展相关科研、试验、建造和运营的成本。毕竟基于安全和建造难度等方面考虑，建造和运营核动力航天器的“太空港”最好设置在太空中，人员和货物依旧通过传统化学能航天器完成天地摆渡。因此，大运力、低成本的商业化传统火箭虽然性能被核动力航天器“吊打”，但依旧是不可或缺的共生产品。

说起商业航天，神舟十九号任务发布会的另一条消息值得关注。这代表了我国扶持商业航天非常直接、非常接地气的举措。



参考NASA扶持SpaceX模式培育我国商业航天有生力量发布会透露：为进一步降低中国空间站上行货物运输成本，增强上行货物运输灵活性，探索发展商业航天模式，去年我们（载人航天办公室）发布了空间站低成本货物运输系统总体方案征集公告，并从10家方案中优选出4家进入方案详细设计阶段。

经过第二轮择优，最终中国科学院微小卫星创新研究院（以下简称“中科院”）的轻舟货运飞船方案和中国航空工业集团成都飞机设计研究所（以下简称“成飞”）的昊龙货运航天飞机方案胜出，获得工程飞行验证阶段合同。



“空间站低成本货物运输系统总体方案征集”，被外界视为我国对标20年前有NASA扶持初创期SpaceX“神来之笔”美誉的COTS项目的举措。

COTS全名Commercial Orbital Transportation Services（商业轨道运输服务计划），是NASA于2005年前后发起、旨在航天飞机退役后保持美国往来国际空间站运输能力的项目。与以往分发给波音、洛马等行业巨头的旱涝保收式成本加成合同不同，COTS采用了固定金额合同：

1、入围者有机会获得丰厚但不铺张的拨款；

2、资金按双方约定的几十个节点，完成一个发放一笔；

3、研究成果归入围者所有，且可用于其它盈利，但入围者须按约定为NASA提供若干次服务（演示）；

4、NASA后续可追加采购。

可见，COTS在企业激励、进度管理、成本控制等方面达到了较好平衡。正是靠着NASA这笔扶持，当时连入轨都没实现的SpaceX在短短几年后即高效开发出了如今大红大紫的猎鹰9号火箭和龙飞船。



SpaceX龙飞船

事实上，COTS的入围者不只SpaceX一家，另一家完成项目的企业轨道科学也研制出了安塔瑞斯火箭-天鹅座飞船组合，并同样以较低成本和较高效率承接国际空间站运输任务，只是相对于SpaceX的“极大成功”，轨道科学的“比较成功”显得默默无闻。

一次成俩，说明了新制度的优越性，也使得我国今天公布的入围名单广受关注。

根据项目规划，中科院和成飞负责牵头提出各自总体方案，而具体工程实践将会以开放的多方协作方式完成。例如，负责运载飞船和航天飞机的火箭，就有望出自新兴的民营航天企业之手。目前，已经有中科宇航和星际荣耀两家火箭公司透露在参与空间站低成本运输任项目，甚至中科宇航已经宣布在研力箭二号火箭2025年首飞即实施飞船验证任务。另据了解，入围的飞船和航天飞机均可与多型火箭匹配。后续有无新的发射合同披露，让我们拭目以待。



中科宇航力箭二号火箭想象图

女工程师飞天，带来了华夏子孙对更深邃星空的畅想；低成本货运系统的推进，留下了中国航天脚踏实地的印记。

“一定要赶上和超过世界先进水平！”

定了！中方官宣登月任务，航天员就位！

上九天揽月，蟾宫折桂，离2030年，只剩六年了！  

10月30日04时27分，神舟十九号载人飞船将发射升空。在今天的发布会上，“神十九”载人飞行任务发言人喜不自禁，宣布了一个大好消息，中国第四批航天员选拔工作今年5月完成，约10名预备航天员最终入选，其中两人来自香港和澳门。

这批航天员将锚定“2030年前实现载人登陆月球”的目标，有序开展八大类200多个科目的训练任务，文昌发射场将执行载人航天工程空间站货运飞船发射任务，载人登月飞船、着陆器等发射任务。



简要概括，中国登月任务的“人员、地点、时间”均已提上日程，这10名预备航天员将在文昌发射场发射载人飞船，2030年前实现载人登陆月球！

需要强调的是，这里所说的“登月任务”，可不是“到此一游”那么简单，而是计划在月球上建立科研实验站，开展一系列的科学研究和技术试验，这些研究将涵盖空间生命科学、微重力基础物理、空间材料科学等多个领域，也就是说，现在只是PPT和电影月球基地，到了2030年，很有可能成为现实。

这难度可想而知，但中国航天人向来不打无准备之仗，既然官宣了，那就是抱着必胜的把握，就像我们曾经从无到有，建立了自己的空间站，登月，也只是时间问题。中国探月工程总设计师吴伟仁院士，就信心十足地表示，到2030年之前，中国人的脚印肯定会踏在月球上去。 



事实也确是如此，早在2004年，中国就已经为载人登月计划做准备，正式批准了绕月探测工程立项，制定了“无人月球探测”、“载人登月”和“建立月球基地”三阶段方针。

2007年10月24日开始，嫦娥系列月球探测器，肩负着“绕月、探月、落月”的重任开启奔月之旅，2020年“嫦娥五号”探测器携带月壤成功返回，中国成为继美国和苏联之后第三个实现月球采样返回的国家。

接下来，中国载人登月工程的目标，是继续推进“嫦娥”探月工程四期的具体任务，包括嫦娥六号的月球背面采样返回、嫦娥七号的模拟载人登月以及嫦娥八号的月球极区科学探测等。



但也有许多人会问，都21世纪了，为什么还执着着要去月球？

第一，月球仍然有大量未解之谜，表面资源如氦-3等稀有物质，已经被广泛认为是未来核聚变的理想燃料，月球基地的建立，将为人类提供一个理想的实验场所。

第二，月球作为人类探索太空的第一站，极有可能成为人类深空探测的前哨站，未来火星任务等更远的太空探索，都可以以月球为跳板。

第三，而对于中国来说，载人登月的成功将是展示国家航天实力的绝佳机会。此前，西方总是带着质疑：“中国人能登月？”而现在，他们的语气变成了惊讶：“中国怎么能这么登月？”当中国宇航员首次踏上月球的那一刻，无疑将成为历史性的时刻。



有意思的是，在神舟十九号载人飞行任务新闻发布会上，有记者提问：“国际空间站2名美国宇航员原定‘出差’8天延迟返回，如果中国空间站遇到类似情况该怎么办?”

对此，中国载人航天工程发言人，对着美国贴脸开大：“我们对NASA高度重视航天员安全表示赞赏，同时也预祝两名航天员能安全归来”。



不知道此时的大漂亮，作何感想，一个曾多次登月的世界最强航天强国，如今登月却苦难重重、举步维艰，这到底是哪出了问题？