• 1、长征七号火箭能用来登月吗
• 2、第一颗卫星东方红一号，如今是太空垃圾吗
• 3、月球上究竟有多少“垃圾”呢
• 4、离开地球多远就无法回来了

1、长征七号火箭能用来登月吗

5月8日下午，我国新一代载人飞船顺利降落东风着陆场，代表着该型飞船首次试验圆满落幕，而这一款飞船的主要任务之一就是为了登陆月球，随着后续的试验，该型飞船的功能和安全保障将趋向于完善，并将担负起我国的载人登月任务从航天员登陆月球并在地月之间往来的重任，看来我国的载人登月飞船已经有着落了，那么载人登月火箭要用哪一款呢？

可能很多朋友都会认为是长征五号，毕竟它是我国目前推力最大的火箭，也是全世界现役第二大的火箭，近地轨道运载能力高达23吨，但是这是它在地球近地空间的发射能力，而稍远的地球同步转移轨道的运载能力只有14吨，而地月转移轨道的运载能力就只有8吨左右了，而新一代载人飞船的登月版重达22吨左右，很显然，长征5号火箭不具备这样的推力。

那么我国用哪款火箭来发射新一代载人飞船，实现我国的载人登月梦想呢？

会是长征七号系列火箭吗？它也是我国的一款新型火箭，其实只要看一眼长征七号的运载能力就明白了，它的近地轨道运载能力大约为14吨，地球同步转移轨道大约为5.5吨，地月转移轨道的运转能力当然就更小了，所以载人登月火箭不可能是长征七号，不过用它来进行月球无人探测器的发射倒是可以的。

那么会是传说中的长征九号火箭（CZ-9型火箭）吗？相信我国航天事业的朋友，大概都听说过长征九号火箭，这是已知我国目前在沿着最大型号的火箭，具备超越史上推力最大火箭——美国土星五号火箭的能力，其箭体芯级直径达9.5米，其起飞质量最大约4200吨，最大起飞推力超5800吨，近地轨道运载能力可达140吨，地球同步转移轨道运载能力接近70吨，地月转移轨道约50吨，地火转移轨道约44吨，可见，这款火箭可以一次推送两台新一代载人飞船前往火星，用它来发射新载人飞船登陆月球当然没问题了。

↑最左侧为长征九号火箭

但是，用长征九号火箭这种超重型运载火箭发射只有22吨的新一代载人飞船送往月球，还是有点小题大做了。而且长征九号的研制和生产工作中的技术困难也不少，首先它需要大推力发动机，箭体、防护罩、燃料储藏箱等也都十分巨大，对大尺寸部件制造工艺形成挑战，需要一定的时间来设计制作，按照现有的该型号火箭的首飞时间可能不会早于2028年，但是我国的载人登月计划不想等这么久。因此我国的载人登月计划呼唤一种新的火箭来完成它，于是，“921火箭”应运而生。

可能很多朋友还都没有听说过“921火箭”是怎么回事，但是大家应该都知道美国SpaceX公司的重型猎鹰火箭，其三发并联的一级火箭让人印象深刻，近地轨道运载能力高达63.8吨，地球同步转移轨道约26.7吨，地月转移轨道运载能力约20吨，地火转移轨道运载能力约16.8吨，是现役推力最大的火箭，其之所以推力巨大，是因为三发并联的一级火箭安装了27台梅林1D发动机，而我国的921火箭就与其相似，甚至有人称就是受这种火箭结构的启发而决定研制的（实际上研发意愿要比重型猎鹰出现的时间早很多）。

↑发射台上的重型猎鹰火箭

↑航展中展示的“921型火箭”

从已有的消息来看，921火箭采用3级半的CBC构型，由芯一级火箭与两枚助推器并联而成，一级推力包含21台YF-100K泵后摆液氧煤油发动机，根据最新的发动机试验数据来看，每台可产生约130吨的推力，一共可产生2730吨左右的推力。比重型猎鹰火箭的运载能力更强，近地轨道运载能力可超70吨，地月转移轨道运载能力可达25吨，完全能满足将新一代载人飞船送往月球的需要，所以未来将新一代载人飞船送上月球的火箭将并非长五和长九，将是这款“921火箭”，而且它还会参与我国的空间站建造以及深空探测等航天任务。

↑左一为921火箭，中间为长征九号火箭，右侧为长征二号f型火箭。

这款火箭的最大起飞质量约2200吨，至少相当于2.5台长征五号标准型火箭的重量（每发859~879吨），还大，或者12台波音747大型客机的重量（每架162~185吨），这款火箭的主要技术难点是要解决多台发动机并联的技术，前苏联的N1超重型火箭（一级火箭有30台发动机）就是因为没有解决好这种技术而失败的，但是重型猎鹰火箭却基本解决了这一技术难题。

↑前苏联N1型火箭

↑美国重型猎鹰火箭

目前关于这款火箭的消息较少，不过它的身影已经在珠海航展上亮相过，实际上该型火箭目前还没有一个官方名称，它的“921火箭”的名称也不是其代号，而是航天爱好者们以载人航天工程921代号为之冠名的，而且目前也还没有关于这款火箭何时开始发射测试的消息，一般认为2025年之前应该会对其进行几次发射试验，2026年有可能依靠这款火箭和新一代载人飞船进行我国的首次载人登月活动，当然目前这些还都只是猜测。（有说法认为这款火箭在2022年可能进行无助推器首次试飞，因为发动机以及很多部件和技术都是现成的，设计和制造起来比较快，但也有人认为要2026年后才首飞。）

↑注意：图上面的火箭被认为是传说中的921火箭，上面有逃逸塔，而且与新一代载人飞船摆放在一起。

参考资料：

《环球时报》5月8日文章《揭秘未来载人登月探火“新飞船”》

《环球时报》5月8日文章《我国新一代载人飞船试验船返回舱成功着陆》

《环球网》2019年12月17日文章《NASA宣布载人登月巨型火箭建造完成：2024年重返月球》

2、第一颗卫星东方红一号，如今是太空垃圾吗

提到“东方红一号”，相信每个人都不会感到陌生，它不仅是一颗人造卫星，更凝聚着厚重的民族精神。自从1970年4月24日成功发射以来，“东方红一号”已经在太空遨游了47年，据估计它至少还将继续运行数百年。不过，“东方红一号”的设计寿命只有20天，早在发射当年的5月14日，它便与地面失去了联系，也就是说它是一颗报废的卫星。既然如此，“东方红一号”是否属于“太空垃圾”呢？

“东方红一号”卫星（网络图）

要回答这个问题，我们首先需要知道何谓太空垃圾。在人们的印象中，“垃圾”一词含有贬义，其实太空垃圾还有个专业的称呼——空间碎片。我们知道，卫星、飞船等航天器都是需要借助运载火箭上天的，当运载火箭将航天器送入太空并实现星箭分离后，火箭的剩余部分就被留在了太空中，这是太空垃圾的来源之一。太空垃圾最主要的来源则是航天器的在轨破碎（约占太空垃圾总量的一半），当航天器在轨爆炸或碰撞，便会产生大量碎片。这方面的著名案例如我国在2007年初进行的反卫星导弹试验，当时成功击毁了已经报废的“风云1C”气象卫星，产生的碎片中大于1厘米的有3万余块，而大于1毫米的则多达上百万块，是产生太空垃圾数量最大的单次事件。此外，航天器表面脱落的材料和油漆斑块、逸漏出的固体和液体材料，甚至宇航员的排泄物，也都会成为太空垃圾。

太空垃圾在太空中是以宇宙速度高速运行的，这无疑给宇航员和航天器带来了严重的安全隐患。要知道，一颗大小仅几百微米的金属粒子便能够击穿航天服，一块药片大小的残骸就足以使卫星报废，大体积的太空垃圾甚至还会坠落到地球上，对地面人员造成危害。美国一项研究曾评估认为，地球上空的太空垃圾数量已经逼近临界值，近千颗卫星面临着被太空垃圾撞击的威胁。除此之外，太空垃圾还常常干扰军事侦查和天文观测，例如有的太空垃圾可能被误认为是洲际导弹的弹头，大块的垃圾可能使天文监测数据失真。

太空垃圾撞击航天器留下的孔洞（网络图）

尽管“东方红一号”饱含着全体人的深厚感情，但理性来看，它早已报废，不受控制，因而是太空垃圾，而且由于它尺寸大，重达173千克，还是个不折不扣的大号“垃圾”。既然太空垃圾危害巨大，那么需要将“东方红一号”从太空清理掉吗？

笔者认为答案是否定的。首先从客观上看，虽然“东方红一号”不受控制，但它的运行轨迹是可预测的，目前它在近地点约441千米、远地点约2039千米（2017年4月数据）的椭圆轨道上平稳运行，对其他航天器的飞行安全基本不构成威胁。其次，从情感上讲，“东方红一号”仿佛是航天道路上的灯塔，47年来，它照耀着航天事业从零走向辉煌，如今人们依旧可以在天气晴朗时观测到它。常言道：垃圾是放错位置的资源，“东方红一号”无疑是几代人的集体记忆，是进行科学和爱国教育的绝佳样本，即使它是“太空垃圾”，也是全体人无比珍视的宝贝。

“东方红一号”的运行轨迹示意（网络图）

3、月球上究竟有多少“垃圾”呢

随着航天科技的发展，很多国家都在探索月球，咱们生活在地球上，每天都会产生很多垃圾。那月球作为地球的邻居，上面到底有多少垃圾呢？

1969年，飞船载人登上了月球，从那之后，很多国家都开始探索月球，发射各种卫星、航天器。

月球上有许多老旧碎片垃圾，这些都是被送去了解月球的探测器，是人类登上月球之后，在表面探测用的，用完之后就会永久留在月球上。

而一些月球绘制仪，在帮助人类绘制完月球的地图后，也会坠毁在月球上，永远留在那里，成为垃圾。

曾有科学家通过仪器测试过，人类在月球上，已经留下来189吨，将近200吨的垃圾。

另外当年载人飞船登月后，宇航员在月球上也留下了很多不必要的垃圾，例如一些没用完的燃料、吃剩下来的零食袋子、甚至还有羽毛球。

可能是当时宇航员没有意识到，会产生这么多的垃圾，也没有思考过，如何妥善的处理这些垃圾，所以至今还留着月球上。

那为什么不把这些垃圾带回地球，或者在月球销毁呢？

目前技术不成熟，没有办法把这些垃圾销毁，加上载人飞船的空间小，也没有办法把垃圾带回地球。

当然也希望在将来，能研究出好的方法来处理这些垃圾，让月球更加干净。

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4、离开地球多远就无法回来了

可以100%肯定的告诉大家，即使你有无穷的燃料，有无穷的寿命，驾驶一艘宇宙飞船，离开地球一定的距离，也无法回来了。

这是因为宇宙在膨胀，而且是在三个维度膨胀。

这个膨胀的速度，在单位尺度、单位时间上是均匀的。其膨胀的速度大概在100万秒差距每秒钟膨胀70公里。

100万秒差距是天文学上常用的单位，相当于326万光年。

所以这个膨胀的速度也可以看成是每一光年每秒钟膨胀21.5毫米。

▍如何理解宇宙的膨胀？

我们可以把宇宙理解成一个球形，但是这是一个高维的超球体，我们存在的宇宙，在这个高维超球体的三维表面。

就像我们的城市坐落于三维地球的二维表面一样。

如果地球在不停的膨胀，我们离开家一定的距离也永远回不了家。

我们现在假定外星人在不停的往地球中间注射物质，导致地球的直径每秒钟会增大1000米，那么地球周长每秒钟就会增加 3141.5926米。

地球的周长是4万公里，相当于每公里每秒钟膨胀0.078米。

我们假定一个人步行的速度是每秒钟1米5，那么这个人从家里走出到距离家19.3公里的地方，靠步行的速度往回走，就永远也无法回家了。因为19.3公里每秒钟就会延伸1.5米。

从上海到北京高铁的距离是1318公里，这段距离每秒钟膨胀的速度是102.8米，相当于每小时370公里。此时，从上海开往北京的高铁，如果时速低于370公里的话，永远也无法抵达目的地。

在距离银河系2.2亿光年的长蛇座方向，有一个巨大的引力源，很可能是一个超级巨大的黑洞。银河系带着太阳系，正在以每秒钟超过1000公里的速度，向那个位置高速堕落。

但是地球永远也不会掉到那个大黑洞里面去，因为巨引源、地球之间宇宙空间膨胀的速度超过了地球掉进去的速度。

▍离开地球多远无法回来？

宇宙空间中所有物体的运动，都是由本身的运动，再叠加了宇宙空间膨胀得到的运动的总和。

离开地球多远无法回来，取决于我们的宇宙飞船到底能飞多快。

宇宙飞船飞行的最快速度就是光速，因为有质量壁垒存在，所以越接近光速质量越大，加速度越慢。

人类能够造得出来的最快的火箭是使用核动力驱动的火箭~猎户座计划。

这个火箭虽然只在图纸上存在过，但是已经造出了原形，证明它是可行的。猎户座计划使用5000吨当量的中子弹加热塑料盘形成等离子流，能够把宇宙飞船加速到0.1倍光速。

如果乘坐猎户座飞船，飞离地球超过13.6亿光年，就永远也回不来了。

即使有光速飞船，飞离地球超过136亿光年，也永远回不来了。

超过136亿光年的恒星发出来的光永远也不会抵达地球。

以前曾经在136亿光年远的星系，现在已经飞到了距离地球460亿光年的地方，所以我们一般说可观测宇宙的半径是460亿光年。

▍宇宙为什么会膨胀？

宇宙按照如此高的速度在膨胀，是科学家始料未及的。

上世纪初，广义相对论刚诞生时，爱因斯坦预测宇宙在大爆炸以后会先膨胀，然后到达膨胀的顶峰，以后会收缩，但是实际上并没有。

推动宇宙膨胀的能量科学没有办法描述，也没有办法解释，只能假定它是暗能量。

暗能量是一个不守恒的能量，会随着宇宙空间的膨胀不断的增加，所以宇宙空间的膨胀毫无减弱的迹象。

这股能量来源于哪里？应该在更高的维度。

这就如同推动地壳运动的能量来自于地心深处一样。

但是人类的科学家只能在三维空间中认识宇宙学规律，所以不可能理解高维度宇宙是如何运作的。

▍宇宙膨胀的最终后果是什么？

按照目前的观测，宇宙就这样永无止境膨胀。

这个膨胀的最终结果会导致大撕裂。也就是说在原子内部的空间会把原子胀破，同时把质子、中子也撑破，最后导致一切物体全部解体。