隨著人類對月球探索的不斷深入,航天技術的邊界也在不斷被挑戰。然而,面對月球的特殊環境,一些看似先進的地球航空技術卻遇到了前所未有的障礙。特別是直升機類航空器,在月球上執行任務幾乎成為不可能。
月球的環境條件與地球截然不同,其中最顯著的是大氣層的缺失。月球表面是一個超高真空的環境,大氣密度僅為地球的百億分之一。這意味著,傳統直升機依賴的空氣動力學旋翼系統在月球上完全無法工作,無法產生必要的升力。月球的重力僅為地球的六分之一,但在真空環境下,旋翼根本無法形成有效升力。因此,反推火箭推進成為了月球上唯一可行的移動方案。
面對這樣的挑戰,中國的載人登月計劃采取了火箭反推著陸與月球車巡視相結合的技術方案。在著陸階段,通過“攬月”著陸器的變推力發動機實現月面軟著陸,這需要極其精準的推進劑管理和姿態控制技術。一旦著陸成功,航天員將駕駛電動月球車進行勘探。這款月球車不僅具備密封艙和科學載荷搭載能力,還能在惡劣的月壤環境下穩定運行,為航天員提供必要的移動和保護。
與此同時,有人提出了將地球上的武裝直升機,如武直-21,用于月球探索的想法。然而,這一想法很快就被現實所擊碎。武直-21是基于直-20平臺的重型武裝直升機,專為大氣層內作戰而設計。其依賴空氣的旋翼系統和燃油發動機在月球的真空環境中完全失效,動力架構與月球環境格格不入。更重要的是,武直-21的預估起飛重量超過10噸,而當前將載荷送入地月軌道的成本高昂,遠遠超出了經濟可承受的范圍。
盡管如此,人類對月球的探索并未停止。未來,月球探測可能會采用更加靈活和適應性強的技術方案。例如,跳躍式探測器可以利用小型火箭發動機實現短距離彈跳移動,更好地適應月面復雜的地形。可變形機器人集群也是一個值得探索的方向,輕量化模塊化的機器人可以協同作業,降低單一設備故障對整個任務的影響。同時,原位資源利用(ISRU)技術的發展,將使人類能夠在月球上利用月壤3D打印基礎設施,減少對地球物資的依賴。