广寒基地建设任务-02

GHC-02广寒计划 · 首次载人登月

CZ-16A 搭载嫦娥飞船与吴刚着陆器升空
任务概况
任务编号	GHC-02
所属计划	广寒计划
乘组人数	6 人
状态	✅ 成功
发射与着陆
发射日期	2024-06-25 01:19
运载火箭	CZ-16A 长征十六号甲
载荷	嫦娥载人飞船 + 吴刚一号着陆器
月面着陆	2024-06-30 01:06
月面驻留	11 天（7 次 EVA）
返回着陆	2024-07-15 03:16（文昌回收场）
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广寒基地建设任务-02（GHC-02）是广寒计划的首次载人登月任务，也是整个计划从无人基建阶段跨入载人运营阶段的转折点。2024 年 6 月 25 日，CZ-16A 长征十六号甲运载火箭从文昌发射场将嫦娥载人飞船与吴刚一号月面着陆器的组合体送入地月转移轨道——六名宇航员在五天后踏上月球东方海，成为广寒基地的第一批入驻者。

在为期 11 天的月面驻留中，乘组执行了七次舱外活动，完成了四项里程碑式任务：冰轮一号与冰轮二号着陆器之间的柔性管道连接与燃料传输验证、冰轮组合体向吴刚一号着陆器的月面加注测试、广寒核心舱的首次人工激活与系统全面检查，以及东方海区域的月面地质样本采集。这些任务共同回答了一个核心问题：月面 ISRU 生产的燃料能否可靠地从生产端传输至使用端——答案是肯定的。

GHC-02 的技术遗产深远。吴刚一号在任务结束后留轨于 500×500 km LLO，成为广寒计划在月球轨道上随时可用的载人着陆器；月面燃料传输链路的验证直接为后续的金蟾物流环启动铺平了道路。从 GHC-02 开始，广寒计划不再仅仅是"部署硬件到月面"，而是正式进入了"人在月面操作"的新阶段。

任务详情

任务架构与飞行器配置

GHC-02 使用 CZ-16A 长征十六号甲运载火箭的月球组合体构型发射。CZ-16A 是 CZ-16 的高能量轨道优化型号——二级延长 6 m、安装 3 台 YF-215X Vac 全流量补燃循环液氧甲烷发动机，全箭总高 125.4 m，TLI 运力约 65 吨。这是整个长征火箭家族中体量最大的构型，也是唯一能够单次发射将嫦娥飞船+吴刚着陆器组合体送入地月转移轨道的火箭。

整流罩内的飞行器布局沿袭阿波罗计划的 CSM-LEM 逻辑，但进行了关键改进。吴刚一号着陆器固定在桁架结构上，嫦娥载人飞船位于顶部——两者在发射阶段呈"串联"布局，嫦娥飞船的主发动机朝下、前向对接口朝向吴刚顶部。TLI 注入完成后，整流罩纵向展开为两瓣，嫦娥飞船以 Hecate 主发动机完成一次 180° 调头机动，以前向对接口对接吴刚着陆器顶端，从桁架上将吴刚"拖出"。这一操作利用了嫦娥飞船自身的推进系统完成对接和提取，无需额外的转移级或服务舱干预。

组合体完成对接后进入巡航构型：嫦娥飞船在前（推进方向）、吴刚着陆器在后——两者通过顶部结构对接口刚性连接。嫦娥飞船的 Hecate 主发动机负责整个组合体在转移期间的轨道修正、近月制动和后续的月轨待命。这一飞行器耦合方式使得嫦娥飞船成为"可重复使用的指令/服务舱段"——在后续任务 GHC-03 和 GHC-04 中，同一型嫦娥飞船将再次使用，只需更换返回舱热盾即可。

嫦娥飞船与吴刚着陆器的任务分工

发射与地月转移（6 月 25 日至 29 日）

CZ-16A 于 2024 年 6 月 25 日 01:19 UTC 从文昌发射场点火升空。一级 15 台 YF-215X 发动机总推力约 42,000 kN（海平面），推重比约 1.28——对于全箭起飞质量约 3,295 吨的组合体而言，上升段加速度相对平缓，有助于乘组承受较低的峰值过载。

一级在分离后执行返场回收——15 台发动机中 5 台重新点火进行返场制动，4 片钛合金栅格翼（120°-60° 非对称布局，单片质量 960 kg）提供气动减速和升力飞行控制。一级最终垂直着陆于文昌发射场附近的陆上回收坪——这是 CZ-16A 的常规陆上返场模式，与 CZ-16 的海上航区回收模式不同。

二级 3 台 YF-215X Vac 发动机在约 4 分 30 秒后完成 TLI 注入，将嫦娥-吴刚组合体送入地月转移轨道。TLI Δv 约 3.1 km/s——CZ-16A 的 3 台二级发动机和延长储箱为此提供了充裕的推进剂余量，组合体无需自行补充 TLI（这一点与 CZ-10E 的部分 TLI 模式不同）。经过约 4.5 天的地月转移，组合体于 6 月 29 日抵达月球附近，嫦娥飞船执行近月制动。

月面着陆（6 月 30 日）

吴刚一号于 2024 年 6 月 30 日 00:39 与嫦娥飞船分离，开始独立的动力下降程序。下降分为三个阶段：

主减速段（00:39–01:01）：吴刚一号的 2 台 Hecate 液氧液氢发动机以全推力工作（单台 825 kN 真空推力），将水平速度从约 1.6 km/s 降至接近零。这一阶段消耗了下降段推进剂的约 65%，发动机羽流在高度 10 km 以上时对月面无显著影响。

接近段（01:01–01:04）：发动机关机，着陆器以弹道方式滑行下降至约 2 km 高度。此阶段着陆雷达扫描下方月面，与预装的东方海高分辨率 DEM 匹配——吴刚一号的制导计算机锁定冰轮一号作为参照点，计算相对于已知 ISRU 位置的精确着陆坐标。

末端下降段（01:04–01:06）：发动机重新点火，节流至约 40% 推力，吴刚一号以约 2 m/s 的下降速率匀速降落。着陆腿在最后 50 m 展开——4 条钛合金着陆腿（足垫直径 1.2 m）在触地瞬间吸收冲击。发动机在触地前约 0.5 秒关机。2024 年 6 月 30 日 01:06，吴刚一号成功着陆于东方海，着陆点位于广寒核心舱东北侧约 200 m、冰轮一号正东约 80 m。

柔性管道连接（7 月 1 日至 4 日）

EVA-1 和 EVA-2 是 GHC-02 任务中技术风险最高的两次舱外活动。冰轮一号和冰轮二号分别着陆在核心舱两侧——两者直线距离约 120 米。乘组需将预装在冰轮一号侧壁的柔性管道卷轴展开，沿月面拖拽至冰轮二号，在极端温差环境下完成对接和密封。

月面温差对管道密封件的影响极为苛刻——月昼正午约 120°C 至月夜约 −180°C，温差近 300°C。对接机构采用两级密封设计：第一级为金属 C 形环（耐压密封），第二级为氟橡胶 O 形环（冗余密封）。对接完成后先充入低压氦气（约 50 psi）进行压力检漏——氦分子极小，一旦泄漏可在低浓度下被质谱仪检测到——确认密封性后才开始传输液氢液氧。

月面燃料传输验证（7 月 3 日至 5 日）

这两次无人操作的燃料传输是整个 GHC-02 任务中最关键的里程碑。液氢常压沸点 −253°C，在月面真空环境下极易气化——管道传输必须维持足够背压和流量，利用流动液氢自身的蒸发气提供自增压，而非依赖主动泵送。这一传输机制在理论上可行，但从未在月面真实环境下验证过。

第一次测试：冰轮一号储箱压力从 4.8 bar 降至 3.1 bar——燃料正在流出；冰轮二号储箱液位计从空罐状态上升至约 47%——约 40 吨液氢液氧成功跨月面传输。第二次测试进一步验证了向不同航天器（吴刚一号）传输燃料的可行性——通过转换接头解决吴刚加注接口与冰轮输出端口之间的直径差异，证明柔性管道方案具有跨飞行器类型的通用性。

核心舱激活（7 月 7 日至 9 日）

连续三天的核心舱激活是基地从"硬件到位"到"可以办公"的关键步骤。核心舱自 GHC-01 着陆后已在惰性氮气气氛下休眠约一个半月。

• EVA-4：气闸舱功能测试——完成完整加压/泄压循环，确认密封组件无着陆冲击变形。首次启动 ECLSS 氧气生成回路——电解系统产出约 2.1 kg/h 氧气（满足 6 人需求）。CO₂ 洗涤器正常。发现 3 处航电布线端子因发射振动松动——紧固后恢复。
• EVA-5：环境监控面板全面校准——温度、湿度、CO₂ 分压、O₂ 分压、气压传感器逐一校验。休息区折叠铺位和睡袋挂点全部就位。主操作区全系统监控界面启动，集成显示冰轮 ISRU 产能和核心舱环境参数。
• EVA-6：通信终端多模式测试——S 波段直连（文昌）、Ka 波段中继（月球卫星）和 UHF 本地链路均正常。蓄电池在模拟日食条件下连续供电 36 小时。大气泄漏率低于 0.01 psi/h——满足设计要求。

最终 EVA 与月面采样（7 月 10 日）

EVA-7 是历时最长的一次（9 小时 36 分钟）。小组 1 断开吴刚一号与冰轮组合体的所有物理连接——柔性管道通过快速断开接头脱离，两侧自动密封阀在断开瞬间关闭防止泄漏。小组 2 在基地东南约 500 m 采集第二批月面样本——包括东方海玄武岩、撞击溅射物和表层月壤。全体乘组在核心舱前合影——六名宇航员在"GHC-01"铭牌前站成一排，这张由吴刚一号外部摄像头拍摄的照片成为广寒计划最具标志性的影像。

返回与吴刚留轨（7 月 11 日至 15 日）

乘组于 7 月 11 日乘坐吴刚一号从月面起飞——2 台 Hecate 发动机全推力工作约 7 分钟，上升段 Δv 约 1.85 km/s——进入 100×100 km 初始轨道后，通过约 3.5 小时轨道追赶与嫦娥飞船对接。乘组携带约 15 kg 月面样本通过加压通道转移至返回舱。

7 月 12 日，吴刚一号与嫦娥飞船分离并执行小型轨道机动（Δv ~50 m/s）提升至 500×500 km 圆形停泊轨道——这是广寒计划选定的留轨标准高度，在此高度上月球非均匀引力场引起的轨道衰变最小。吴刚一号在此等待后续任务（GHC-03、GHC-04）的再次调用。

嫦娥飞船于 7 月 12 日执行 Trans-Earth Injection——Hecate 主发动机 Δv 约 1.0 km/s。经约 3 天地月返回后，服务舱于 7 月 15 日分离并销毁于大气层。返回舱以约 11 km/s 进入大气层，烧蚀热盾承受峰值热流约 1.2 MW/m²、峰值减速约 5g。引导伞在约 10 km 高度展开，70 m 主伞在约 3 km 完全展开，着陆于文昌回收场距预定坐标仅 149 m。

GHC-02 被评为广寒计划从"硬件部署"到"系统运营"的决定性转折点。全部四项核心目标达成，无重大异常。

• 燃料传输的战略意义：月面氢氧燃料的跨着陆器传输是广寒物流体系中最脆弱的单一环节。如果失败，金蟾转移级往返 LLO↔LEO 和吴刚着陆器复用将全部瘫痪。GHC-02 用一个简单方案解决了这个问题——管道从冰轮侧壁卷轴展开（无需额外部署）、自增压传输（无需泵送）、快速断开接头（支持反复连接）。
• 吴刚留轨的战略价值：吴刚一号留轨于 LLO，使后续载人任务（GHC-03、GHC-04）只需将新乘组送至 LLO 对接已在轨等待的着陆器即可——无需每次从地球发射新着陆器，大幅降低后续任务成本。
• 基地运营起点：GHC-02 完成后，广寒基地拥有：已激活加压核心舱（ECLSS 全功能）、两艘已连接冰轮着陆器（燃料传输链路验证）、一台留轨吴刚着陆器（LLO 500×500 km）、约 40 吨可调用氢氧燃料——这四项资产构成物流运营的基础。

EVA 日志

关键成果

• 月面 ISRU 燃料跨着陆器传输：首次在月面真空和极端温差环境下通过柔性管道实现冰轮一号→冰轮二号的氢氧燃料传输。传输量约 40 吨，液氢温度维持 −253°C 至 −251°C，背压稳定在 3~5 bar——验证了自增压方案在月面环境下的工程可行性。
• 月面 ISRU→使用终端全链路闭环：冰轮组合体→吴刚一号的燃料加注成功——约 12 吨氢氧燃料进入吴刚储箱。这标志着"ISRU 生产→冰轮储存→管道传输→航天器加注"四节点月面燃料链路的首次完整验证。
• 广寒核心舱激活：核心舱首次由乘组进入并激活全部系统。ECLSS 以 6 人全负荷运行超过 72 小时，大气泄漏率低于 0.01 psi/h。核心舱确认具备支持未来长期驻留的基本功能。
• 月面地质样本采集：两次采集共获得约 15 kg 月面样本——后续分析确认水冰含量约 5.8 wt%，与前期遥感估算高度吻合。
• 吴刚留轨复用体系建立：吴刚一号留轨于 500×500 km LLO——广寒计划首台"库存载人着陆器"。留轨状态下的推进剂温度、航电待机功耗和 RCS 蒸发率提供了长期留轨基准数据。

基地拓扑图

下图以 GHC-02 任务结束时为默认时间锚点，展示广寒基地核心舱、冰轮着陆器与吴刚着陆器的结构拓扑。可在图内切换任务或指定时间，查看基地结构随建设进度的变化。

参见

• 广寒计划总览
• GHC-02 任务图集（18 张影像）
• GHC-01 — 核心舱部署
• GHC-03 — 电力模块部署与金蟾物流首航
• 嫦娥载人飞船
• 吴刚月面着陆器
• 冰轮可复用着陆器
• CZ-16A 长征十六号甲