冰轮部署任务-03

BL-03广寒计划 · 首艘 Block 2 冰轮
冰轮三号发射
CZ-16 搭载冰轮三号(Block 2 首航)升空
任务概况
任务编号BL-03
所属计划广寒计划
状态✅ 飞行中 / 待补充
发射与轨道
发射日期2024-09-18 03:00
运载火箭CZ-16 长征十六号
载荷冰轮三号(货运型,Block 2)
近月制动2024-09-22 23:20
着陆窗口广寒标准 LLO 窗口 — 2024-09-23
任务导航
任务导航BL-02

冰轮部署任务-03冰轮着陆器 Block 2 的首航,于 2024 年 9 月 18 日发射。冰轮三号(Block 2)在 Block 1 基础上延长了燃料箱(全高 36.7 m,内部燃料容量 121.6 吨,较 Block 1 增加 25 吨)、加宽了货仓(内部净宽 5.6 m),并取消了顶部保温燃料箱改以 32 层 MLI 增强层替代——节省约 1.4 吨结构质量。冰轮三号着陆后,广寒冰轮编队增至三艘,总燃料上行能力超过 250 吨,为金蟾物流环提供充裕的运力基础。

冰轮部署任务-03 是广寒计划的第三次冰轮部署任务。发射时正值 广寒基地建设任务-03 任务期间——嫦娥四号乘组正在广寒基地执行电力模块安装,冰轮部署任务-03 的冰轮三号将在 LLO 等待合适的着陆窗口后下降至东方海,加入冰轮编队。Block 2 冰轮的三方面升级——燃料箱延长、货仓加宽、MLI 替代顶部保温箱——使其燃料上行和模块运输能力显著超越 Block 1,将成为后期金蟾物流环的主力运输器。

任务背景

广寒基地建设任务-03 任务结束后,广寒基地的物流需求发生了结构性变化。冰轮二号被指定为专职燃料运输冰轮,冰轮一号计划在拆除 ISRU 设备后同样转为货运型——这意味着月面 ISRU 燃料生产将完全由新部署的基地级 ISRU 模块(广寒 01 电力模块集成的 ISRU 系统)承担,而两艘 Block 1 冰轮将专注于燃料上行运输(LLO ↔ 月面)。

在此背景下,冰轮部署任务-03 引入 Block 2 冰轮具有双重意义:一是验证 Block 2 增大的燃料箱和延长货仓在实际飞行中的性能——包括发射段结构载荷、近月制动时的推进剂晃动特性和着陆腿对新重心的适应性;二是为冰轮编队注入更大的运力——Block 2 的 121.6 吨内部燃料容量意味着在执行模式 C(燃料上行)时,自用燃料余量更大,可为金蟾转移级交付的外挂燃料提供更充裕的 Δv 安全裕度。

冰轮部署任务-03 的地月转移利用了广寒标准 LLO 窗口——2024 年 9 月 23 日的着陆窗口(参考窗 A)。长征十六号运载火箭于 9 月 18 日 03:00 发射——这是发射窗口(着陆窗口减去 5 天地月转移时间)。经过约 5 天的地月转移后,于 9 月 22 日 23:20 执行近月制动进入 LLO。

任务详情

发射与地月转移(9 月 18 日至 22 日)

2024 年 9 月 18 日 03 时 00 分,长征十六号运载火箭搭载冰轮三号(Block 2 货运型首航)从文昌发射场发射升空。此时正值 广寒基地建设任务-03 任务期间——嫦娥四号乘组正在广寒基地执行电力模块安装。03 时 04 分一二级分离,一级开始航区回收程序;03 时 09 分二级 TLI 注入完成,冰轮三号进入地月转移轨道。

经过约 5 天的地月转移飞行,冰轮三号于 9 月 22 日 23 时 20 分执行近月制动,进入 100×100 km 绕月轨道(LLO)。Block 2 延长的燃料箱(全高 36.7 m,内部燃料容量 121.6 吨)和 32 层 MLI 增强层在地月转移期间首次接受实际飞行环境的考验——发射段结构载荷、推进剂晃动特性以及 MLI 保温性能均通过遥测数据实时监测。

月面着陆(9 月 23 日)

9 月 23 日,冰轮三号执行动力下降,利用广寒标准 LLO 着陆窗口着陆于月球东方海。着陆过程中 Block 2 的着陆腿设计——针对延长箭体带来的重心变化进行了加强——在月面软着陆中表现正常。冰轮三号着陆后,广寒冰轮编队增至三艘:冰轮一号(Block 1,待 ISRU 拆除后转为货运型)、冰轮二号(Block 1,货运型,专职燃料上行)和冰轮三号(Block 2,货运型,大运力模块运输)。三艘冰轮的总燃料上行能力(单次 LLO 交付)超过 250 吨液氢液氧——这意味着金蟾一号和后续的金蟾二号可在单次物流循环中获得足够的地月往返燃料,无需等待多轮月面生产积累。

Block 2 首航验证

作为冰轮 Block 2 的首航,冰轮部署任务-03 承担了多项关键技术验证目标:

任务展望

冰轮三号着陆后,广寒基地的冰轮编队将形成三艘可运作着陆器的规模:冰轮一号(Block 1,待 ISRU 拆除后转为货运型)、冰轮二号(Block 1,货运型,专职燃料上行)和冰轮三号(Block 2,货运型,大运力模块运输)。三艘冰轮的总燃料上行能力(单次 LLO 交付)超过 250 吨液氢液氧——这意味着金蟾一号和后续的金蟾二号可在单次物流循环中获得足够的地月往返燃料,无需等待多轮月面生产积累。

冰轮三号在 广寒基地建设任务-04 任务后期(2024 年 10 月)参与了广寒 02 模块的接驳和月面着陆——这是 Block 2 冰轮首次执行实际的模块运输任务,也是金蟾物流环中"LLO 接收→月面下行"环节的首次 Block 2 实战验证。

任务成果

参见