广寒基地建设任务-05

GHC-05广寒计划 · 首次乘组轮换与基地大规模扩建
CZ-16A发射
CZ-16A 搭载嫦娥六号与吴刚二号升空(影像待补充:GHC-05 专属任务影像)
任务概况
任务编号GHC-05
所属计划广寒计划
乘组人数6 人
任务状态成功
发射与着陆
发射日期2024-12-08 20:52(载人)
2024-12-16 20:55(货运)
运载火箭CZ-16A(载人)
CZ-16(货运)
主要载荷嫦娥六号
吴刚二号(Block 2)
广寒 03 扩建模块
月面着陆2024-12-14 04:21
吴刚二号,手动模式
返回着陆2025-01-22 10:52
文昌回收场
任务纪录
月面驻留35 天(18 次 EVA)
再入速度11,530 m/s
最大过载7.8 G
任务导航GHC-04 · GHC-06

GHC-05 是广寒计划的第二次载人常驻任务,也是首次乘组轮换任务。GHC-05 乘组在任务末期与 GHC-06 乘组完成交接,指令长 Valentina Kerman 将广寒基地指挥权正式移交 Armor Kerman。六人乘组在月面驻留 35 天,执行 18 次舱外活动,将广寒 03 扩建模块的四个新舱段——温室舱段、居住舱段一号、居住舱段二号和实验舱段——全部安装到位,广寒基地的居住容量从 6 人临时驻留提升至 10 人长期常驻。

任务期间创造了多项纪录。吴刚二号是首艘 Block 2 吴刚着陆器,着陆时因高度雷达软件故障,乘组切换为手动模式,飞越预定目标 4 公里后成功修正并着陆。嫦娥六号返回时再入速度达 11,530 m/s,为嫦娥飞船最快返回纪录;返回舱最大过载 7.8 G,同样创下嫦娥飞船纪录。任务末期,GHC-05 与 GHC-06 两批六人乘组共 12 人在月面首次会合,完成联合 EVA 维护和指挥权交接。

任务背景

GHC-04 将广寒基地整合为互联前哨站——三艘冰轮实现燃料和电力联网、核反应堆满功率运行、吴刚一号与核心舱之间建立加压连接——但基地的居住容量仍然是瓶颈。核心舱仅能容纳 6 人临时驻留,没有专门的生活舱段、温室或实验空间。GHC-05 的核心目标是扩建:部署广寒 03 模块,将温室舱段、两间居住舱段和实验舱段直接安装至核心舱的西、南、北、东四个接口,并重新建立通往电力模块与吴刚二号的两条外部加压连接,使基地具备 10 人长期常驻的居住容量。

与此同时,GHC-05 承担了广寒计划的首次乘组轮换任务。Valentina Kerman——GHC-02 的嫦娥飞船飞行员、GHC-05 的指令长——将在任务结束时将基地指挥权移交给 GHC-06 指令长 Armor Kerman(前 GHC-03 任务专家)。这标志着广寒基地从短期探险前哨向持续运营设施的转型。

任务采用双发射构型:长征十六号甲型运载火箭于 12 月 8 日发射嫦娥六号与吴刚二号组合体(首艘 Block 2 吴刚),乘组在 LLO 换乘吴刚二号后着陆月面;长征十六号运载火箭于 12 月 16 日发射广寒 03 模块,经金蟾一号转运至 LLO 后由冰轮三号接驳下行至月面。同期,12 月 23 日长征十号戊型运载火箭执行 JC-02 任务,将金蟾二号部署至 400 公里圆形停泊轨道,广寒物流体系自此具备双金蟾并行运输能力。

乘组

角色姓名EVA 小组备注
指令长Valentina KermanEVA 小组 1前 GHC-02 嫦娥飞行员;首次担任指令长
嫦娥飞船飞行员Ribmund KermanEVA 小组 2首次执行广寒任务
任务专家Robo KermanEVA 小组 1
任务专家Jengan KermanEVA 小组 1
任务专家Gersted KermanEVA 小组 2
任务专家Bob KermanEVA 小组 2

任务详情

发射与地月转移(12 月 8 日至 13 日)

2024 年 12 月 8 日 20 时 52 分,长征十六号甲型运载火箭搭载嫦娥六号载人飞船与吴刚二号月面着陆器组合体从文昌发射场升空。这是长征十六号甲型火箭的第三次发射,也是首次携带吴刚着陆器。发射阶段顺利,一级在完成推进后于海上驳船成功回收。21 时 20 分,组合体完成地月转移点火。22 时 55 分,嫦娥六号与上面级分离后掉头与吴刚二号完成对接,组合体进入地月转移轨道。

经过约 5 天的自由飞行,12 月 13 日 19 时 25 分,嫦娥六号执行近月制动,组合体进入绕月轨道。随后嫦娥六号与吴刚二号分离,吴刚二号开始独立进行着陆前系统检查。

月面着陆——手动模式下的紧急修正(12 月 14 日)

12 月 14 日凌晨,吴刚二号开始变轨准备着陆。在下降过程中,高度雷达出现软件故障——数据在约 4 公里高度处开始剧烈跳动,无法提供可靠的测距信息。乘组立即切换为手动着陆模式,通过窗外目视参考和惯性导航数据控制下降。由于故障发生在下降关键阶段,吴刚二号飞越了预定着陆点约 4 公里。指令长 Valentina Kerman 保持冷静,依靠训练有素的手动操控,最终在 04 时 21 分成功着陆于东方海广寒基地附近,距预定目标点的偏差在安全范围内。

着陆后,乘组检查了着陆器各系统状态。地面中心分析遥测数据后确认故障原因为高度雷达的软件异常——传感器硬件本身完好,但数据处理模块在特定高度区间产生了错误输出。地面中心编制了远程更新补丁并上传至吴刚二号的航电系统,解决了该问题。吴刚二号是首艘 Block 2 吴刚着陆器,此次着陆也是吴刚着陆器首次在手动模式下完成的月面着陆。

冰轮燃料转运与金蟾周转(12 月 14 日至 16 日)

着陆当日 08 时 22 分,EVA 小组 1 开始首次舱外活动(EVA-1),历时 2 小时 38 分钟,将吴刚二号通过结构连接和加压管道接入广寒基地。乘组随后入驻广寒核心舱,与已在基地无人值守运行数月的各系统完成会合。吴刚二号是首艘接入广寒基地的 Block 2 吴刚着陆器,其对接接口与核心舱现有接口完全兼容,无需适配器。

12 月 15 日凌晨,EVA 小组 2 执行 EVA-2,将冰轮二号与广寒基地断开连接,为其无人起飞做准备。当日 12 时 10 分,冰轮二号从月面无人起飞,与等候在绕月轨道的金蟾一号交会对接。冰轮二号携带了自 GHC-04 以来由基地级 ISRU 生产的氢氧燃料,在对接后向金蟾一号完成燃料转移。加注完成后,冰轮二号与金蟾一号分离并于 12 月 16 日凌晨返回月面着陆。金蟾一号于当日 17 时 57 分点火返回地球,前往 LEO 接收广寒 03 模块。

12 月 16 日凌晨,EVA 小组 1 执行 EVA-3,历时 7 小时 16 分钟,完成了一项自 GHC-04 遗留下来的维修任务——更换冰轮三号在 GHC-04 EVA-4 中损坏的太阳能电池板。乘组卸下碎裂的旧面板,安装新面板并完成电气连接测试,冰轮三号恢复全功率输出。至此,三艘冰轮着陆器的发电能力全部正常。

广寒 03 模块的发射与地月转运(12 月 16 日至 23 日)

12 月 16 日 20 时 55 分,长征十六号运载火箭从文昌发射场发射广寒 03 模块与氢氧燃料组合体至近地轨道。广寒 03 模块包含四个独立舱段——温室舱段、居住舱段一号、居住舱段二号和实验舱段——在发射时以紧凑构型集成于一个货运托盘上,总质量约 54.1 吨。四个舱段均处于运输构型:温室高 2.8 米、长 8.7 米、宽 5.0 米(13.5 吨);两间居住舱各高 2.7 米、长 6.2 米、宽 5.0 米(各 12.2 吨);实验舱高 2.7 米、长 7.5 米、宽 5.0 米(14.2 吨——四个舱段中质量最大的单体)。此外,货盘还搭载了两套预制加压走道连接组件,分别用于居住舱段一号至电力模块、温室舱段至吴刚二号的外部连接。

12 月 17 日,金蟾一号经过约两天的地月返回飞行后减速泊入 LEO,与广寒 03 模块完成对接。金蟾一号随后从长征十六号上面级接收燃料加注,完成加注后携带广寒 03 模块与上面级分离。12 月 18 日 00 时 37 分,金蟾一号执行地月转移点火,开始了为期约 5 天的月球航行。

12 月 22 日 18 时 26 分,金蟾一号完成近月制动,进入绕月轨道。19 时 46 分,冰轮三号从月面无人起飞,于 21 时 40 分在绕月轨道与金蟾一号交会并接收广寒 03 模块。12 月 23 日 01 时 11 分,冰轮三号搭载广寒 03 模块成功着陆于东方海广寒基地。

当日 14 时 23 分,长征十号戊型运载火箭从文昌发射场发射金蟾二号(JC-02 任务),金蟾二号顺利进入 400 公里圆形停泊轨道,与已在轨运行半年的金蟾一号形成双金蟾编队。自此广寒物流体系首次具备并行运输能力。

广寒 03 模块卸载前准备(12 月 18 日至 20 日)

在等待金蟾一号携带广寒 03 模块飞向月球期间,GHC-05 乘组执行了两次 EVA 进行准备工作。

12 月 18 日,EVA 小组 2 执行 EVA-4,将冰轮三号与广寒基地断开连接,为其后续起飞接驳广寒 03 模块做准备。12 月 20 日,EVA 小组 1 执行 EVA-5,对基地级 ISRU 模块和采矿装置进行了例行维护——清洁采矿车关节轴承、检查固体氧化物电解槽膜电极状态、确认氢氧储罐压力正常。维护期间,乘组还采集了一批月面样本用于实验舱后续的材料分析研究。

广寒 03 模块卸载(12 月 24 日至 25 日)

冰轮三号着陆后次日,12 月 24 日,EVA 小组 1 执行 EVA-6,开始了广寒 03 模块的卸载作业(7 小时 45 分钟)。首先将温室舱段(13.5 吨)和居住舱段一号(12.2 吨)从冰轮三号货仓中卸下。模块沿货仓导轨滑出后,由月面吊机逐一转移至核心舱西侧(温室)和南侧(居住舱段一号)的暂存区。温室舱段的折叠框架在运输中保持锁定状态,暂不展开。

12 月 25 日,EVA 小组 2 执行 EVA-7(8 小时 26 分钟),将居住舱段二号、实验舱段(14.2 吨)以及两套加压走道连接组件从冰轮三号货仓卸下。居住舱段二号和实验舱段安置于核心舱北侧和东侧的暂存区,走道组件分别安置于基地南侧和西侧的预定位置。冰轮三号货仓至此清空。

基地电力重构(12 月 26 日)

在正式开始舱段安装之前,需要将核心舱从现有电力拓扑中临时分离出来。12 月 26 日,EVA 小组 2 执行 EVA-8(8 小时 35 分钟),完成了基地电力架构的临时重构。

首先,乘组从吴刚二号向核心舱铺设了临时供电电缆——吴刚二号的燃料电池系统(峰值输出 21.6 千瓦)接入核心舱配电柜,核心舱电力来源从电力模块切换至吴刚二号,确保核心舱的环控和监控系统在后续操作中持续运行。随后执行了三项断开操作:断开电力模块与核心舱三号位(南侧)之间的主供电电缆、配电数据链路和加压走道,电力模块从核心舱分离并独立停放于南侧原位;断开吴刚二号与核心舱四号位(西侧)之间的加压走道和结构连接,吴刚二号从四号位分离,但维持临时供电电缆连接;拆除三号位和四号位原有的走道对接环,暴露出四个对接口。核心舱在操作全程由吴刚二号通过临时电缆持续供电。

四个舱段的安装与展开(12 月 27 日至 30 日)

12 月 27 日,EVA 小组 1 执行 EVA-9(8 小时 35 分钟),将温室舱段从暂存区吊装至核心舱四号位(西侧)。完成结构锁定后,手动展开温室折叠框架——四组折叠臂逐一展开,温室从运输构型(高 2.8 米、长 8.7 米、宽 5.0 米)展开至工作构型(高 3.2 米、长 8.7 米、宽 7.4 米)。透明面板在框架展开后自动解锁,乘组逐块检查面板密封条和铰链状态,确认全部正常。温室内部照明和温度传感器线缆接入核心舱监控系统。温室舱段远端预留了对接口,为后续接入吴刚二号做准备。

12 月 28 日,EVA 小组 1 执行 EVA-10(8 小时 46 分钟),将居住舱段一号吊装至核心舱三号位(南侧)。结构锁定后触发自动展开程序——舱体从运输构型(高 2.7 米、长 6.2 米、宽 5.0 米)展开至居住构型(高 3.2 米、长 6.2 米、宽 7.6 米),四个折叠铺位和两个睡袋挂点全部就位。展开完成后,将独立停放于南侧的电力模块通过加压走道连接至居住舱段一号的远端对接口,形成电力模块经居住舱段一号向核心舱供电的新电力链路。核心舱配电柜确认电力从吴刚二号切回电力模块(经居住舱段一号桥接),供电参数正常。随后解除吴刚二号临时供电电缆并收拢存放。

12 月 29 日,EVA 小组 2 执行 EVA-11(8 小时 33 分钟),将居住舱段二号吊装至核心舱一号位(北侧)。自动展开程序触发后,舱体展开至居住构型(高 3.2 米、长 6.2 米、宽 7.6 米,四个铺位加两个睡袋)。展开过程中西侧折叠臂在初始解锁时出现短暂卡滞,乘组手动辅助释放后恢复正常。完成后两间居住舱段合计提供 12 人标准铺位和 4 个临时睡袋挂点,广寒基地首次具备 10 人长期驻留的居住容量。

12 月 30 日,EVA 小组 1 执行 EVA-12(8 小时 28 分钟),将实验舱段吊装至核心舱二号位(东侧)。运输构型高 2.7 米、长 7.5 米、宽 5.0 米(14.2 吨),展开后高 3.2 米、长 7.5 米、宽 7.5 米,为四个新舱段中质量最大的单体。展开后乘组进入实验舱,启动内部航电设备架、实验台电源接口和独立环控回路。实验舱配备三个可独立调温的实验区,分别支持生物培养、材料科学和地质分析。

外部加压连接与气密复核(12 月 31 日至 1 月 1 日)

四个舱段全部直接安装至核心舱节点后,乘员可经核心舱在各舱段之间通行。基地随后重建两条对外加压连接:居住舱段一号向南连接电力模块北部,温室舱段向西连接吴刚二号。四个舱段外围没有设置环形加压走道。

12 月 31 日,EVA 小组 2 执行 EVA-13(8 小时 44 分钟),将吴刚二号通过加压走道连接至温室舱段远端对接口,并对居住舱段一号至电力模块的既有南向走道进行结构复查。两条走道均完成结构锁紧、密封环压紧和 50 psi 低压氦气检漏,在五分钟观测期内无压降;走道内部照明、通信和应急关闭机构测试正常。

2025 年 1 月 1 日,EVA 小组 1 执行 EVA-14(8 小时 47 分钟),对核心舱与四个新舱段的直接安装接口,以及两条外部加压走道的全部对接面进行气密复核。乘组同时检查了温室远端接口、居住舱段一号远端接口和走道外部支撑件,未发现泄漏或结构异常。至此,核心舱、四个新增舱段、电力模块与吴刚二号形成完整的加压通行网络。

全基地整合验证(1 月 2 日)

1 月 2 日,EVA 小组 1 和小组 2 联合执行 EVA-15(7 小时 38 分钟),进行全基地整合验证。测试内容包括:温室照明系统和温度传感器校准、居住舱段一号和二号环控回路满负荷测试(12 人等效热负荷)、实验舱三个温区的独立运行测试、核心舱四个安装接口及两条外部加压走道的 48 小时密封保持确认、电力模块经居住舱段一号向核心舱供电的链路冗余切换测试。核反应堆功率从 GHC-04 末期的 100% 下调至 30%,以匹配新增舱段的电力需求。

所有测试项目全部通过。广寒基地的居住容量正式从 6 人临时驻留提升至 10 人长期常驻。乘组在扩建后的广寒基地前列队合影,纪念这一里程碑。

核燃料更换测试(1 月 7 日)

1 月 7 日,EVA 小组 1 执行 EVA-16(8 小时 37 分钟),进行了广寒基地历史上首次月面核燃料组件更换操作。乘组在核反应堆燃料舱内按照标准流程更换了一个燃料组件,将使用过的废料组件转移至废料储存舱。核反应堆在更换燃料后持续稳定运行,功率维持稳定。这次测试验证了在月面环境(低重力、极端温差)下执行核燃料更换的完整操作流程,为基地反应堆的长期维护建立了操作基准。

首次月面乘组轮换(1 月 11 日至 15 日)

1 月 6 日 12 时 28 分,长征十六号甲型运载火箭搭载嫦娥七号与吴刚三号组合体执行 GHC-06 任务发射。发射过程中一台 YF-215X 发动机出现异常关机,但发射任务仍然成功,组合体进入预定轨道。经过约 5 天的地月转移和轨道操作,1 月 11 日 18 时 49 分,吴刚三号成功着陆于东方海广寒基地。两批六人乘组——GHC-05 乘组与 GHC-06 乘组——共 12 人在月面首次会合。

1 月 12 日,GHC-06 EVA 小组 1 将吴刚三号通过柔性加压管道连接至广寒基地。1 月 14 日,GHC-06 EVA 小组 2 执行了冰轮一号 ISRU 系统的关闭作业——采矿车停机、固体氧化物电解模块降温、管路排空——标志着冰轮一号正式从 ISRU 生产型转为专职燃料运输型。1 月 15 日,GHC-05 EVA 小组 1 与 GHC-06 EVA 小组 1 联合执行 EVA-17(7 小时 38 分钟),对 ISRU 模块和采矿装置进行维护,确认所有设备运行正常。乘组随后在基地前列队合影。

指令长 Valentina Kerman 将广寒基地钥匙(象征基地控制权)正式交接给 GHC-06 指令长 Armor Kerman。Armor Kerman 此前在 GHC-03 中作为任务专家积累了月面作业经验,此次在 GHC-06 中首次担任指令长。广寒基地完成了建站以来的首次指挥权交接,GHC-06 乘组正式接管基地运营。

撤离与返回(1 月 18 日至 22 日)

指挥权交接完成后,GHC-05 乘组开始撤离准备。1 月 18 日,EVA 小组 1 执行 EVA-18(3 小时 36 分钟),从吴刚二号侧断开与温室舱段之间的加压走道连接,收拢管道并固定于核心舱外侧存储位。确认吴刚二号与基地之间所有物理连接均已解除后,乘组在吴刚二号内进行起飞前系统检查。

1 月 19 日 08 时 38 分,吴刚二号从月面起飞。当日 20 时 40 分,吴刚二号与等候在绕月轨道的嫦娥六号完成对接。乘组转移至返回舱后,嫦娥六号携带吴刚二号升轨至 500 公里圆形停泊轨道。1 月 20 日 02 时,嫦娥六号与吴刚二号分离——吴刚二号留在停泊轨道等待后续任务调用,嫦娥六号于 05 时点火返回地球。

本次返回是嫦娥飞船迄今最快的一次地月返回。1 月 22 日 10 时 32 分,返回舱以 11,530 m/s 的速度再入大气层,峰值过载达到 7.8 G,两项均创下嫦娥飞船纪录。10 时 52 分,返回舱着陆于文昌回收场,距预定目标 268 米,偏西北方向。乘组状态良好,返回舱状态良好。GHC-05 任务正式结束。

EVA 日志

#日期时长小组操作摘要
EVA-112-142h 38m小组 1吴刚二号接入广寒基地;乘组入驻核心舱
EVA-212-153h 12m小组 2断开冰轮二号与基地连接,为无人起飞做准备
EVA-312-167h 16m小组 1更换冰轮三号损坏的太阳能电池板,恢复全功率输出
EVA-412-187h 22m小组 2断开冰轮三号与基地连接,为后续接收广寒 03 模块做准备
EVA-512-207h 24m小组 1维护 ISRU 模块和采矿装置;采集月面样本
EVA-612-247h 45m小组 1从冰轮三号卸下温室舱段和居住舱段一号,转移至暂存区
EVA-712-258h 26m小组 2从冰轮三号卸下居住舱段二号、实验舱段及两套加压走道连接组件
EVA-812-268h 35m小组 2基地电力重构:核心舱切换至吴刚二号临时供电;断开电力模块和吴刚二号与核心舱的连接
EVA-912-278h 35m小组 1温室舱段吊装至四号位(西侧),手动展开折叠框架至工作构型
EVA-1012-288h 46m小组 1居住舱段一号吊装至三号位(南侧),自动展开;电力模块接入居住舱段一号远端
EVA-1112-298h 33m小组 2居住舱段二号吊装至一号位(北侧),自动展开(西侧折叠臂卡滞,手动辅助释放)
EVA-1212-308h 28m小组 1实验舱段吊装至二号位(东侧),自动展开;启动航电和环控回路
EVA-1312-318h 44m小组 2吴刚二号连接至温室远端;复查居住舱段一号至电力模块走道并完成两条走道检漏
EVA-1401-018h 47m小组 1复核核心舱四个安装接口及两条外部加压走道的气密性和结构状态
EVA-1501-027h 38m小组 1+2全基地整合验证;核反应堆升至 30% 功率;基地正式达到 10 人常驻容量
EVA-1601-078h 37m小组 1核反应堆燃料组件更换测试,废料转移至废料舱
EVA-1701-157h 38mGHC-05 小组 1 + GHC-06 小组 1联合维护 ISRU 和采矿装置;指挥权交接仪式
EVA-1801-183h 36m小组 1断开吴刚二号与温室舱段之间的加压走道,确认所有物理连接已解除

基地扩建成果

GHC-05 结束后,广寒基地完成了从单一核心舱加电力模块到多舱段互联基地的蜕变:

基地拓扑图

下图以 GHC-05 任务结束时为默认时间锚点,展示广寒基地各舱段、加压走道、电力连接与外围设备的工程拓扑。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。

图 1:GHC-05 任务结束时的广寒基地工程拓扑。可在图内切换任务或指定时间;若嵌入视图未能加载,可在新窗口打开

参见