
X-37B
經過15個月的在軌飛行,執行秘密任務的美國第2架X-37B軌道試驗飛行器於當地時間本月16日在範登堡空軍基地著陸。
X-37B於2011年3月5日用宇宙神-5火箭從卡納維拉爾角空軍基地發射升空,原以為它只會比第一架X-37B在軌飛行時間稍微長一些,而美軍方大大增加了它的在軌飛行時間。
完全可能在太空停留18個月
2010年4月22日,美國用宇宙神-5火箭發射首架X-37B。它於2010年12月3日在美國加利福尼亞州洛杉磯市西北部的範登堡空軍基地長4600米、寬61米的跑道上自動著陸。其225天的飛行近乎完美,唯一的缺陷是在降落過程中一個輪胎爆裂。
第2架X-37B的任務仍然以試驗飛行器自身性能為主,但將頻繁機動、增加軌道橫向飛行範圍以及在更強側風時的進場能力,以演示驗證飛行器性能。第2架X-37B比第1架在軌時間長了許多,以增強對X-37B能力的了解。在此次飛行中,它測試了先進的制導、導航和控制系統、熱防護系統等。據悉,X-37B完全可能在太空停留18個月。
業余衛星跟蹤者們對其密切關注,發現它在繞地飛行中軌道高度曾由331千米提升到337千米,軌道傾角為42.8°。不過,在2012年5月初,X-37B又開始降低軌道高度,運行在293千米高、傾角41.9°的新軌道上。新軌道是美國成像偵察衛星所采用的軌道,這為了解X-37B的任務提供了線索。
未來太空戰機的雛形
其實,目前美軍對於X-37B的真實性質和用途依然保密。但很多專家認為,一旦證明其可行性,X-37B將可執行多種使命,包括偵察觀測、在軌維修衛星、躲避反衛星武器、捕獲敵方衛星、驗證軍用衛星新技術等,形成獨有的威懾力量。因為從性能上看,X-37B具有明顯的軍事用途,可用於驗證 “捕捉衛星”試驗。同時,它還能測試“衛星變軌及躲避”技術。所以,X-37B實際上就是未來太空戰機的雛形。
美國航空航天局於1999年讓波音公司研制X-37軌道試驗飛行器,以作為航天飛機的替代品“軌道空間飛機”的驗證器。2004年,美國航空航天局把X-37項目轉交給美國軍方。
長期以來,美國軍方一直致力於發展軍用航天飛機。X-37實際上是一種小型無人軍用航天飛機的原型機,它最初擬用航天飛機發射,後因哥倫比亞號失事以及考慮經濟因素,所以改由宇宙神-5火箭發射。
美國軍方已在範登堡空軍基地配備一架X-37B,它能在緊急情況下快速發射,使其在軌停留,為作戰指揮官提供服務,之後返回。軍方想通過這種試驗,改變空軍航天飛行的方式,最終把它演變成太空軍用偵察機、太空戰鬥機甚至太空轟炸機。
美國空軍未來的空間機動飛行器將基本以X-37B為基矗空間機動飛行器是美國軍用航天飛機的一部分,是一種可重復使用且能長期在軌並進行軌道機動的飛行器,並具備返回地面後72小時內重新升空的能力。在實際作戰中,空間機動飛行器一般需要攜帶通用航空飛行器來實施對地攻擊。
要獲作戰效用還需長期研究
X-37B長約8.2米,翼展4.6米, 機高2.74米,滿載燃料時的質量約5噸。其試驗貨艙與卡車運貨艙差不多大小,長2.13米,直徑1.22米,可容納227千克的設備,裝有1台大型火箭發動機,能以1126千米/小時的速度進行顯著的變速和脫軌機動,飛行高度為202千米至925千米,設計在軌停留為270天,但良好的性能可使其飛行時間大大延長。
它的外形很像航天飛機,但兩者有很多不同,例如:X-37B是無人自動飛行,而航天飛機是有人駕駛;X-37B是用宇宙神-5火箭發射,而航天飛機是靠自身攜帶的主發動機上天;X-37B在軌時間可達9個月,而航天飛機只能在太空飛行不超過20天,所以X-37B更適合執行那些隨時需要變軌的長期航天項目,如戰區偵察等;為了長期在軌飛行,X-37B使用小型太陽能電池陣供電,而航天飛機使用燃料電池供電;X-37B的尺寸只有航天飛機的1/4,可稱得上是一種迷你型航天飛機。
再入大氣層時,X-37B和航天飛機相似,也使用熱防護系統,但再入速度比航天飛機更快,約為483千米/小時。在著陸全過程中都沒有人為控制,只在出現緊急狀況時會有人關閉開關終止著陸進程。
2011年9月20日,美國空軍太空司令部司令威廉姆·謝爾頓表示,X-37B的確非常方便,可以重復使用,但效費比並不高。至於它是否具有卓越的作戰效用,則是另一個問題了。想要獲得這種能力,未來還要開展長期的研究。目前,軍方對是否繼續發展X-37B仍有爭議,空軍將對其未來前景進行討論。
發展載人X-37C可能性不大
據美國國防雜志近日報道,美國航天司令部發言人曾證實,目前美國只有兩架X-37B。美國空軍太空司令部司令謝爾頓承認,空軍沒有訂購更多類似X-37B這種飛行器的打算。
美國將於2012年10月第3次發射X-37B,它將使用第一次發射時用的那架X-37B,但已經過整修。每次X-37B任務保守估計耗資1.8億美元。
據美國媒體2011年10月10日報道,波音公司擬研制一個能夠搭載6名航天員的X-37C空間飛機,它是一種比已經退役的航天飛機更靈活、更廉價的小型航天飛機。它裝有一個能夠容納6名航天員的增壓艙,可像它的前任一樣無人駕駛,也能由航天員操縱。
X-37C與已退役的航天飛機有許多不同,只運人,不運貨,而且由於較小,可以長期停留在空間站上作為救生艇。它是將X-37B放大一倍,長18米左右,高6米左右,翼展約9米,發射重量不超過30噸;而航天飛機軌道器長約37米,高約17米,翼展約24米,重量將近90噸。X-37C用一次性火箭發射;而航天飛機是靠自己的主發動機和兩個固體推進器飛入軌道。X-37C著陸後檢修的時間較短,只要准備好火箭就能再次升空;而航天飛機軌道器著陸後要進行長時間檢修,才能再次發射。在一些具體的隔熱技術、控制技術方面,X-37C也更加先進。
盡管X-37C更孝更廉價、更靈活,但是目前美國沒有經費研制X-37C。X-37B單價10億美元,載人的X-37C的成本會更高。另外,美國已在開發“獵戶座”等天地往返運輸飛船,所以難以再打造X-37C。(龐之浩 作者為《國際太空》雜志執行主編)
延伸閱讀
X-37B不能算空天飛機
值得注意的是,有很多媒體將X-37B稱為空天飛機,這是不准確的。
空天飛機的全稱叫航空航天飛機,是普通飛機和航天飛機的“混合物”或叫“混血兒”,可以水平起降。它同時載有航空發動機和火箭發動機,可像普通飛機一樣在跑道上起飛,在大氣層內飛行時用航空發動機提供動力;在大氣層外飛行時由火箭發動機提供動力。
而X-37B的發射方式和航天飛機一樣,只依靠火箭發動機進行垂直發射,所以它是一種小型航天飛機,而不能算空天飛機。
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