在軌停留780天,人類第一種太空飛機到底做了些啥?

2010年,第一架次X-37B升空,被認為是人類史上第一款太空戰機,畢竟這是美空軍的項目。在此後10年內,X-37B一共飛行5次,這次降落的是第五架次,從第一架次224天留軌時間,到第五架次的779天,任務時間延長達到3倍以上,X-37B也是越來越成熟。

出品:太空伊卡洛斯

X-37B又一次進入公眾視野,距離上一次已經有2年多的時間。2017年9月,第五架次X-37B發射升空,直到今天美國對X-37B的任務仍然是隻言片語,但我們通過對一些側面消息的分析,不難得出一些結論。X-37B是一種由美國波音公司研製的無人且可重複使用的軌道器,美國東部時間10月27日凌晨3點51分,第五架次X-37B降落在佛羅里達州維拉爾角的肯尼迪航天中心,這次任務輕鬆打破了之前升空718天的歷史記錄,從總天數上看,美國空軍的X-37B軌道飛行器在軌總天數已達2865天之久。所有關於X-37B安全返航的消息中,波音公司的人員都不願透露更多。

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圖注:正在地面進行檢測的X-37B

X-37B的研發之路與任務目的

從結構上看,X-37B是一個有翼飛行器,這說明它能夠利用大氣升力進行飛行,具備大氣層內飛行能力,還有一個V型尾翼,能夠進行一些機動。X-37B任務研發時間從1999年開始,NASA與波音的幻影工廠合作,在4年的時間內研發出X-37B,總投入為1.92億美元。X-37B長度為8.92米,翼展4.55米,這種尺寸看上去不大,也就是一臺大巴的尺寸,起飛重量為4.9噸,但是其有一個2.1米乘1.2米的貨艙,可攜帶機械臂或者各種軌道載荷。電力由砷化鎵太陽能電池提供,設計在軌運行時間為270天。從這次在軌停留780天看出,X-37B具備超期服役的能力,甚至可以說波音、美空軍要求X-37B能夠飛多久,就能飛多久。

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圖注:X-37B有一個太陽能電池板,可在軌打開

X-37B的升阻比與航天飛機相似,在高馬赫數下較低,因此其速度也更快,波音、NASA研發的目的是為了在軌道上對衛星進行維修,因此X-37B設計了一個載荷艙和機械臂。2004年之後,X-37B項目被移交給DARPA,這是美國防部高級研究計劃局,項目轉移變成了軍方主導,那麼X-37B的任務也就大變樣了。2010年,第一架次X-37B升空,被認為是人類史上第一款太空戰機,畢竟這是美空軍的項目。在此後10年內,X-37B一共飛行5次,這次降落的是第五架次,從第一架次224天留軌時間,到第五架次的779天,任務時間延長達到3倍以上,X-37B也是越來越成熟。

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圖注:X-37B載人模式

在軌停留780天都做了些啥?

我們先從美國政企高層的評價中獲得一些信息:留軌780天,美國空軍部長芭芭拉-巴雷特、美國空軍參謀長古德芬上將、空軍快速能力處處長蘭迪-瓦爾登都給出瞭解釋:X-37B的成功返航說明了其可重複使用能力得到進步;X-37B能夠順利完成歷時最長的一次太空任務並安全返回,這要歸功於美國政府和工業界的攜手創新。如果美國國會點頭同意,那麼太空將不再只是空軍的活動範圍,它將成為美國太空軍的地盤。那我們就明白了,攜手創新的結果就是美國要對近地軌道實現進一步控制。

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圖注:X-37B可全程自主降落

從測試角度看,X-37B軌道飛行器成功搭載了美國空軍研究實驗室的實驗設備以及其他一些小型衛星,X-37B有一個別人比不上的優點,就是能夠在太空測試新系統,併成功返回到地球,美國也因此能夠更高效率、更有效地提高在太空領域維持優勢所必備的太空能力。測試內容包括先進的制導導航與控制技術、熱防護系統、航空電子、高溫結構和密封系統、保形可回收利用的絕緣材料、輕型機電飛行系統、先進的航天推進技術、技術領先的材料以及自主軌道飛行、再進入太空和返航著陸技術等。外界對X-37B最關注的還是反衛星,天基反衛星目前還停留在理論階段,因為外空條約約束著各國的行為,無法在軌道上部署武器。那麼X-37B就可能是一個擦邊球,其貨艙可搭載任何一種貨物,外界也不得而知。

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圖注:X-37B不過一輛大巴的尺寸

從技術角度看,目前軌道器自主返回地面的操作仍然不夠成熟,具備重複使用的航天飛機已經退役,且返航的時候需要宇航員操控。X-37B則是全程無人駕駛,自主返航。在軌停留測試的各種材料也符合X-37B的任務目的,雖然有國際空間站的存在,但X-37B卻可以提供另一種測試平臺,更容易保密。

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圖注:民用載人版X-37B,可搭載7名宇航員

從民用角度看,X-37B不排除載人的可能,波音公司給出了7人載客模式,可搭載7名宇航員進入軌道,就像一個超大型、梭型宇宙飛船。美國在航天飛機在2011年全部退役之後,就缺少可進入軌道的平臺,只能藉助俄羅斯的聯盟號進入太空,要想進行個實驗還得通過俄羅斯的聯盟號、進步貨運飛船進行。那麼X-37B就提供了較好的途徑,可搭載軍用、民用載荷進入軌道。

2010年的時候,X-37B被認為是太空戰機,因為其隸屬於國防部項目,甚至被當做太空軍事化的案例。在終結者這部電影中,天網作為人類建立的防禦系統主動攻擊人類,讓世人明白,太空軍事化的最終目的是對人類自己不利。如果X-37B是一個為人類造福的航天器,那麼沒有什麼過錯,如果這是一個有軍用性質的航天器,那麼它無疑是天網的前傳。


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