打破神秘傳說，不再人云亦云，揭曉科學進步史中最獨特的太空飛機

傳說中的X-37系列太空飛機

這張X-37B照片是在Astrotech工廠的密封室中拍攝到的

現在正是太空探索與發展的最佳時期，我們知道很多科學載荷和一些軍事載荷，比如以哈勃太空望遠鏡或者詹姆斯韋伯太空望遠鏡為首的太空望遠鏡，還有很多種類的測地衛星，AEHF類軍事衛星，NORL類軍事衛星等等。但是也有很多科學載荷，它們總是很神秘，比如接下來我們要說到的X-37太空飛機。

有很多關於X-37飛機的傳說，有人猜測它是擊毀並且捕獲其他國家衛星的武裝飛機，還有人猜測X-37，尤其是X-37B是在戰鬥中阻擾其他國家衛星信號的利器。一時間眾說紛紜，不過其實X-37系列沒有那麼可怕，它是與軍事有一點關係，但是這個太空飛機搭載的絕大多數還是科學載荷。

X-40A是X-37A的原型版本

追根求源，理解逐漸加深

在1999年7月，美國國家航空航天局與波音公司籤署了一項聯合活動協議，以開發X-37A演示飛機，當時預算是1.73億美元。在2001年2月，X-37A演示飛機成功測試了。當時預算是這樣分配的，政府出資4000萬美元用於開發，而美國空軍則提供1600萬美元用於製造先進的太陽能電池板和姿態控制系統，這是為了增強和演示未來軍事衛星的姿態矯正系統。

美國國家航空航天局於2002年11月向波音公司授予了新的，價值3.01億美元的合同，以繼續進行X-37計劃的研究工作。合同包括開發兩種飛行器，分別是美國航空航天局的著陸測試飛行器X-37A和美國空軍的軌道飛行器X-37B。2004年9月，X-37移交給了國防高級研究計劃局DARPA。

2017年5月7日，美國空軍的X-37B太空飛機在NASA的甘迺迪航天中心著陸

當時B-52飛機以12000米的高度釋放了X-37A，這是為了檢查其在下降和著陸方面的性能。當時X-37A演示飛機搭載的技術包括熱保護系統，高級制導，導航和控制，航空電子設備，高溫結構，可重複使用的絕緣材料以及輕型機電飛行系統。

X-37A的設計是X-37B研發的基礎，也是我們現在探索的重點，X-37B軌道測試飛行器於2010年4月22日完成了首次飛行測試，2011年3月，波音公司向美國空軍快速能力辦公室發射了第二架X-37B軌道測試飛行器。

這張尺寸圖為我們展示了X-37B太空飛機與NASA的太空梭，也就是一種稱為X-37C的較大型太空梭的對比圖片

回歸本質——X-37系列零零總總的科學實驗

我們可以這麼理解，X-37系列太空飛機其實就是一個小型的太空梭，重量僅為5噸，長約8.8米左右。X-37的機翼長約4.5米，其運行速度比聲速快25倍，是美國太空梭尺寸的四分之一。X-37系列就好像衛星一樣，這架可重複使用的太空飛機會攜帶科學載荷在軌道運行，進行各種實驗。

那麼X-37在軌道進行什麼研究呢？其實這是大家關注的一個重點，首先可以確定，X-37A是有國際空間站方向研究的，因為這個太空飛機雖然是軍方出資研發的，但是美國宇航局也參與了各種設計和開發工作。NASA在X-37系列太空飛機上的實驗旨在迅速提供往返國際空間站的救援運輸能力。雖然太空梭時代已經過去了，但是類似研究，也就是X-37計劃為太空運載技術的發展帶來了獨特的能力。

這張渲染圖像為我們展示了可重複使用的X-37B太空飛機的部分在軌功能

X-37B及其他X-37太空飛機的發動機使用的是肼和四氧化二氮作為燃料，而且X-37和NASA太空梭使用的熱保護類型不同，所以熱屏蔽和重入大氣層的相關隔熱技術也是X-37系列一個研究的重要方向。還有一個值得注意的研究方向，X-37的迭代版本，也就是X-37B是可以隨時改裝，投入正式載人計劃的。

之前在2011年的一次航空會議上，X-37計劃的首席工程師Arthur Grantz還說過，他說X-37計劃一直在評估太空飛機的自動導航和其他系統。觀察X-37B的測試和著陸歷史我們不難看出，在軌道實驗的時間是越來越長。這一方面是為了微波能量轉換實驗，需要長時間，第二個方面其實就是為了測試其自動導航系統。

X-37B的主要結構

另外，根據官方的說法，X-37B其實一直在軌道測試霍爾離子推進器，離子推進器雖然產生的推力很小，但離子推進器具有極其穩定的推力，也就是說離子推進器適合長距離長時間的飛行任務，這也可以說明為什麼X-37B在軌實驗的時間越來越長了。通過離子推進器，我們可以更多的推測並了解X-37B的實驗用途。

X-37B的軌道比國際空間站的軌道還要低，低軌道需要更多的機動性，所以需要更多的燃料來維持，如果燃油多了的話會增加重量。所以使用霍爾推進器或者測試霍爾推進器可以更好的測試性能，還可以大幅度減少燃料的重量。這裡還有一些異議，那就是X-37B的軌道問題，它在320公裡軌道運行，這麼低的軌道，也有可能X-37B是為了測試一些軍用低軌道偵察衛星。當然了，剛才我就說到了，略帶神秘色彩的X-37計劃不會一點軍事載荷都沒有。

衛星追蹤器拍攝到的正在軌道運行的X-37B太空飛機

很明顯，在X-37B上測試的任何技術都將在軍事或者科學領域中得到應用，但這並不意味著X-37B可以直接測試擊毀衛星或者幹擾衛星信號的技術。聰明的做法是讓X-37B負責高機密通信，多GPS導航，監視等觀察層面的操作。也就是說X-37B的一些技術，是未來偵察衛星設計的一部分。從平時也看得出來，空軍對開發小型先進傳感器非常感興趣，所以他們正在思考如何將大型，昂貴的衛星過渡到較小但功能相同甚至層級更高的衛星。

因為X-37本身結構有限，所以他無法進行反衛星或者武裝衛星之類的實驗，但是目前通過觀測確定的研究有很多，比如高級制導，無人導航和新型控制系統，熱保護重入系統，航空電子設備的革新，高溫結構和密封件的環境測試，可重複使用的絕緣材料，輕型機電飛行系統，高級推進系統等等先進技術。

在X-37B中心載荷區安裝一種小型載人結構就可以運載太空人，這個像罐子一樣的結構擁有載人飛船的部分特性

洞察真相——頂尖科學的軌道實驗臺

在剛開始的時候，X-37B的真正用途令人浮想聯翩，因為當時相關領域的科學家們對X-37B是一無所知，但是隨著X-37B實驗任務的增加，我們明白X-37B其實是一個先進科學與軍事技術的軌道實驗臺，國際空間站無法進行測試的任務會在X-37B這個先進技術實驗臺進行測試。X-37B已經進行了五次軌道實驗，第六次軌道實驗就要來了，「傳說中的太空飛機」將再次起飛，不過這次X-37B將進行什麼實驗是非常清楚的了。

我們知道X-37B體型很小，可以被放置在火箭整流罩中，利用火箭，X-37B可以到達目標軌道。今年5月16日，聯合發射聯盟的阿特拉斯五號火箭將負責運載X-37B太空飛機，據消息，本次X-37B的實驗非常多，所以我相信這次任務會有更多貼近現代科學的實驗。

X-37B的第六次任務將於5月16日進行，現在X-37B已經進入整流罩中

在本次任務中，X-37B有兩項是美國宇航局的實驗，其中一項是檢查植物種子被暴露在太空輻射環境中的影響，本次任務結束後科學家可以根據種子表層的結晶物分析輻射情況。還有一項也是和太空輻射相關的實驗，那就是測試各種材料暴露在太空輻射環境中的影響。另外有一項美國海軍的實驗，這是一種將太陽能轉換為射頻微波能量，然後將能量傳輸到地球上的能量傳輸實驗。其實單從這項實驗我們就可以看得出來，X-37B的實驗具有前瞻性，因為未來月球表面基地也會利用這樣的方式向地球傳輸能量。

除此之外，X-37B太空飛機還將布置FalconSat-8小型衛星，這是由美國空軍學院研製的小型衛星，它本身有五個單獨的實驗。過去FalconSat系列的小型衛星也有很多實驗，包括平面等離子體光譜儀，等離子局部異常噪聲實驗和基於薄膜光子篩的太陽太空望遠鏡技術等等，這些實驗與軍事用途無關，更談不上機密了。

微波能量傳輸實驗渲染圖，微波能量只是空間太陽能的一個體現

神秘科學的背後是人云亦云？

一開始看到X-37B太空飛機的時候我總是在想X-37B也許可以代表未來科學發展方向，另外因為X-37B某些實驗的機密性質總是會讓我更有興趣了解。但是在全面了解之後，我對X-37B的前瞻性實驗更加深信不疑，但是對各種小道消息是更加鄙視。在窺探了X-37B零零總總實驗消息之後，還是我們認識到的科學。

一些神秘事情的背後，也許會有更簡單的解釋，就好像X-37B，它其實是先進技術的實驗臺。我們還會遇到很多神秘的事情，探索與執著是揭開神秘面紗的關鍵，而不是人云亦云的認同。這其實就是科學，不斷的探索，了解神秘，突破神秘，用數據與實驗說話……未來，X-37B的實驗還會繼續，「機密載荷的傳說」也會一直繼續下去，科普也將繼續下去。