在航天領域,一直以來美國是當之無愧的領頭羊,在蘇聯解體之後,更是獨孤求敗。但近些年來中國在航天領域的快速發展,讓中國成為了這一領域的重量級玩家。據央視報導,2020年9月4日在酒泉衛星發射中心,我國利用長徵二號F運載火箭成功發射了一型可重複使用的試驗太空飛行器,並於9月6日成功完成了回收工作。這標誌著我國在可重複使用太空飛行器技術上已經打破了美國的壟斷,在太空探索上邁進了一大步!我國空天飛機透露的信息較少,但同類型的美國空天飛機X-37B可以作為參考借鑑,下面就給大家介紹下美國X-37B都有哪些性能特點和軍事用途,以及可重複使用太空飛行器的對中國而言的戰略意義。
美國X-37B空天飛機
隨著航天技術的發展,隨著大型空間站的建設和商業衛星的廣泛應用,往返於地面和地球衛星軌道間的運輸能力成為了航天發展的基石。每一次火箭或載人飛船的發射都有著巨大的花費。可重複利用的太空飛行器可以實現多次利用,就能極大的降低運輸成本,同樣的資金就可以運送更多的貨物,世界航天強國對此都大量投入,誰掌握了低成本的運輸發射能力,誰就掌握了通往太空的船票,掌握了探索太空和開發宇宙資源的大量寶貴機會。比較有代表性可重複使用技術有兩類,一種是美國Space-X公司的獵鷹-9可回收火箭,它的一級火箭可重複使用,回收後可再次裝填燃料,就能繼續使用。另一種可重複使用的太空飛行器就是大名鼎鼎的載人太空梭了。雖然太空梭由於冷戰時期技術不成熟而退出了歷史舞臺,但世界各國仍在探索,比較著名的就是美國空軍的「空天飛機」X-37B項目。
獵鷹-9可回收火箭
美國的X-37B飛機,是由美國波音公司研製的一種無人的可重複使用的太空飛機,該飛機由火箭發射至太空,是一種既能夠在地球衛星軌道上飛行,又能夠進入大氣層的飛行器,在完成任務後,還能自主返回地面,最高速度可達25馬赫以上,常規的軍用雷達無法捕捉到它的蹤跡。
X-37B的外形就像一架迷你型的太空梭,尺寸約為太空梭的四分之一大小,機身長度約為8.8米,寬2.9米,具有一對機翼,翼展約4.6米,空重加載荷的最大起飛重量約8.9噸,X-37B有著驚人的速度,能在30-100公裡的臨近空間以高超音速飛行,飛行速度最高可達25馬赫,飛行過程中所有功能自動運行,無需地面遙控。X-37B的體積雖小,但功能齊全,有一個與太空梭相似的背部載荷艙,尺寸與皮卡車的後貨箱相當,這是X-37B的一個顯著的亮點,載荷能力為大約在2噸左右,內置貨艙可以搭載小型機械臂,抵達軌道後可展開軌道作業,實現多任務能力。
目前X-37B已經開展了6次飛行試驗,從目前已知的信息來看,其具有以下幾種關鍵能力:首先就是強大的太空機動變軌能力。X-37B機身上安裝了軌控發動機和小型姿態發動機,以確保其能在太空進行軌道變更的機動能力。每次試飛過程都有著變軌機動動作,在2010年的第一次任務中,X-37B就進行了5次變軌機動,包括兩次軌道抬升和三次軌道降低,這樣強大的機動能力,可以讓X-37B不再受到衛星軌道的限制,能夠根據任務需要,靈活調整在地球軌道的位置,任務靈活性大大增強。造價昂貴的衛星往往不具備變軌能力,攜帶的燃料僅僅能夠維持在軌道上正常調整姿態,如果進行大軌道機動,則會迅速因為燃料耗盡而報廢。X-37B則沒有這種顧慮,燃料耗盡還可以返回地面進行補充。
其次便是其長時間的續航能力。在第五次飛行任務時,X-37B就飛行了超過2年,達到779天。X-37B除了可使用搭載的鋰離子蓄電池,還在機身載荷艙內使用了大量太陽能帆板,由太陽能帆板為蓄電池充電,有了太陽能,其續航能力就能大幅提升。
這兩大特性就決定了X-37B可以執行多種任務,包括大量的軍事用途。美軍曾公布X-37B試驗性的執行過所謂的「非合作太空目標對接技術」,說白了就是可以對它國的衛星實施攻擊和抓捕。在其第三次試驗時,其軌道正好穿過中國北京、伊朗、俄羅斯、朝鮮等國的敏感目標上空,可以在載荷艙中安裝合成孔徑雷達和其他光電偵查設備,並利用靈活的變軌能力,成為一個比偵查衛星更好用的「太空偵察機」。
美國已經成立太空軍作為第五種獨立軍種,其任務包括太空戰、信息戰和網絡戰。美國已經將傳統的大國競爭和武器競賽,從航母、飛機、核彈延伸到了太空領域。其中X-37B就是美國太空軍的核心裝備。X-37B將助力美國太空軍完成太空攻防,可以推測其承擔了偵查、預警、情報收集和通信中繼等作用,甚至能夠為其他衛星進行補給,變成太空中的「加油機」!在為己方衛星補給和維護的同時,就意味著可以接近敵方衛星進行俘獲和摧毀。同時還可以攻擊地面目標。在作戰方面,這種可加注燃料重複使用的無人化的空天飛機比太空梭要效率高得多。目前看其利用多次變軌和接近目標的能力來看,其最重要的軍事任務或許是攻擊敵方衛星,除了硬摧毀之外,還可以改造敵方衛星,讓其反過來為美國服務,讓敵方的太空設施徹底癱瘓,失去衛星導航和通信的敵方將失去最核心的情報來源,任由美國宰割。
美國太空軍
在X-37B的第六次飛行試驗中,很重要的一項試驗任務是將太陽能轉換成微波,向地面發射,這種技術未來可以轉化為高能武器,比如雷射武器,將太空中的太陽能經過收集和儲存後,轉換成為高能雷射,對地面目標和軌道目標進行打擊。這時X-37B將化身人類首架「太空軌道轟炸機」,先對地方的軌道太空飛行器進行攻擊,讓敵方失去信息獲取來源後,再對地面目標實施轟炸,星球大戰也即將成為現實。根據美國研製設備的歷程來推算,X-37B雖然已經進行了6次試驗,但距離正式服役還有一段距離,以後X-37B的機身尺寸還有加大的空間,作為一種空天飛機,為其專門配備的武器裝備也還在緊張研製之中。
自從蘇聯解體之後,美國在太空領域一直獨孤求敗,但中國在航天領域的進步終於讓美國迎來了真正的對手。從美國成立太空軍,到多次試驗X-37B空天飛機,其太空野心昭然若揭。中國在可重複試驗太空飛行器技術上的突破,讓美國在太空領域不再一家獨大,能有力的保護我國的太空權益,一旦美國動用太空霸權,我國也能有與之一戰的技術儲備。雖然中國在空天飛機的研製上還有很長的路要走,但是至少在太空領域中國已經同美國站在同一起跑線上,中國航天人奮起直追,雖然長路漫漫,但我們的星辰大海之旅才剛剛開始!