昨天中國在位於西北戈壁沙漠的酒泉衛星發射中心成功發射了一艘「可重複使用無人試驗太空飛行器」。由美國軍方聯合太空行動中心和美國-加拿大北美航空航天防空司令部維護的美國政府公共太空發射在線資料庫space track.org證實,「中國測試飛船」已成功進入太空。
2020年9月4日,這艘之前一支不為人所知的空間飛行器由長徵2F運載火箭送入近地軌道。這次發射是長徵2F火箭的第14次任務,發射之前在酒泉進行了數月的準備。
本次發射的具體任務不明。
「在軌道運行一段時間後,飛船將返回預定著陸點,」新華社報導稱。「它將在飛行中測試可重複使用技術,為和平利用太空提供技術支持。」
據信本次發射是中國新型空天飛機的首次試驗飛行。這是一種依靠翼身融合體產生升力的飛行器,在地球大氣層中像傳統飛機一樣滑翔,在太空中像太空飛行器一樣活動。除了可重複使用之外,空天飛機的其他優勢還包括可縮短發射間隔,可攜載多樣化的載荷並可返回地球,執行各類專業性任務,它的可重複使用能顯著降低進入太空的成本,雖然這一點尚未得到明確證實。
有分析家認為此次發射的「可重複使用太空飛行器」就是中國版的波音X-37B或計劃中的歐洲航天局「太空騎士」空天飛機。2020年5月1日X-37B在佛羅裡達州卡納維拉爾角空軍基地的41號航天發射場由阿特拉斯5號火箭發射升空開始了它的第六次飛行。
▲2019年10月美國波音公司X-37B空天飛機第五次飛行結束後降落在甘迺迪航天中心,
五角大樓高度保密的X-37B像一架小型太空梭,由常規火箭發射。這艘無人駕駛空天飛機已飛行數年,美國政府從來沒有讓它的飛行任務「透明」。最近有消息證實,X-37B參與了使用光伏射頻天線模塊(PRAM)的實驗,使用該模塊能夠利用太陽能電池板收集能源,並將其以微波的形式送回地球。
▲2019美國國防情報局報告中羅列的衛星攻擊的種種方式
X-37B之類的無人空天飛機具有攜載偵察設備等載荷的能力,這表明中國擁有空間進攻的手段,這些手段包括致盲敵方衛星,釋放可幹擾或破壞敵方衛星的微型衛星以及其他多種手段,當然中國的空天飛機同樣可以執行許多民用或商業飛行任務。
民用和商用飛行可通過返回式太空艙完成,這種技術比空天飛機更容易實現,但中國很少透露這些方面的技術細節。此次發射前航天中心周圍加強了安全措施,目的大概是為了防止社交媒體上不必要的「洩密」。
國外長期關注中國太空計劃的媒體記者曾報導說,不久前酒泉衛星發射中心的發射塔進行了重大改進,據說是因為此次發射所攜載的有效載荷比以往的「長徵-2F」的有效載荷要大。
1999年首次發射的「長徵-2F」廣泛用於載人「神舟」飛船的發射任務,曾經發射過兩個「天宮」實驗室,它能將9噸有效載荷發射到近地軌道,這遠大於X-37B的5.5噸重量。
▲中國空天飛機的計算機模擬圖像,非常類似於冷戰時期的美國X-20動力滑翔飛行器
▲美國X-20動力滑翔飛行器
2017年中國航天科技集團公司曾公布一項研發項目,計劃發射一架可重複使用的太空飛行器,當時新華社的一則報導援引中國航天技術研究院陳洪波的話說,該太空飛行器「將像飛機一樣在天空飛翔」,意味著這架太空飛行器具備常規跑道起降能力,而無需火箭發射。
從中國媒體對這架空天飛機早期研發階段的一些報導中可以看出,這一項目的目的是研發能夠將人或有效載荷送入地球軌道的返回式太空飛行器。昨天發射的試驗性空天飛機將成為一種標準的常規運載工具,其發展優先級將高於單級入軌的太空梭,它無需運載火箭以及外掛燃料箱和助推器。
中國自上世紀八十年代以來就一直致力研發太空梭,到了九十年代,由於技術問題太空梭的發展計劃一度擱置而轉向更常規的「神舟」飛船,因為飛船技術上更容易實現。
▲中國一種兩級入軌式空天飛機概念圖,高速母機馱載子機
2000年年中中國可重複使用的空天飛機計劃重啟,目的是降低入軌成本,中國有個三步走的計劃,其技術複雜性逐步提高:(1)垂直起飛水平著陸運載器;(2)水平起飛水平著陸兩級入軌式運載器;(3)水平起飛水平著陸的兩級入軌空天飛機。
▲中國「轟-六」空投「神龍」空天飛機計算機模擬圖像截屏
▲中國「轟-六」掛載「神龍」空天飛機
與此同時,中國開始測試「神龍」空天飛機。2007年12月出現了它的第一張照片,照片顯示「神龍」外掛在H-6K轟炸機的機身下。它可能於2010年到2011年間進行了大氣層亞軌道測試飛行,但具體情況不明。
西方關注中國空間計劃的學者Deville曾根據中國各方發布的信息匯總繪製了中國多項空天飛機計劃的關係圖表,因過於詳細不做介紹。
由於細節不明,無法確定此次發射入軌的空天飛機屬於哪個項目。其中一些項目屬於長遠項目,短期內可能無法實現,但據說其中至少有一個項目—由中國初創企業研發的「天星一號」—已試飛多次。
▲中國運載火箭技術研究院太空梭計算機模擬圖像
▲中國運載火箭技術研究院提出的太空梭飛行軌道圖
中國有規模大內容多的空天飛機發展規劃,其中包括一些民用項目,中國很關注蓬勃發展的太空旅遊業,中國運載火箭技術研究院(CALT)就曾提出過20座級自主軌道空天飛機項目。
2016年宣布這一消息時,CALT團隊預計2020年開始進行不載客飛行測試,但沒有證據表明昨天的發射與該項目有關。
▲中國運載火箭技術研究院的兩級入軌空天飛機模型的風洞測試圖像
去年中國航空航天空氣動力學研究院(CAAA)公布了母機發射兩級入軌空天飛機模型風洞測試圖像。使用衝壓噴氣發動機的高速母機在高空將背負的子機發射,子機依靠火箭發動機入軌。
中國一直致力於研發空天飛機並大力研發可重複使用的太空發射系統以便實現成為太空強國的目標,昨天發射的空天飛機是這一努力中重要的一步,它為中國提供了一種方便快捷可靈活安排的「太空卡車」,能在最短時間內完成儘可能多的空間運載任務。