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太空“幻影”:航天飞机中的小不点,美军X-37B是不是太空战机?,美国
2024-07-15 00:40:43
太空“幻影”:航天飞机中的小不点,美军X-37B是不是太空战机?,美国

自从人类(lei)有了意(yi)识开始,广(guang)阔的天空就是人类(lei)渴望征服(fu)的领域(yu)。如今人类(lei)不仅(jin)仅(jin)征服(fu)了天空,而(er)且也已经同时进军(jun)太空领域(yu)。1981年4月12日,人类(lei)首次正式发射了"航天飞机"这(zhe)是一种(zhong)可以同时在太空和大气层内飞行的载人飞行器。历(li)史上美国曾经总共(gong)制造了5架(jia)航天飞机,苏联在冷战时期也曾经制造了1架(jia)"暴风(feng)雪"号航天飞机。不过由于航天飞机技术复杂,使用危险,因此如今已经完全退出了航空航天的历(li)史舞台(tai)。

航天飞机,冷战时期人类(lei)太空技术的象征,也是人类(lei)航天技术的巅峰(feng)

在航天飞机全部退役后,美国依然没有放弃研制空天飞机的设想,毕竟(jing)和一次性的运载火箭相比,可以多次重(zhong)复使用的空天飞机显然更加经济实用。1999年7月,美国NASA正式立(li)项开始研制本文的主角——X-37B型空天飞机。不过这(zhe)一计划从一开始就并非是纯民用计划,而(er)是兼具美国军(jun)方背景的一项半(ban)军(jun)事武器研究计划。舆论更是给X-37B起了一个形象的名称:"太空战斗机"。

X-37项目(mu)最(zui)早由NASA进行开发,其原意(yi)就是替代即将(jiang)退役的航天飞机。而(er)后项目(mu)被(bei)美军(jun)接收,为其蒙(meng)上神秘面纱

如今,X-37B型空天飞机已经开始进行第六次试飞,而(er)在此之前,这(zhe)架(jia)神秘的空天飞机曾经连续数年遨游太空,甚至还一度神秘"消失"。那么,这(zhe)架(jia)神秘的飞机到底从何而(er)来,又将(jiang)去向何方,所有一切不但值得(de)我(wo)们(men)关注,同时美国对于太空军(jun)事化的野(ye)心,也值得(de)我(wo)们(men)警惕。

需(xu)求的导向作用:美国开发全新(xin)空天飞机

从技术传承性上来说,X-37B实际上应该看(kan)作是航天飞机的下一代发展型,或者(zhe)直接叫做"第二代航天飞机"。因为其设计的基本理念和航天飞机类(lei)似,都是采用兼容大气层内外飞行的气动布局和设计模式,而(er)且二者(zhe)最(zui)初的研制目(mu)标都是相同的,就是要实现同时在大气层内外的飞行。

人类(lei)太空技术的标志:苏联的和平号太空站和美国的航天飞机对接,也是太空非军(jun)事化的典(dian)范

从冷战时代开始,出于美苏争霸的考虑,美国和欧洲都不断加紧自身的航天项目(mu)发展。特别(bie)是在苏联最(zui)著名的"和平"号轨道空间站发射升空并且正式投入使用后,美国发现自己在太空站的建(jian)设方面已经远(yuan)远(yuan)落(luo)后于当时的苏联,因此拉拢欧洲的北约盟(meng)国,共(gong)同出资兴建(jian)"阿尔(er)法(fa)"国际空间站,这(zhe)也是现在国际间太空合作的最(zui)初形态。

不过在兴建(jian)"阿尔(er)法(fa)"国际空间站时,由于需(xu)要向太空输送大量的人员(yuan)设备以及(ji)补给物资,因此以美国为首的北约国家必须进行高密度的火箭发射。根据计算,如果所有物资都使用一次性运载火箭发射,则(ze)其总计发射次数将(jiang)会超过一千次,而(er)这(zhe)些(xie)火箭发射的成本每年都将(jiang)会高达上百亿美元(注意(yi),这(zhe)是1985年的上百亿美元,而(er)不是当今的上百亿——笔者(zhe)注)。如此高昂的成本促使美国开始寻求全新(xin)的廉价太空运输方案,而(er)这(zhe)正是"空天飞机"项目(mu)最(zui)初产(chan)生(sheng)的原动力。

建(jian)造巨大的太空站,需(xu)要把大量的各种(zhong)物资运往太空,而(er)空天飞机显然比一次性火箭更有经济性优

1996年时美国NASA提出了Future-X计划,在这(zhe)个计划中,代号为"探(tan)险者(zhe)"的小型无人空天飞机,正是后来正式定型的X-37B型空天飞机。从2010年4月开始,X-37B型无人空天飞机开始进行试飞活动。仅(jin)在2010年到2015年,X-37B型空天飞机总共(gong)进行了4次发射,而(er)最(zui)后一次,也就是2015年5月进行的发射,期间完全处于保密状(zhuang)态,而(er)X-37B在这(zhe)段时间内,在太空中飞行时间超过2年时间,并且执行完全绝密的军(jun)方任务,这(zhe)引(yin)起了世(shi)界(jie)舆论的普遍关注。

X37B的首飞任务始于2010年,由Atlas V火箭执行,其整(zheng)流罩经过改装,以适(shi)应X37B的大小

一直以来,"太空非军(jun)事化"是全球各国的普遍共(gong)识。即使在美苏冷战的最(zui)高峰(feng),尽(jin)管双(shuang)方都曾经考虑过在太空直接部署核弹头,但是最(zui)终由于种(zhong)种(zhong)因素的牵(qian)制作用,太空反而(er)保持了长期的非军(jun)事化环境(jing)。但是如今由于苏联解体,俄罗斯国力衰弱,已经无法(fa)和美国对抗,为了持续巩固(gu)霸权地(di)位,美国自21世(shi)纪以来,一直设法(fa)推进太空的军(jun)事化进程。

NASA早期替代航天飞机的方案,其大小并没有比原有的航天飞机小多少

所谓太空军(jun)事化的核心,就是在太空中部署各种(zhong)武器,用于摧毁(hui)任何敌对国家或者(zhe)潜在对手的航天器,甚至直接杀伤对方的航天员(yuan)。不仅(jin)如此,太空军(jun)事化的一个重(zhong)要议题就是在太空中部署战略(lue)核弹头。和传统的陆基、海(hai)基战略(lue)核导弹相比,核弹头部署在太空中,经常从潜在对手头顶上仅(jin)仅(jin)500~1000千米远(yuan)的地(di)方掠过,其威慑力远(yuan)远(yuan)超过部署在1万千米以外的战略(lue)核导弹。

根据测算,以美军(jun)的"三叉戟II-D5"型潜射战略(lue)核导弹为例,该导弹有效射程在11000~12000千米之间,如果从核潜艇上发射的话,导弹飞行1.1万千米命中目(mu)标,总共(gong)需(xu)要约半(ban)个小的时间,这(zhe)段时间足够对方的导弹预警系统发出警报,并且组织最(zui)低程度的疏散撤(che)离,而(er)由于苏联早在1970年代就已经研制成功(gong)并部署了代号为"橡皮鞋套"的反导系统(俄罗斯继承了这(zhe)一系统),所以飞行超过1万千米的"三叉戟"导弹也有可能干脆就直接遭到拦截(jie)。

早期的X-37B还尝试过这(zhe)种(zhong)奇葩的发射方式,用以测试其无动力滑行姿态

这(zhe)种(zhong)奇怪的飞机被(bei)命名为“白色骑(qi)士”,可见(jian)其机身上的任务记录标,可窥(kui)见(jian)X37B的测试过程与结果

而(er)如果美军(jun)在太空轨道上部署核弹头的话,则(ze)美国的战略(lue)核导弹可以在距离俄罗斯首都莫斯科仅(jin)仅(jin)1000千米远(yuan)的地(di)方发射,相当于"三叉戟"导弹飞行距离的十(shi)分之一不到,而(er)且由于太空飞行物本身初始速度就要满足第一宇宙(zhou)速度,也就是7.9千米/秒,有这(zhe)一初始速度加持,再(zai)加上地(di)球引(yin)力加速度,核弹头落(luo)地(di)速度将(jiang)会超出现役所有的远(yuan)程战略(lue)导弹,再(zai)加上飞行距离仅(jin)有传统战略(lue)核导弹飞行路程的十(shi)分之一左右,因此一旦从太空轨道上发动核打击,留给对方的反应时间通常不超过3分钟。真正可以算得(de)上是让敌方毫无防备。

所谓相互毁(hui)灭的核大战,大概就是上面这(zhe)个样子

而(er)且从太空中发射核弹对其他(ta)国家发动核打击,从理论上说具备先发制人彻底消灭一个国家全部核武的可能。因为太空中的卫(wei)星可以有效监视任何国家的陆基战略(lue)核武器——无论是井式发射还是车载机动发射,都可以被(bei)有效观测,然后对其进行有针对的打击;同时海(hai)军(jun)在大洋上则(ze)可以跟踪和攻击对方的战略(lue)导弹核潜艇。这(zhe)样,即使有1~2艘核潜艇"死里逃(tao)生(sheng)",其发动的核报复也完全可以被(bei)NMD等导弹防御系统加以拦截(jie)。而(er)且对于美国这(zhe)样国土(tu)面积同样广(guang)阔的国家而(er)言,即使真的有十(shi)余枚核弹落(luo)在其国土(tu)上,也不可能把美国"炸回到石器时代"。因此,太空的武器化显然对美国有巨大的战略(lue)优势。而(er)这(zhe),也是美军(jun)积极推进X-37B项目(mu)的关键所在。

神秘的太空战机:X-37B

虽然是"空天飞机",但是X-37B无疑是目(mu)前尺寸最(zui)小且重(zhong)量在最(zui)轻的"航天飞机"。该机全重(zhong)只(zhi)有大约5吨,长8.8米,高2.9米,翼展为4.6米,体积尺寸相当于美国第一代航天飞机的四分之一。X-37B的外形看(kan)起来很像著名的劳斯莱斯"幻(huan)影",而(er)且有趣的是,二者(zhe)的长度刚好(hao)相同。而(er)且更巧合的是,X-37B恰好(hao)是在波音的"幻(huan)影工厂(chang)"研制生(sheng)产(chan)而(er)来。

这(zhe)是波音X-40A测试的罕见(jian)图片,我(wo)们(men)现在说的X37B就是由此而(er)来(比例120%放大)

执行任务成功(gong)返航的X-37B太空飞机,和旁边的工作人员(yuan)一比,确实体积尺寸并不是很大

X-37B的发射方式和美苏的第一代航天飞机有所不同。美苏的第一代航天飞机都采用了航天飞机自行捆绑一个大型外部燃料(liao)箱,然后在燃料(liao)箱旁边再(zai)捆绑2个固(gu)体火箭助推器的设计。我(wo)们(men)以往在美国发射航天飞机时,伫(zhu)立(li)在发射台(tai)中间的并非是一枚火箭,而(er)是一个超大号的外挂燃料(liao)箱,航天飞机就是依靠消耗这(zhe)个燃料(liao)箱的燃料(liao),才能够顺利升空。同时燃料(liao)箱两侧还分别(bie)捆绑1枚单级固(gu)体火箭助推器,以增加航天飞机的起飞推力。X-37B由于尺寸小,所以它(ta)可以直接由运载火箭发射,只(zhi)需(xu)要将(jiang)其包裹在运载火箭头部的载荷舱内即可。在进入太空后,载荷舱整(zheng)流罩分离,X-37B自行飞出载荷舱,启动后开始执行任务。

由于尺寸小,所以X-37B通常是整(zheng)个装入火箭载荷整(zheng)流罩内,如上图

X-37B是太空飞机还是太空战机?这(zhe)个至今还在争论

实际上严格来说,X-37B并不能算真正的"空天飞机",而(er)更准确的说法(fa)应该是"太空飞机"。这(zhe)是因为X-37B的尺寸过小,特别(bie)是机翼翼展过小,在大气层内飞行时无法(fa)产(chan)生(sheng)足够的升力让飞机正常飞行,而(er)且由于飞机尺寸小,所以载荷极其有限,所以也不具备在大气层内长距离飞行的能力。该机在使用火箭成功(gong)发射进入太空后,返回时只(zhi)能依靠滑翔降(jiang)落(luo),不具备自主飞行能力,不过由于该机体积尺寸小,而(er)且是无人驾驶太空飞机,所以这(zhe)点缺陷并不算真正的"缺陷"。

图为在太空中拍摄的X37B执行任务,可见(jian)其货仓已打开,机械臂伸(shen)出测试

尽(jin)管尺寸体积不大,但是X-37B却有一个和第一代航天飞机类(lei)似的内置货舱,并且还有一条专门(men)的机械臂,可以用于抓取卫(wei)星或者(zhe)是释放卫(wei)星。因此X-37B具备在战时快速补充卫(wei)星,同时捕获敌方卫(wei)星的能力。据猜测货舱中如果不携带卫(wei)星的话,还可以用来携带核弹头,也就是笔者(zhe)上面所述的直接从太空中对地(di)表目(mu)标实施快速核打击。而(er)且2014年X-37B的第三次试飞,就是执行"绝密任务",这(zhe)架(jia)X-37B型太空飞机在太空中消失了650多天。如果真的搭载核弹头对任何国家实施突袭的话,想必没有谁真的能挡住。

X-37B采用了美国第一代航天飞机一样的设计,带有大型内置货舱,并且有一台(tai)机械臂

除了上述这(zhe)些(xie)装备外,美国还在为X-37B研制全新(xin)的轻型激光武器。这(zhe)是由于太空中没有大气,不存在风(feng)雨雷电等影响激光射程和功(gong)率(lu)的自然气候现象。所以激光在太空中的威力不会削减(jian),而(er)射程反而(er)更远(yuan)。如果美军(jun)为X-37B装备上激光武器,则(ze)该机就可以直接远(yuan)程击毁(hui)敌国卫(wei)星。一旦这(zhe)样的情况发生(sheng),那将(jiang)意(yi)味着太空已经完全军(jun)事化。

反卫(wei)星、光能传输,这(zhe)些(xie)都是在X37B上进行的秘密试验

目(mu)前美国正在为X-37B研制全新(xin)的离子火箭发动机。这(zhe)是一种(zhong)奇特的推进装置。因为我(wo)们(men)传统意(yi)义上的化学火箭都需(xu)要消耗能源并利用高速喷出的燃气产(chan)生(sheng)反作用力推动火箭运行,这(zhe)种(zhong)火箭通常称之为"功(gong)质(zhi)火箭",意(yi)思是火箭发动机要做功(gong),就必须消耗物质(zhi)。而(er)离子发动机则(ze)是一种(zhong)神奇的"无功(gong)质(zhi)火箭",因为离子发动机是通过极高的电压给电子"充能"然后让电子高速从发动机中喷出,进而(er)产(chan)生(sheng)反作用力。而(er)电子由于是自然界(jie)自然存在的,其过程非常类(lei)似于喷气式发动机,只(zhi)不过离子发动机喷出的不是高速燃气,而(er)是高压电子。

美军(jun)研制的光伏射频模块(kuai),可将(jiang)光能转化为微波传输,也可专为动力输出,美军(jun)或借(jie)此实现太空能量远(yuan)距离传输

由于只(zhi)消耗能量,不消耗物质(zhi),所以离子火箭发动机也被(bei)称为"无工质(zhi)火箭",和上面的模块(kuai)结合,就能无限续航

相比于传统化学火箭发动机,离子发动机的推力非常小,所以通常情况下都是使用化学火箭将(jiang)航天器送入太空,然后再(zai)用离子发动机给航天不断加速。而(er)离子发动机最(zui)大的特点在于——尽(jin)管推力小到可怜,但是离子发动机却可以无上限加速。因此,装备离子发动机的飞船有望成为人类(lei)第一种(zhong)具备行星间飞行能力的飞船。

一个有意(yi)思的细节:X37B的发动机喷口,不在正中,而(er)是在右侧。为何这(zhe)样设计?还是不得(de)而(er)知

有人计算过,采用化学火箭作为动力源的话,从地(di)球到临近的火星,最(zui)短大约需(xu)要7个月;但是如果使用离子发动机火箭的话,仅(jin)需(xu)要2~4周时间。这(zhe)是因为离子火箭可以不停(ting)的加速,虽然最(zui)开始时很慢但是会随着时间的推移(yi),其速度累积将(jiang)会非常惊人。而(er)这(zhe)种(zhong)离子发动机一旦装备在X-37B上,则(ze)该机将(jiang)会完全实现1小时打遍全球的战术需(xu)要。

美军(jun)目(mu)前最(zui)神秘的X-37B飞机,有理由相信,"太空军(jun)事化"的始作俑者(zhe),就是这(zhe)个看(kan)似玩具的东西

随着X-37B的研制成功(gong),并且连续长期太空部署来看(kan),美国正在稳步推进太空军(jun)事化的进程,而(er)且目(mu)前的X-37B已经基本成熟(shu),随时可以搭载美国空军(jun)的战略(lue)核弹头,还可以搭载全新(xin)的激光武器,并且安装离子火箭发动机。这(zhe)已经是赤裸裸的太空军(jun)事化进程,必须引(yin)起世(shi)界(jie)各国足够的重(zhong)视和警惕。

X-37B细节图片,其隔热瓦(wa)排布十(shi)分整(zheng)齐,做工优良

中国同类(lei)型发展情况:“神龙”与离子发动机,我(wo)们(men)都有

实际上我(wo)国早在本世(shi)纪初就测试过中国版X-37B太空飞机。尽(jin)管外界(jie)信息(xi)很少,但是这(zhe)架(jia)被(bei)命名为"神龙"的空天飞机不但存在,而(er)且还有过短暂的曝光。根据公开的消息(xi),"神龙"已经完成了全部飞行测试,但是是否和X-37B一样进行过太空部署,目(mu)前尚不可知,不过就整(zheng)个项目(mu)的进展而(er)言,不上太空实在有些(xie)说不过去。

代号"神龙"的我(wo)国自研太空飞机,正在进行大气层内测试,应该为滑翔测试

根据网友猜测画出的“中国版”X-37B想象图

不仅(jin)是太空飞机,根据国外媒(mei)体的报道,实际上我(wo)国在离子发动机方面也处于世(shi)界(jie)领先地(di)位。2018年1月时,俄罗斯卫(wei)星通讯社曾经发文称,我(wo)国已经研制出全新(xin)一代的离子火箭发动机,这(zhe)种(zhong)新(xin)式火箭发动机的最(zui)大加速度可达39千米/秒。结合我(wo)国目(mu)前正在制定的探(tan)索月球和火星的太空计划而(er)言,西方国家普遍认(ren)为,我(wo)国将(jiang)会是第一个开启有人驾驶飞船探(tan)测火星的国家。而(er)加大对于太空飞行器和飞行技术的广(guang)泛探(tan)索,是对抗美国不断扩大的太空军(jun)事化进程唯一有效的方式,因为依照美国人的思维"打不赢的敌人,就是朋友"。

另外,中国离子火箭发动机也正在研制,2019年已获得(de)突破

"国虽大,好(hao)战必亡,忘战必危!"这(zhe)是我(wo)们(men)的老(lao)祖宗在2000多年前为我(wo)们(men)留下的古训。即使在今天,要想要确保自己的和平与安全,就必须仗剑扶犁,止(zhi)戈为武。

版权号:18172771662813
 
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