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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
2024-07-09 05:46:43
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

自从人类有了意(yi)识开始,广阔的天空就是人类渴望(wang)征服的领域。如今人类不仅仅征服了天空,而且(qie)也已经(jing)同时进军太空领域。1981年4月12日,人类首次(ci)正式发射了"航天飞机"这是一种可以同时在(zai)太空和大气层内飞行的载人飞行器(qi)。历(li)史上美国曾经(jing)总共制造了5架(jia)航天飞机,苏联在(zai)冷战时期也曾经(jing)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(jing)完全退出了航空航天的历(li)史舞台。

航天飞机,冷战时期人类太空技术的象征,也是人类航天技术的巅峰

在(zai)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(bi)竟(jing)和一次(ci)性的运载火箭相比,可以多次(ci)重复使用的空天飞机显然更(geng)加经(jing)济实用。1999年7月,美国NASA正式立项(xiang)开始研制本文的主角——X-37B型(xing)空天飞机。不过这一计(ji)划从一开始就并非是纯民用计(ji)划,而是兼具美国军方背景的一项(xiang)半军事武器(qi)研究计(ji)划。舆论更(geng)是给X-37B起(qi)了一个形象的名称:"太空战斗机"。

X-37项(xiang)目最(zui)早由NASA进行开发,其原意(yi)就是替代即将退役的航天飞机。而后项(xiang)目被美军接收,为其蒙上神秘面纱

如今,X-37B型(xing)空天飞机已经(jing)开始进行第六(liu)次(ci)试飞,而在(zai)此之前,这架(jia)神秘的空天飞机曾经(jing)连(lian)续数年遨游(you)太空,甚至还一度神秘"消失"。那么,这架(jia)神秘的飞机到底从何而来(lai),又将去向何方,所有一切不但(dan)值得我们关注(zhu),同时美国对(dui)于太空军事化的野心(xin),也值得我们警(jing)惕。

需求的导向作用:美国开发全新空天飞机

从技术传承性上来(lai)说,X-37B实际上应该看作是航天飞机的下一代发展(zhan)型(xing),或者直(zhi)接叫做"第二代航天飞机"。因为其设计(ji)的基本理念(nian)和航天飞机类似,都是采(cai)用兼容大气层内外飞行的气动布局和设计(ji)模式,而且(qie)二者最(zui)初(chu)的研制目标(biao)都是相同的,就是要实现(xian)同时在(zai)大气层内外的飞行。

人类太空技术的标(biao)志:苏联的和平号太空站和美国的航天飞机对(dui)接,也是太空非军事化的典(dian)范(fan)

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(xiang)目发展(zhan)。特别(bie)是在(zai)苏联最(zui)著名的"和平"号轨道空间(jian)站发射升(sheng)空并且(qie)正式投入使用后,美国发现(xian)自己在(zai)太空站的建设方面已经(jing)远远落后于当时的苏联,因此拉拢欧洲的北约盟国,共同出资兴建"阿尔法"国际空间(jian)站,这也是现(xian)在(zai)国际间(jian)太空合作的最(zui)初(chu)形态。

不过在(zai)兴建"阿尔法"国际空间(jian)站时,由于需要向太空输(shu)送(song)大量的人员设备以及补给物(wu)资,因此以美国为首的北约国家必(bi)须(xu)进行高密度的火箭发射。根据计(ji)算(suan),如果所有物(wu)资都使用一次(ci)性运载火箭发射,则(ze)其总计(ji)发射次(ci)数将会超过一千次(ci),而这些火箭发射的成本每年都将会高达上百亿美元(注(zhu)意(yi),这是1985年的上百亿美元,而不是当今的上百亿——笔者注(zhu))。如此高昂(ang)的成本促使美国开始寻求全新的廉价太空运输(shu)方案,而这正是"空天飞机"项(xiang)目最(zui)初(chu)产生(sheng)的原动力。

建造巨大的太空站,需要把大量的各(ge)种物(wu)资运往太空,而空天飞机显然比一次(ci)性火箭更(geng)有经(jing)济性优(you)

1996年时美国NASA提出了Future-X计(ji)划,在(zai)这个计(ji)划中,代号为"探险者"的小型(xing)无人空天飞机,正是后来(lai)正式定型(xing)的X-37B型(xing)空天飞机。从2010年4月开始,X-37B型(xing)无人空天飞机开始进行试飞活动。仅在(zai)2010年到2015年,X-37B型(xing)空天飞机总共进行了4次(ci)发射,而最(zui)后一次(ci),也就是2015年5月进行的发射,期间(jian)完全处于保密状态,而X-37B在(zai)这段时间(jian)内,在(zai)太空中飞行时间(jian)超过2年时间(jian),并且(qie)执(zhi)行完全绝密的军方任务,这引起(qi)了世界舆论的普遍关注(zhu)。

X37B的首飞任务始于2010年,由Atlas V火箭执(zhi)行,其整流罩经(jing)过改(gai)装,以适应X37B的大小

一直(zhi)以来(lai),"太空非军事化"是全球各(ge)国的普遍共识。即使在(zai)美苏冷战的最(zui)高峰,尽管双方都曾经(jing)考虑过在(zai)太空直(zhi)接部署核弹头,但(dan)是最(zui)终(zhong)由于种种因素的牵制作用,太空反而保持(chi)了长期的非军事化环境。但(dan)是如今由于苏联解体,俄罗斯国力衰(shuai)弱,已经(jing)无法和美国对(dui)抗,为了持(chi)续巩固霸权地位,美国自21世纪以来(lai),一直(zhi)设法推进太空的军事化进程。

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(wei)太空军事化的核心(xin),就是在(zai)太空中部署各(ge)种武器(qi),用于摧毁任何敌(di)对(dui)国家或者潜在(zai)对(dui)手的航天器(qi),甚至直(zhi)接杀伤对(dui)方的航天员。不仅如此,太空军事化的一个重要议题就是在(zai)太空中部署战略核弹头。和传统的陆基、海基战略核导弹相比,核弹头部署在(zai)太空中,经(jing)常从潜在(zai)对(dui)手头顶上仅仅500~1000千米远的地方掠过,其威慑力远远超过部署在(zai)1万千米以外的战略核导弹。

根据测算(suan),以美军的"三叉戟(ji)II-D5"型(xing)潜射战略核导弹为例,该导弹有效(xiao)射程在(zai)11000~12000千米之间(jian),如果从核潜艇上发射的话,导弹飞行1.1万千米命中目标(biao),总共需要约半个小的时间(jian),这段时间(jian)足够对(dui)方的导弹预警(jing)系统发出警(jing)报(bao),并且(qie)组织最(zui)低程度的疏(shu)散撤(che)离,而由于苏联早在(zai)1970年代就已经(jing)研制成功并部署了代号为"橡(xiang)皮鞋套"的反导系统(俄罗斯继承了这一系统),所以飞行超过1万千米的"三叉戟(ji)"导弹也有可能干脆就直(zhi)接遭到拦截。

早期的X-37B还尝试过这种奇葩的发射方式,用以测试其无动力滑行姿态

这种奇怪的飞机被命名为“白色骑士”,可见其机身上的任务记录标(biao),可窥见X37B的测试过程与结果

而如果美军在(zai)太空轨道上部署核弹头的话,则(ze)美国的战略核导弹可以在(zai)距离俄罗斯首都莫斯科仅仅1000千米远的地方发射,相当于"三叉戟(ji)"导弹飞行距离的十分之一不到,而且(qie)由于太空飞行物(wu)本身初(chu)始速度就要满足第一宇宙速度,也就是7.9千米/秒,有这一初(chu)始速度加持(chi),再加上地球引力加速度,核弹头落地速度将会超出现(xian)役所有的远程战略导弹,再加上飞行距离仅有传统战略核导弹飞行路程的十分之一左右,因此一旦从太空轨道上发动核打击,留给对(dui)方的反应时间(jian)通常不超过3分钟(zhong)。真正可以算(suan)得上是让敌(di)方毫无防备。

所谓(wei)相互毁灭(mie)的核大战,大概就是上面这个样子

而且(qie)从太空中发射核弹对(dui)其他国家发动核打击,从理论上说具备先发制人彻底消灭(mie)一个国家全部核武的可能。因为太空中的卫星(xing)可以有效(xiao)监视(shi)任何国家的陆基战略核武器(qi)——无论是井式发射还是车(che)载机动发射,都可以被有效(xiao)观测,然后对(dui)其进行有针对(dui)的打击;同时海军在(zai)大洋上则(ze)可以跟踪和攻击对(dui)方的战略导弹核潜艇。这样,即使有1~2艘核潜艇"死里逃生(sheng)",其发动的核报(bao)复也完全可以被NMD等导弹防御系统加以拦截。而且(qie)对(dui)于美国这样国土面积同样广阔的国家而言,即使真的有十余枚核弹落在(zai)其国土上,也不可能把美国"炸(zha)回到石器(qi)时代"。因此,太空的武器(qi)化显然对(dui)美国有巨大的战略优(you)势(shi)。而这,也是美军积极推进X-37B项(xiang)目的关键所在(zai)。

神秘的太空战机:X-37B

虽然是"空天飞机",但(dan)是X-37B无疑是目前尺寸最(zui)小且(qie)重量在(zai)最(zui)轻(qing)的"航天飞机"。该机全重只(zhi)有大约5吨,长8.8米,高2.9米,翼展(zhan)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的外形看起(qi)来(lai)很像著名的劳斯莱斯"幻影",而且(qie)有趣的是,二者的长度刚(gang)好相同。而且(qie)更(geng)巧合的是,X-37B恰好是在(zai)波(bo)音的"幻影工厂(chang)"研制生(sheng)产而来(lai)。

这是波(bo)音X-40A测试的罕(han)见图片(pian),我们现(xian)在(zai)说的X37B就是由此而来(lai)(比例120%放大)

执(zhi)行任务成功返航的X-37B太空飞机,和旁边的工作人员一比,确(que)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(cai)用了航天飞机自行捆绑一个大型(xing)外部燃料箱(xiang),然后在(zai)燃料箱(xiang)旁边再捆绑2个固体火箭助推器(qi)的设计(ji)。我们以往在(zai)美国发射航天飞机时,伫立在(zai)发射台中间(jian)的并非是一枚火箭,而是一个超大号的外挂燃料箱(xiang),航天飞机就是依靠消耗这个燃料箱(xiang)的燃料,才能够顺利升(sheng)空。同时燃料箱(xiang)两侧还分别(bie)捆绑1枚单(dan)级固体火箭助推器(qi),以增加航天飞机的起(qi)飞推力。X-37B由于尺寸小,所以它可以直(zhi)接由运载火箭发射,只(zhi)需要将其包裹在(zai)运载火箭头部的载荷(he)舱内即可。在(zai)进入太空后,载荷(he)舱整流罩分离,X-37B自行飞出载荷(he)舱,启动后开始执(zhi)行任务。

由于尺寸小,所以X-37B通常是整个装入火箭载荷(he)整流罩内,如上图

X-37B是太空飞机还是太空战机?这个至今还在(zai)争论

实际上严格来(lai)说,X-37B并不能算(suan)真正的"空天飞机",而更(geng)准确(que)的说法应该是"太空飞机"。这是因为X-37B的尺寸过小,特别(bie)是机翼翼展(zhan)过小,在(zai)大气层内飞行时无法产生(sheng)足够的升(sheng)力让飞机正常飞行,而且(qie)由于飞机尺寸小,所以载荷(he)极其有限(xian),所以也不具备在(zai)大气层内长距离飞行的能力。该机在(zai)使用火箭成功发射进入太空后,返回时只(zhi)能依靠滑翔(xiang)降落,不具备自主飞行能力,不过由于该机体积尺寸小,而且(qie)是无人驾驶太空飞机,所以这点缺陷(xian)并不算(suan)真正的"缺陷(xian)"。

图为在(zai)太空中拍摄的X37B执(zhi)行任务,可见其货仓已打开,机械(xie)臂伸出测试

尽管尺寸体积不大,但(dan)是X-37B却有一个和第一代航天飞机类似的内置货舱,并且(qie)还有一条(tiao)专门的机械(xie)臂,可以用于抓取卫星(xing)或者是释(shi)放卫星(xing)。因此X-37B具备在(zai)战时快速补充卫星(xing),同时捕获敌(di)方卫星(xing)的能力。据猜(cai)测货舱中如果不携带卫星(xing)的话,还可以用来(lai)携带核弹头,也就是笔者上面所述的直(zhi)接从太空中对(dui)地表目标(biao)实施快速核打击。而且(qie)2014年X-37B的第三次(ci)试飞,就是执(zhi)行"绝密任务",这架(jia)X-37B型(xing)太空飞机在(zai)太空中消失了650多天。如果真的搭(da)载核弹头对(dui)任何国家实施突袭的话,想必(bi)没有谁真的能挡住。

X-37B采(cai)用了美国第一代航天飞机一样的设计(ji),带有大型(xing)内置货舱,并且(qie)有一台机械(xie)臂

除了上述这些装备外,美国还在(zai)为X-37B研制全新的轻(qing)型(xing)激光武器(qi)。这是由于太空中没有大气,不存在(zai)风(feng)雨雷电等影响激光射程和功率的自然气候现(xian)象。所以激光在(zai)太空中的威力不会削减,而射程反而更(geng)远。如果美军为X-37B装备上激光武器(qi),则(ze)该机就可以直(zhi)接远程击毁敌(di)国卫星(xing)。一旦这样的情况发生(sheng),那将意(yi)味着太空已经(jing)完全军事化。

反卫星(xing)、光能传输(shu),这些都是在(zai)X37B上进行的秘密试验

目前美国正在(zai)为X-37B研制全新的离子火箭发动机。这是一种奇特的推进装置。因为我们传统意(yi)义上的化学火箭都需要消耗能源并利用高速喷出的燃气产生(sheng)反作用力推动火箭运行,这种火箭通常称之为"功质(zhi)火箭",意(yi)思(si)是火箭发动机要做功,就必(bi)须(xu)消耗物(wu)质(zhi)。而离子发动机则(ze)是一种神奇的"无功质(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,进而产生(sheng)反作用力。而电子由于是自然界自然存在(zai)的,其过程非常类似于喷气式发动机,只(zhi)不过离子发动机喷出的不是高速燃气,而是高压电子。

美军研制的光伏射频模块,可将光能转化为微波(bo)传输(shu),也可专为动力输(shu)出,美军或借此实现(xian)太空能量远距离传输(shu)

由于只(zhi)消耗能量,不消耗物(wu)质(zhi),所以离子火箭发动机也被称为"无工质(zhi)火箭",和上面的模块结合,就能无限(xian)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航天器(qi)送(song)入太空,然后再用离子发动机给航天不断加速。而离子发动机最(zui)大的特点在(zai)于——尽管推力小到可怜,但(dan)是离子发动机却可以无上限(xian)加速。因此,装备离子发动机的飞船有望(wang)成为人类第一种具备行星(xing)间(jian)飞行能力的飞船。

一个有意(yi)思(si)的细节(jie):X37B的发动机喷口,不在(zai)正中,而是在(zai)右侧。为何这样设计(ji)?还是不得而知

有人计(ji)算(suan)过,采(cai)用化学火箭作为动力源的话,从地球到临近的火星(xing),最(zui)短大约需要7个月;但(dan)是如果使用离子发动机火箭的话,仅需要2~4周时间(jian)。这是因为离子火箭可以不停的加速,虽然最(zui)开始时很慢但(dan)是会随着时间(jian)的推移,其速度累积将会非常惊人。而这种离子发动机一旦装备在(zai)X-37B上,则(ze)该机将会完全实现(xian)1小时打遍全球的战术需要。

美军目前最(zui)神秘的X-37B飞机,有理由相信,"太空军事化"的始作俑者,就是这个看似玩具的东(dong)西

随着X-37B的研制成功,并且(qie)连(lian)续长期太空部署来(lai)看,美国正在(zai)稳步推进太空军事化的进程,而且(qie)目前的X-37B已经(jing)基本成熟,随时可以搭(da)载美国空军的战略核弹头,还可以搭(da)载全新的激光武器(qi),并且(qie)安装离子火箭发动机。这已经(jing)是赤裸裸的太空军事化进程,必(bi)须(xu)引起(qi)世界各(ge)国足够的重视(shi)和警(jing)惕。

X-37B细节(jie)图片(pian),其隔热瓦排布十分整齐,做工优(you)良

中国同类型(xing)发展(zhan)情况:“神龙”与离子发动机,我们都有

实际上我国早在(zai)本世纪初(chu)就测试过中国版X-37B太空飞机。尽管外界信息很少,但(dan)是这架(jia)被命名为"神龙"的空天飞机不但(dan)存在(zai),而且(qie)还有过短暂的曝光。根据公开的消息,"神龙"已经(jing)完成了全部飞行测试,但(dan)是是否和X-37B一样进行过太空部署,目前尚不可知,不过就整个项(xiang)目的进展(zhan)而言,不上太空实在(zai)有些说不过去。

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

根据网友猜(cai)测画出的“中国版”X-37B想象图

不仅是太空飞机,根据国外媒体的报(bao)道,实际上我国在(zai)离子发动机方面也处于世界领先地位。2018年1月时,俄罗斯卫星(xing)通讯(xun)社曾经(jing)发文称,我国已经(jing)研制出全新一代的离子火箭发动机,这种新式火箭发动机的最(zui)大加速度可达39千米/秒。结合我国目前正在(zai)制定的探索月球和火星(xing)的太空计(ji)划而言,西方国家普遍认(ren)为,我国将会是第一个开启有人驾驶飞船探测火星(xing)的国家。而加大对(dui)于太空飞行器(qi)和飞行技术的广泛探索,是对(dui)抗美国不断扩大的太空军事化进程唯一有效(xiao)的方式,因为依照美国人的思(si)维(wei)"打不赢的敌(di)人,就是朋(peng)友"。

另外,中国离子火箭发动机也正在(zai)研制,2019年已获得突破(po)

"国虽大,好战必(bi)亡,忘战必(bi)危!"这是我们的老祖(zu)宗在(zai)2000多年前为我们留下的古训。即使在(zai)今天,要想要确(que)保自己的和平与安全,就必(bi)须(xu)仗剑扶犁,止戈为武。

版权号:18172771662813
 
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