楊震
美國(guó)是世界頭號(hào)航空航天強(qiáng)國(guó),在科技史上屢屢有讓人感覺驚艷的產(chǎn)品問世。近日,一則新聞?dòng)忠淮巫C明了這個(gè)事實(shí):據(jù)美國(guó)《航空學(xué)人》網(wǎng)站報(bào)道,當(dāng)?shù)貢r(shí)間2019年10月27日凌晨3點(diǎn)51分,美國(guó)空軍X-37B軌道測(cè)試空天飛機(jī)五號(hào)機(jī)升空780天后成功返回地球,在美國(guó)肯尼迪航天中心的航天飛機(jī)降落設(shè)施中成功降落。
在回答這個(gè)問題之前,讓我們先看看什么是空天飛機(jī)。空天飛機(jī),顧名思義,即為兼具航天與航空的新型飛行器,可根據(jù)不同的需求,在大氣層或衛(wèi)星軌道上靈活機(jī)動(dòng)地進(jìn)行部署。而太空由于其得“天”獨(dú)厚的地理位置,則根據(jù)國(guó)際外層空間法,享有超越國(guó)界的權(quán)利,而其他設(shè)施只能在本國(guó)領(lǐng)土上進(jìn)行配置部署。所以,空天飛機(jī)的這種特殊“本領(lǐng)”,使其在未來的空天作戰(zhàn)體系中占據(jù)了重要地位。
空天飛機(jī)與傳統(tǒng)的飛行器相比具有更多優(yōu)勢(shì),且不說能夠在衛(wèi)星軌道上執(zhí)行多種多樣的任務(wù)。首先要說的是,空天飛機(jī)的飛行高度。由于其可在高層大氣,甚至大氣層外飛行,所以依靠著高度就能夠保障其安全性。以蘇聯(lián)米格-25截?fù)魴C(jī)為例,該型機(jī)在多次執(zhí)行任務(wù)的過程中,因?yàn)槠?5000米的升限,從而多次躲過導(dǎo)彈和戰(zhàn)斗機(jī)的攻擊。這種特點(diǎn)在空天飛機(jī)上,必將得到更為明顯的體現(xiàn)。除此之外,高空環(huán)境下的低可探測(cè)性與隱蔽性更是為其執(zhí)行任務(wù)解決了后顧之憂。
再者則是飛得快。所謂“天下武學(xué),一切可破,唯快不破”。這一點(diǎn)在空天飛機(jī)身上體現(xiàn)得尤為明顯。空天飛機(jī)飛行最大速度可達(dá)第一宇宙速度7.9公里/秒,相當(dāng)于時(shí)速28440公里,約在12~25馬赫以上,遠(yuǎn)高于目前的作戰(zhàn)飛機(jī)。因?yàn)楦咚僖材軌虮WC其安全性,例如比米格-25截?fù)魴C(jī)速度更快的美國(guó)SR-71偵察機(jī),正是因其高達(dá)3馬赫的速度,所以在其服役期間執(zhí)行多次偵察任務(wù),而無一次被擊落的記錄。
最后是費(fèi)用低??仗祜w機(jī)備受關(guān)注的重要原因之一便是其成本低廉,維護(hù)簡(jiǎn)便,并可重復(fù)使用。空天飛機(jī)在完成一次飛行后,經(jīng)過維修處理即可再次飛行,成本是只能進(jìn)行一次性飛行的運(yùn)載火箭的十分之一。同時(shí),空天飛機(jī)可在常規(guī)機(jī)場(chǎng)起降,不需要像火箭一樣投入大量資金建造發(fā)射場(chǎng),還可保持較高頻率的飛行次數(shù)。作為世界頭號(hào)軍事強(qiáng)國(guó)、國(guó)際體系中的霸權(quán)國(guó)家美國(guó)也不例外,美國(guó)研發(fā)的空天飛機(jī)X-37B就是其代表作。
X-37軌道驗(yàn)證飛行器計(jì)劃(也稱無人空天飛機(jī)計(jì)劃)是美國(guó)軍方的秘密研制項(xiàng)目之一,由國(guó)防部國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)提供技術(shù)和資金支持,美國(guó)空軍負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理,美國(guó)第二大軍火商波音公司則是負(fù)責(zé)技術(shù)協(xié)助,所以X-37當(dāng)初是美國(guó)宇航局(NASA)負(fù)責(zé)的尖端研制項(xiàng)目。
1996年NASA提出了一個(gè)名叫Future-X的計(jì)劃,這個(gè)計(jì)劃被拆分成兩個(gè)子計(jì)劃,其中規(guī)模較小的“探險(xiǎn)者”就是X-37計(jì)劃,由于另一項(xiàng)X-33計(jì)劃因?yàn)檠芯窟M(jìn)度緩慢,導(dǎo)致這個(gè)名叫Future-X的計(jì)劃整體被叫停。時(shí)間來到1999年7月,NASA為了驗(yàn)證所謂的“超高音速飛行”,X-37計(jì)劃被重啟。NASA與波音公司簽署4年合作協(xié)議,建造了一系列試驗(yàn)機(jī)中的第一架空天飛機(jī)。
依照計(jì)劃,試驗(yàn)機(jī)應(yīng)該同時(shí)具備太空軌道飛行和再入大氣層飛行的能力。所以在原計(jì)劃中,X-37試驗(yàn)機(jī)擬由航天飛機(jī)攜帶進(jìn)入太空,利用其本身配備的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng),獲得25馬赫飛行速度,在太空中進(jìn)行21天的飛行實(shí)驗(yàn),然后再進(jìn)入大氣層重返地球,降落在傳統(tǒng)的地面機(jī)場(chǎng)跑道上。NASA在飛機(jī)上安裝的自動(dòng)操作系統(tǒng),也為“降低進(jìn)入太空的負(fù)載成本”做出了貢獻(xiàn)。但在研究發(fā)現(xiàn)使用航天飛機(jī)攜帶X-37試驗(yàn)機(jī)進(jìn)入太空,不太合乎經(jīng)濟(jì)效益后,就改由“三角洲-4”或相似的其他運(yùn)載火箭搭載發(fā)射入軌。
1999年底美國(guó)空軍接手了這個(gè)項(xiàng)目,其名稱也變更為X-37B。作為美國(guó)空軍高可靠性、可重復(fù)使用的無人太空實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的驗(yàn)證項(xiàng)目,測(cè)試的相關(guān)軍用技術(shù)主要包括:先進(jìn)制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制;熱防護(hù)系統(tǒng);航電系統(tǒng);高溫結(jié)構(gòu)及密封;可重復(fù)使用的保形隔熱瓦;輕重量的機(jī)電系統(tǒng);自主軌道飛行、再入大氣及著陸系統(tǒng)。
在外形上,X-37B 無人空天飛機(jī)與載人飛行的航天飛機(jī)有點(diǎn)相似,但個(gè)頭大約相當(dāng)于后者的四分之一。X-37B 的機(jī)體長(zhǎng)度僅有 8.9 米,高度 2.9 米,翼展4.5 米,發(fā)射質(zhì)量 4990 千克。兩者運(yùn)載能力也大不相同,相比航天飛機(jī)的29噸有效載荷,X-37B 無人空天飛機(jī)的有效載荷僅為227~300 千克,貨艙空間和容量均比較小。
在技術(shù)上,X-37B 可重復(fù)使用運(yùn)載器的整個(gè)飛行剖面,大致分為起飛、上升、入軌、再入、末端能量管理及著陸階段,其中包括亞軌道飛行和近地球軌道飛行。由于可重復(fù)使用的運(yùn)載器具備大氣層內(nèi)飛行的能力,因此其在軍民領(lǐng)域都有廣泛用途,執(zhí)行任務(wù)的范圍也比傳統(tǒng)的航天飛行器更廣泛。X-37B 具有很強(qiáng)的在軌機(jī)動(dòng)性和變軌的能力,這是依托其進(jìn)入太空軌道后,伸展開的小型砷化鎵太陽(yáng)能電池帆板,這種小型太陽(yáng)能電池和鋰離子蓄電池組成的供電方式為飛行器提供了工作的能源。同時(shí)X-37B火箭發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是甲基肼和四氧化二氮的雙組元自燃推進(jìn)劑,雖然甲基肼具有劇毒,但在技術(shù)上更成熟。
此次X-37B空天飛機(jī)五號(hào)機(jī)在打破了X-37B升空718天四號(hào)機(jī)的紀(jì)錄后,升空780天后成功返回地球,而美國(guó)空軍的X-37B計(jì)劃在軌的總天數(shù)已經(jīng)達(dá)到2865天了。而這次該機(jī)的成功降落引發(fā)了一個(gè)問題:美國(guó)的“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃是否再度歸來?在冷戰(zhàn)時(shí),美國(guó)“高邊疆”戰(zhàn)略(“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃的理論基礎(chǔ))的創(chuàng)始人格雷厄姆曾說過,“在整個(gè)人類歷史上,凡是能夠最有效地從人類活動(dòng)的一個(gè)領(lǐng)域邁向另一個(gè)領(lǐng)域的國(guó)家,都取得了巨大的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)?!?p>
2017年5月,X-37B空天飛機(jī)四號(hào)機(jī)在結(jié)束了700多天的飛行后,降落在美國(guó)佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心。
而特朗普明顯是這種理念的繼承人與實(shí)踐者。2017年3月,特朗普簽署《美國(guó)國(guó)家航空航天局過渡授權(quán)法案》,表明恢復(fù)國(guó)家太空委員會(huì)已經(jīng)提上議事日程。2017年6月30日,特朗普總統(tǒng)正式簽署重建國(guó)家太空委員會(huì)的行政令。2017年12月11日,特朗普簽署太空政策指令,宣布美國(guó)宇航員將重返月球,并最終前往火星。白宮新聞局副局長(zhǎng)吉德利在一份聲明中說,“總統(tǒng)聽取了國(guó)家空間理事會(huì)的建議,他將改變美國(guó)的載人航天政策,幫助美國(guó)成就航天事業(yè),從宇宙中汲取新知識(shí),開發(fā)令人難以置信的技術(shù)?!?/p>
在2018年6月美國(guó)國(guó)家太空委員會(huì)的一次會(huì)議上,總統(tǒng)特朗普指示國(guó)防部立即啟動(dòng)建立武裝部隊(duì)第六軍種太空軍的必要步驟。8月9日,美國(guó)防部便發(fā)布了一份評(píng)估報(bào)告,稱將分“四步走”建立太空軍,第一步就是成立美國(guó)太空司令部,以鞏固和發(fā)展太空作戰(zhàn)力量。2019年8月,特朗普在白宮玫瑰園宣布建立美國(guó)太空司令部,四星空軍上將約翰·雷蒙德?lián)纹涫兹晤I(lǐng)導(dǎo)。
美國(guó)在發(fā)展太空軍的戰(zhàn)略、政策、方針等領(lǐng)域已經(jīng)做好了準(zhǔn)備,而X-37B的成功降落則為太空軍的裝備研發(fā)實(shí)戰(zhàn)化吹響了號(hào)角??礃幼?,“星球大戰(zhàn)”的歸來已經(jīng)只是個(gè)時(shí)間問題。可是,美國(guó)真能憑借這個(gè)贏取戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)嗎?這樣的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)又能夠保持多久?歷史將會(huì)給出答案。
(責(zé)編:南名俊岳)