太空魅影

數(shù)次變軌

在首架X-37B飛行器進入低地球軌道后，美國空軍除了介紹它的軌道編號為USA-212外，沒有透露更多的相關(guān)信息。有意思的是，世界各地的天文愛好者對X-37B飛行器的入軌趨之若鶩，在他們的共同努力下，終于捕捉到了這個飛行器的蛛絲馬跡。

美國?？怂剐侣劸W(wǎng)在2010年5月24日援引南非開普敦天文愛好者羅伯茨的話稱，X-37B飛行器發(fā)射后，北美的一位天文愛好者使用天文望遠鏡首先看到了一個疑為X-37B飛行器的物體，不久它又消失在夜空中。后來，擁有攝像設(shè)備的觀測者記錄下了它的飛行軌跡，這就使得推算其軌道傾角成為可能。

隨著越來越多的觀測者將觀測數(shù)據(jù)匯總，X-37B飛行器的精確軌道終于被推算出來：X-37B飛行器在發(fā)射后1個月左右后，停留在南北緯39.9度之間的近地圓形軌道（近地點433千米，遠地點444千米），而且每4天重復飛臨地球同一個地點。整個時間長達2個月，這很可能是為了驗證飛行器上搭載的偵察裝置的成像效果。

這種與間諜衛(wèi)星相同的飛行模式引來了人們的猜想。按照天文愛好者推測出的運行軌道，X-37B飛行器不僅可以定期飛越南歐到南非之間的全部國家，而且還能覆蓋南亞、澳大利亞、拉丁美洲和美國的大部分地區(qū)，中國北緯39.9度以南的區(qū)域也將在其軌道之下，其中包括位于北緯39.5度附近的北京。

X-37B飛行器選擇這個軌道，既可為直接攜帶大型偵察設(shè)備做驗證，也可以間接地驗證“作戰(zhàn)響應(yīng)空間”（ORS）倡議提出的“衛(wèi)星群”概念。進一步推測，X-37B飛行器可以攜帶10?20顆ORS衛(wèi)星，充分利用其軌道機動能力在某個特定軌道上釋放這些小衛(wèi)星，形成“衛(wèi)星群”，對某個地域提供持續(xù)監(jiān)視或空間信息支持。一旦這個地域的任務(wù)結(jié)束，X-37B飛行器可以利用自身所具備的軌道機動能力，對小衛(wèi)星進行快速地重新部署。

2010年7月29日，X-37B飛行器首次“失蹤”，觀測者們用了兩個多星期時間才重新找到它，原來它改變了軌道和飛行方向。從技術(shù)角度來看，X-37B飛行器的優(yōu)勢在于它帶有發(fā)動機，可以完成快速變軌，因此美軍不怕地面的觀測。據(jù)統(tǒng)計，X-37B飛行器在太空中總共變軌5次，軌道高度上、下變化很大。

2010年，X-37B空天飛行器在發(fā)射初期的軌道是近地點403千米，遠地點420千米；第2次變軌發(fā)生在同年7月29日，持續(xù)2個月，近地點433千米，遠地點444千米；第3次變軌發(fā)生在10月初，持續(xù)時間約為30天，軌道變?yōu)榻攸c390千米，遠地點為395千米；第4次變軌發(fā)生在11月，軌道變?yōu)榻攸c315千米，遠地點328千米；第5次變軌是在11月12日左右，軌道進一步降低，變?yōu)榻攸c281千米，遠地點為292千米。

再入返回

X-37B飛行器在完成預(yù)定飛行計劃后，將根據(jù)地面發(fā)出的指令，迅速變軌，脫離運行軌道，以40度迎角姿態(tài)再入大氣層。與航天飛機相比，它的再入速度更快，可以達到483千米/小時，因此也必須采用全新的熱防護系統(tǒng)。首次試飛對于驗證新型熱防護系統(tǒng)的有效性至關(guān)重要。

X-37B飛行器采用了全復合材料機體，在腹部采用了專門浸漬了采用最新型強化單體纖維絕熱材料（TUFI）的防熱瓦，可以承受1650攝氏度的高溫，為下表面提供大部分熱防護，比早期的航天飛機所使用的防熱瓦更加耐用。這種工藝是將表面材料滲透進絕緣層中，可以支撐和強化外表面，使其能夠承受各種沖擊。與航天飛機上使用的玻璃纖維復合防熱瓦相比，TUFI防熱瓦具有多孔性，可以阻止裂縫進一步擴展。

同時，X-37B飛行器還將驗證可重復使用的新一代保形隔熱層技術(shù)，為上表面提供更好的防護，而且在最外層采用一種堅硬光滑的涂料，可以產(chǎn)生更小的阻力。

X-37B飛行器的自主式再入和著陸系統(tǒng)采用了慣性導航和GPS的組合式導航，有關(guān)飛行參數(shù)通過中央計算機系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為控制信號，發(fā)送給機電作動器和其他系統(tǒng)，實現(xiàn)安全可靠的飛行控制。接近跑道前，它將以20度的下滑角、大約315?350千米/小時的速度進場，在最后幾秒放出起落架，像常規(guī)飛機一樣正常著陸。

2010年12月3日凌晨，地面指揮人員向首個在軌飛行的X-37B飛行器發(fā)出返回指令。X-37B飛行器自動地折疊太陽能電池板，關(guān)閉艙門，成功變軌，脫離運行軌道，開始再入大氣層。這一過程中，防護系統(tǒng)與大氣之間的摩擦產(chǎn)生了高溫，隔熱瓦開始劇烈燃燒。最后，X-37B飛行器按照預(yù)定程序，自動實施機動飛行，完成了一系列S轉(zhuǎn)彎，以消耗一部分能量。

值得一提的是，地面指揮人員在X-37B飛行器返航途中，啟動了它所攜帶的一個防泄密裝置，一旦這架配有大量先進技術(shù)的無人駕駛飛行器偏離預(yù)定軌道，就可以通過遠程遙控方式將其在太平洋上引爆，以免不慎落入其他國家境內(nèi)。

X-37B飛行器的著陸并非完美無缺。它的左側(cè)主起落架輪胎在著陸過程中發(fā)生爆胎，但它持續(xù)沿著跑道中心線、而沒有偏離，充分證明了控制系統(tǒng)在設(shè)計上非常完善。爆裂的輪胎所產(chǎn)生的碎片導致了在飛行器的腹部出現(xiàn)了一些損傷，無法確定的太空碎片也在飛行器的腹部產(chǎn)生了撞擊，檢查發(fā)現(xiàn)，在熱防護瓦和機體上產(chǎn)生了大約7處凹坑。但是，這些問題并不影響飛行器的整體情況以及近8個月以來試驗取得的成就。

預(yù)期目標

隨著第一架X-37B飛行器完成空間測試任務(wù)，成功返回地面，美國空軍對于這項計劃的進展感到非常滿意，吉斯中校毫不掩飾地表示，X-37B飛行器順利完成任務(wù)是一次極大的成就。毫無疑問，此次試驗成為美國空間飛行器技術(shù)發(fā)展中的一個重要里程碑，標志著美國空軍的任務(wù)領(lǐng)域從藍色天空拓展到黑色太空之中。

就目前而言，X-37B飛行器為美國空軍提供了一種此前并不具備的能力，即發(fā)射一顆衛(wèi)星，在軌道上運行幾個月，然后再自主返回地球，可以進一步驗證和分析相關(guān)技術(shù)。然而，外界在初步了解了X-37B飛行器的設(shè)計特點和試驗項目后，似乎更加希望了解到美國空軍利用這項計劃來達到的預(yù)期目標，并由此產(chǎn)生了諸多猜測。

這項計劃的近期目標是X-37B飛行器在空間軌道飛行期間要完成一系列試驗任務(wù)。位居首位的技術(shù)驗證是飛行器出入太空的能力，具體而言，X-37B飛行器可以進入太空、完成一項工作、返回地面。美國空軍認為，X-37B飛行器的飛行試驗將會彌補目前缺乏的飛行器再入大氣層的飛行數(shù)據(jù)，為下一代可重復使用運載器的設(shè)計提供依據(jù)。

其中，最重要的驗證是X-37B飛行器在跑道上自主著陸，并準備好再次飛行。與航天飛機需要數(shù)月地面準備時間相比，美國空軍實施這項計劃的目標是將X-37B飛行器兩次太空飛行之間的地面準備周期限制在10?15天之內(nèi)，地面控制人員不超過11人，使每次發(fā)射成本可以大大降低。

美國空軍是否繼續(xù)這項計劃并制造數(shù)架飛行器來組成一個機隊，取決于首批兩架驗證機的試飛能否達到預(yù)期目標。X-37B飛行器的試飛會使美國空軍更多地掌握再入大氣層飛行的試驗數(shù)據(jù)，對設(shè)計下一代可重復使用運載器提供更多依據(jù)。它所采用機電作動器、飛行控制和防熱瓦等關(guān)鍵技術(shù)，對其他的高超聲速或超聲速項目大有裨益。

這項計劃的遠期目標是發(fā)展一種空天飛行器，可以自主著陸，然后在10?15天內(nèi)再次起飛升空，以便美國空軍在空間偵察需求激增時，可以在1?2個月內(nèi)將一批軍用衛(wèi)星送入太空。美國空軍甚至希望X-37B飛行器在使用時更像一架SR-71偵察機，以確保美國軍方的作戰(zhàn)人員可以在未來獲得所需要的各種能力。

按照佩頓的設(shè)想，美國空軍可以在范登堡空軍基地配備一架X-37B飛行器，根據(jù)作戰(zhàn)人員的需求，將專用的有效載荷裝進X-37B飛行器的載荷艙內(nèi)，使用“阿斯特拉”或“德爾它”火箭發(fā)射升空，使其在軌停留，為作戰(zhàn)指揮官提供服務(wù)，之后返回。下一次飛行時，X-37B飛行器可以根據(jù)不同的作戰(zhàn)指揮官的需求，裝入不同的有效載荷。

值得一提的是，從X-37A到X-37B，美國空軍在飛行器發(fā)射方式上幾經(jīng)優(yōu)化。最初，NASA吸取了“哥倫比亞”號航天飛機在起飛階段出現(xiàn)絕熱層松動而打壞防熱瓦、最終導致空中解體的慘痛教訓，為了避免重蹈覆轍，設(shè)計人員將X-37A飛行器垂直安裝在火箭助推器的頂部，但是，這種方案在空氣動力方面會產(chǎn)生一個氣動不穩(wěn)定現(xiàn)象，即X-37A飛行器的機翼將會影響助推火箭在飛行階段的穩(wěn)定性。為此，美國空軍決定在“阿斯特拉”5火箭基礎(chǔ)上改進發(fā)展了501型，專門為X-37B飛行器研制了一種大型整流罩。

軍事用途

這項計劃從NASA主管的空間計劃轉(zhuǎn)變?yōu)槊绹哲娯撠煹募夹g(shù)項目后，潛在的軍事用途自然備受關(guān)注。據(jù)介紹，美國空軍RCO成立于2003年，使命是特種作戰(zhàn)保障和武器系統(tǒng)研制及裝備，為了縮短指令下達環(huán)節(jié)，其官員直接向美國空軍參謀長、部長和兩位高層采購官員匯報。因此，外界十分合乎邏輯地想象X-37B飛行器有可能攜帶了秘密的軍用載荷。

對此，各國媒體紛紛做出各種推測。首先，美國軍方在太空部署了多種成本高昂的軍用衛(wèi)星，借助于X-37B飛行器可以對這些設(shè)備進行維修、調(diào)整和升級。其次，X-37B飛行器的機動性強，可以隨意偵察別國秘密，不用擔心被擊落。第三，在同樣的技術(shù)條件下，X-37B飛行器也可以捕獲別國的間諜衛(wèi)星、偵察設(shè)備或其他太空裝備，足以讓敵國的太空計劃陷入停滯。

面對外界的各種猜測，加里·佩頓表示，這項計劃并不是為了尋求“進攻能力”，X-37B飛行器只是航天飛機的升級型號，可以幫助美國空軍更好地完成一系列太空軍事任務(wù)。

目前，美國空軍有意淡化外界對于X-37B飛行器的作戰(zhàn)角色的推測，只是承認這種可重復使用飛行器有可能補充當前正在實施的ORS倡議，表示OTV不會替代諸如“戰(zhàn)術(shù)星”（TacSat）其他響應(yīng)空間的能力，但是將會把空間能力帶到一個新的層面。過去，美國空軍在空間技術(shù)研究領(lǐng)域缺乏一種能力，導致一些研究項目受到限制，無法在投入部署前通過實際驗證，因此在為本國提供太空安全方面感到力不從心。

借助于X-37B飛行器，AFRL有能力研究一些技術(shù)，在空間完成一些試驗，再返回地球。正如美國空軍負責空間計劃的副部長理查德·麥金尼一再強調(diào)，OTV的角色只是作為一個純粹的試驗平臺，而不是一架可重復使用空間飛行器的原型機，美國空軍希望它能夠把物體送入太空，從事一些試驗和使用任務(wù)，實質(zhì)上，可以將它看作一顆衛(wèi)星，進入軌道，但是可以返回地面。

然而，麥金尼也承認，就ORS和OTV而言，兩項計劃之間可能存在一種聯(lián)系。尤其是談到在ORS倡議的核心是一種即插即用、快速反應(yīng)的衛(wèi)星體系結(jié)構(gòu)概念，因此，他對外表示，二者之間肯定存在聯(lián)系。

美國世界安全基金會公布的一份關(guān)于X-37B飛行器的材料也認為，X-37B飛行器最有可能被用作一種具備多種任務(wù)職能和快速反應(yīng)能力的空天飛行器。偵察衛(wèi)星雖然也能完成情報搜集任務(wù)，但衛(wèi)星上搭載的傳感偵察設(shè)備是固定的，一旦發(fā)射升空就無法更換。而X-37B飛行器則不然，軍方可以根據(jù)不同的偵察任務(wù)為其安裝不同的偵察設(shè)備，滿足任務(wù)的多樣化需求。

多方質(zhì)疑

隨著首架X-37B飛行器順利返回地面，美國有關(guān)機構(gòu)對其發(fā)表了一些最新評述，使得這種航天器承擔的機密飛行任務(wù)再度令人矚目。盡管許多人還在思考這種飛行器的真正屬性，但一些專家已經(jīng)公開表示質(zhì)疑：究竟是否需要一種機器人般的空天飛行器。

就軍事用途而言，X-37B飛行器的潛在角色可以從美國空軍技術(shù)學院早在20世紀90年代中期對SMV主要任務(wù)的定義略知一二：可以通過自身攜帶的綜合傳感器完成對地面目標的情報收集、監(jiān)視和偵察，可以部署微型衛(wèi)星用于關(guān)鍵任務(wù)、關(guān)鍵地區(qū)的監(jiān)視和情報收集，可以攜帶小型衛(wèi)星對星座進行快速的補充或替換，可以在72小時以內(nèi)完成各種任務(wù)之間的轉(zhuǎn)換等重要用途。

關(guān)注全球問題的美國科學家聯(lián)盟發(fā)表了一份分析報告，認為X-37B飛行器可能具備的每一種任務(wù)能力都存在著成本更為低廉的替代手段。專家們希望奧巴馬政府和國會重新考慮美國是否應(yīng)該繼續(xù)支持空天飛行器計劃。

物理學家和航天安全專家勞拉·格雷戈是這個總部設(shè)在華盛頓的聯(lián)盟中一名成員。她表示，并不是每個人都認為其必不可少，事實上，它的用處相當有限。X-37B飛行器的唯一主要好處也許是能夠把試驗或硬件送回地球以供檢查。目前，只有NASA的航天飛機具有這種能力，但是按照計劃，航天飛機在1?2年之后將停飛。此外，X-37B計劃的不確定性在很大程度上也是由于其不為人知的成本。

戴維·賴特稱，X-37B飛行器的主要問題是找不到一項非他莫屬的使命。他指出，不返回地球的其他系統(tǒng)利用遠為低廉的成本，同樣可以把有效載荷送入軌道、在太空改變軌道、與衛(wèi)星對接以及釋放多個衛(wèi)星或其他有效載荷。

研究人員說，由于X-37B飛行器有效載荷艙的容積不大，只相當于卡車拖斗的大小，因此，其修理或回收衛(wèi)星的能力沒有多大意義。相比之下，航天飛機的有效載荷艙可以裝下兩架X-37B飛行器。

他們的評估與前美國空軍軌道分析員、現(xiàn)任安全世界基金會技術(shù)顧問的布賴恩·威登先前所作的分析基本一致。威登表示，X-37B飛行器在每次飛行之前都可以重新配置所攜帶的傳感器設(shè)備，而這些設(shè)備或裝置將取決于軍方指揮員或情報機構(gòu)對世界某些地區(qū)進行監(jiān)視的需要。最后，在后勤保障工作方面，X-37B飛行器不存在與運載火箭相匹配的問題，與衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)相比，可能具有時間選擇上的優(yōu)勢。

正如名稱所示，X-37B飛行器還只是一種軌道試驗飛行器，需要上百次的發(fā)射試飛來完成各項試驗任務(wù)，因此現(xiàn)在有關(guān)這項計劃得出結(jié)論還為時過早。美國空軍有關(guān)研究人員一直在研究和分析有關(guān)數(shù)據(jù)，以便為下次試驗提供更多的建議。

諱莫如深

2011年3月5日，美國空軍再次利用“阿特拉斯5”火箭發(fā)射升空將OVT-2飛行器送入太空，承擔第2次軌道試驗任務(wù)。當時，美國空軍表示，它將“擴大工作包線”，潛在地增加軌道的間距。它可能還包括在更大側(cè)風情況下實施著陸的試驗，取決于范登堡空軍基地的天氣。這次，美國空軍對于著陸時的風向和軌道的間距進行了更多的限制，專門選擇了一個有利的運行軌道，使其運行在能夠順利返回范登堡空軍基地的軌道上。

2011年11月30日，美國空軍宣布X-37B飛行器的空間測試在原定的270天后將進一步延長，可能在太空逗留18個月。到今年3月5日，這架飛行器持續(xù)測試時間已滿一年，仍然在太空中運行，何時返回地球還不得而知。對此，美國空軍RCO負責X-37B項目的湯姆·麥金泰爾中校表示，X-37B項目已產(chǎn)生巨大價值，正在為可重復使用的太空飛行器設(shè)立一個標準。此言一出，外界更是對于OTV-2的神秘使命產(chǎn)生了濃厚興趣。

3月26日，美國空軍航天司令部負責人威廉·謝爾頓將軍在與一些媒體記者共進早餐時透露，X-37B飛行器將無限期延長在軌時間。他表示，這架飛行器圓滿地執(zhí)行了在軌測試任務(wù)，總體表現(xiàn)非常出色，美國空軍還沒有為X-37B飛行器制訂確切的返回日期。面對在場記者的提問，謝爾頓將軍用了“驚人”一詞來形容X-37B飛行器具備了“改變現(xiàn)有戰(zhàn)局”的能力，但是并未介紹更多的細節(jié)，吊足了記者的胃口。

此前，五角大樓官員一直拒絕公開承認X-37B飛行器是未來太空戰(zhàn)系統(tǒng)的一部分，堅稱它是研究活動的試驗平臺。然而，美國《華盛頓時報》網(wǎng)站在4月11日刊文稱X-37B飛行器將成為“空海一體戰(zhàn)”的利器。報道援引一名防務(wù)官員的話稱，X-37B是五角大樓全新“空海一體戰(zhàn)”構(gòu)想的關(guān)鍵組成部分。近年來，美國國防部提出了“空海一體戰(zhàn)”構(gòu)想，就是將空軍和海軍能力緊密結(jié)合起來挫敗中國的反衛(wèi)星武器、反艦彈道導彈和網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)能力等先進軍事系統(tǒng)。將來，在美國與中國發(fā)生沖突時，X-37B飛行器將在破壞中國太空偵察設(shè)備方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

按照計劃，美國空軍將在今年秋天實施第3次發(fā)射，把此前返回地面的OTV-1再次送入太空，執(zhí)行新的測試任務(wù)。由此推測，目前在軌的OTV-2有可能在今年8月前后返回地面。時至今日，X-37B飛行器仍然在軌道上持續(xù)飛行，魅影般地游蕩在太空，背后隱藏著的諸多謎團依然撲朔迷離，有待進一步解讀。