太空“幻(huan)影”:航天(tian)飞机中的小不点,美军X-37B是(shi)不是(shi)太空战机?,美国
自从人类有了认识开(kai)始,广阔的天(tian)空就是(shi)人类渴望征服的领域(yu)。如今人类不仅仅征服了天(tian)空,而且也已经同时进军太空领域(yu)。1981年4月12日,人类首次(ci)正式发射了"航天(tian)飞机"这(zhe)是(shi)一种可以同时在太空和大气层内飞行(xing)的载(zai)人飞行(xing)器。历史上美国曾经总共制造了5架航天(tian)飞机,苏联在冷战期间也曾经制造了1架"暴风雪"号航天(tian)飞机。不过由于航天(tian)飞机技术复(fu)杂,使用危险,是(shi)以如今已经完整退出了航空航天(tian)的历史舞台(tai)。
航天(tian)飞机,冷战期间人类太空技术的象征,也是(shi)人类航天(tian)技术的顶峰
在航天(tian)飞机全部退役后,美国依然没有放(fang)弃研制空天(tian)飞机的设想,毕竟(jing)和一次(ci)性(xing)的运载(zai)火(huo)箭(jian)相比,可以多次(ci)重复(fu)使用的空天(tian)飞机显然更加经济实用。1999年7月,美国NASA正式立项(xiang)开(kai)始研制本文的配角——X-37B型空天(tian)飞机。不过这(zhe)一计划从一开(kai)始就并非是(shi)纯民用计划,而是(shi)兼(jian)具美国军方(fang)背景的一项(xiang)半军事武器研究计划。舆论(lun)更是(shi)给(gei)X-37B起了一个形象的名称:"太空战斗机"。
X-37项(xiang)目最早由NASA进行(xing)开(kai)发,其原意就是(shi)替代即将退役的航天(tian)飞机。而后项(xiang)目被美军接收,为其蒙上神(shen)奇面纱
如今,X-37B型空天(tian)飞机已经开(kai)始进行(xing)第六次(ci)试飞,而在此之(zhi)前,这(zhe)架神(shen)奇的空天(tian)飞机曾经连续数年遨游太空,甚至还一度神(shen)奇"消失"。那么,这(zhe)架神(shen)奇的飞机到底从何而来,又将去向何方(fang),所有一切不但值得我们关注,同时美国对于太空军事化(hua)的野心,也值得我们警惕。
需求的导向感化(hua):美国开(kai)发全新空天(tian)飞机
从技术传承性(xing)上来讲,X-37B实际上应当看作(zuo)是(shi)航天(tian)飞机的下一代发展型,大概直接叫做"第二代航天(tian)飞机"。因为其计划的基础理念和航天(tian)飞机类似,都是(shi)采用兼(jian)容大气层内外飞行(xing)的气动布局和计划模(mo)式,而且两(liang)者最后的研制目标都是(shi)相同的,就是(shi)要实现同时在大气层内外的飞行(xing)。
人类太空技术的标志:苏联的宁静(jing)号太空站和美国的航天(tian)飞机对接,也是(shi)太空非军事化(hua)的典(dian)范(fan)
从冷战时代开(kai)始,出于美苏争霸(ba)的考(kao)虑(lu),美国和欧洲都不断加紧(jin)自身的航天(tian)项(xiang)目发展。特(te)别是(shi)在苏联最闻名的"宁静(jing)"号轨道空间站发射升空并且正式投入(ru)使用后,美国发现自己在太空站的建设方(fang)面已经远远掉队于当时的苏联,是(shi)以羁糜欧洲的北约(yue)盟国,共同出资兴修"阿尔法"国际空间站,这(zhe)也是(shi)现在国际间太空合作(zuo)的最后形态。
不过在兴修"阿尔法"国际空间站时,由于需要向太空输送大量的人员装备以及补给(gei)物资,是(shi)以以美国为首的北约(yue)国家必须进行(xing)高密度的火(huo)箭(jian)发射。凭(ping)据(ju)计算(suan),如果(guo)所有物资都使用一次(ci)性(xing)运载(zai)火(huo)箭(jian)发射,则其合计发射次(ci)数将会凌驾一千次(ci),而这(zhe)些火(huo)箭(jian)发射的成本每年都将会高达上百(bai)亿美圆(注意,这(zhe)是(shi)1985年的上百(bai)亿美圆,而不是(shi)当今的上百(bai)亿——笔者注)。云云高昂的成本促使美国开(kai)始寻责备新的廉价太空运输方(fang)案,而这(zhe)正是(shi)"空天(tian)飞机"项(xiang)目最后发生的原动力。
建筑巨大的太空站,需要把大量的各种物资运往太空,而空天(tian)飞机显然比一次(ci)性(xing)火(huo)箭(jian)更有经济性(xing)优
1996年时美国NASA提出了Future-X计划,在这(zhe)个计划中,代号为"探险者"的小型无人空天(tian)飞机,正是(shi)后来正式定型的X-37B型空天(tian)飞机。从2010年4月开(kai)始,X-37B型无人空天(tian)飞机开(kai)始进行(xing)试飞活动。仅在2010年到2015年,X-37B型空天(tian)飞机总共进行(xing)了4次(ci)发射,而最后一次(ci),也就是(shi)2015年5月进行(xing)的发射,期间完整处(chu)于保密状态,而X-37B在这(zhe)段时间内,在太空中飞行(xing)时间凌驾2年时间,并且执行(xing)完整绝密的军方(fang)使命,这(zhe)引起了天(tian)下舆论(lun)的普遍(bian)关注。
X37B的首飞使命始于2010年,由Atlas V火(huo)箭(jian)执行(xing),其整流罩(zhao)经过改装,以顺(shun)应X37B的巨细
一直以来,"太空非军事化(hua)"是(shi)全球各国的普遍(bian)共识。即使在美苏冷战的最高峰,尽管两(liang)边都曾经考(kao)虑(lu)过在太空直接安排核(he)弹头,但是(shi)最终由于种种因素(su)的牵制感化(hua),太空反而保持了长时间的非军事化(hua)情况(kuang)。但是(shi)如今由于苏联崩(beng)溃,俄罗斯国力衰弱,已经无法和美国对抗,为了持续巩固霸(ba)权职位,美国自21世纪以来,一直设法促进太空的军事化(hua)历程(cheng)。
NASA早期替代航天(tian)飞机的方(fang)案,其巨细并没有比原有的航天(tian)飞机小多少
所谓太空军事化(hua)的核(he)心,就是(shi)在太空中安排各种武器,用于摧毁任何敌对国家大概潜(qian)在对手的航天(tian)器,甚至直接杀伤对方(fang)的航天(tian)员。不仅云云,太空军事化(hua)的一个重要议题(ti)就是(shi)在太空中安排计谋核(he)弹头。和传统的陆基、海基计谋核(he)导弹相比,核(he)弹头安排在太空中,经常从潜(qian)在对手头顶上仅仅500~1000千米远的地方(fang)掠过,其威慑力远远凌驾安排在1万千米以外的计谋核(he)导弹。
凭(ping)据(ju)测(ce)算(suan),以美军的"三叉戟II-D5"型潜(qian)射计谋核(he)导弹为例,该导弹有效射程(cheng)在11000~12000千米之(zhi)间,如果(guo)从核(he)潜(qian)艇上发射的话,导弹飞行(xing)1.1万千米命中目标,总共需要约(yue)半个小的时间,这(zhe)段时间足够(gou)对方(fang)的导弹预警系统发出警报,并且组织(zhi)最低水平的疏散(san)撤(che)离,而由于苏联早在1970年代就已经研制成功并安排了代号为"橡皮(pi)鞋套"的反导系统(俄罗斯承继了这(zhe)一系统),所以飞行(xing)凌驾1万千米的"三叉戟"导弹也有大概爽性(xing)就直接遭到拦(lan)截。
早期的X-37B还实验过这(zhe)种奇葩的发射方(fang)式,用以测(ce)试其无动力滑行(xing)姿态
这(zhe)种奇怪的飞机被定名为“红色骑士”,可见其机身上的使命纪录(lu)标,可窥见X37B的测(ce)试过程(cheng)与结果(guo)
而如果(guo)美军在太空轨道上安排核(he)弹头的话,则美国的计谋核(he)导弹可以在距离俄罗斯都城(cheng)莫斯科仅仅1000千米远的地方(fang)发射,相当于"三叉戟"导弹飞行(xing)距离的十(shi)分之(zhi)一不到,而且由于太空飞行(xing)物本身初始速度就要满足第一宇宙速度,也就是(shi)7.9千米/秒,有这(zhe)一初始速度加持,再加上地球引力加速度,核(he)弹头落(luo)地速度将会超越现役所有的远程(cheng)计谋导弹,再加上飞行(xing)距离仅有传统计谋核(he)导弹飞行(xing)旅程(cheng)的十(shi)分之(zhi)一摆布,是(shi)以一旦(dan)从太空轨道上发动核(he)打击,留给(gei)对方(fang)的回响反映时间通常不凌驾3分钟。真正可以算(suan)得上是(shi)让敌方(fang)毫无防备。
所谓彼此毁灭的核(he)大战,大概就是(shi)上面这(zhe)个样子
而且从太空中发射核(he)弹对其他国家发动核(he)打击,从实际上说具备先下手为强彻底消灭一个国家全部核(he)武的大概。因为太空中的卫星可以有效看管任何国家的陆基计谋核(he)武器——不管是(shi)井式发射还是(shi)车载(zai)机动发射,都可以被有效观测(ce),然后对其进行(xing)有针对的打击;同时水师在大洋上则可以跟踪和攻击对方(fang)的计谋导弹核(he)潜(qian)艇。这(zhe)样,即使有1~2艘核(he)潜(qian)艇"死里逃生",其发动的核(he)报复(fu)也完整可以被NMD等导弹防御系统加以拦(lan)截。而且对于美国这(zhe)样国土面积(ji)同样广阔的国家而言,即使真的有十(shi)余枚核(he)弹落(luo)在其国土上,也不大概把美国"炸回到石器时代"。是(shi)以,太空的武器化(hua)显然对美国有巨大的计谋优势。而这(zhe),也是(shi)美军积(ji)极促进X-37B项(xiang)目的枢纽地点。
神(shen)奇的太空战机:X-37B
虽(sui)然是(shi)"空天(tian)飞机",但是(shi)X-37B无疑(yi)是(shi)目前尺寸(cun)最小且重量在最轻的"航天(tian)飞机"。该机全重只有大约(yue)5吨,长8.8米,高2.9米,翼展为4.6米,体积(ji)尺寸(cun)相当于美国第一代航天(tian)飞机的四分之(zhi)一。X-37B的外形看起来很像闻名的劳(lao)斯莱斯"幻(huan)影",而且风趣的是(shi),两(liang)者的长度刚(gang)好相同。而且更巧合的是(shi),X-37B恰好是(shi)在波音的"幻(huan)影工厂"研制临盆而来。
这(zhe)是(shi)波音X-40A测(ce)试的罕(han)有图片,我们现在说的X37B就是(shi)由此而来(比例120%放(fang)大)
执行(xing)使命成功出航的X-37B太空飞机,和旁边的工作(zuo)人员一比,确实体积(ji)尺寸(cun)其实不是(shi)很大
X-37B的发射方(fang)式和美苏的第一代航天(tian)飞机有所不同。美苏的第一代航天(tian)飞机都采用了航天(tian)飞机自行(xing)捆绑一个大型外部燃(ran)料箱,然后在燃(ran)料箱旁边再捆绑2个固体火(huo)箭(jian)助推器的计划。我们以往在美国发射航天(tian)飞机时,鹄立在发射台(tai)中间的并非是(shi)一枚火(huo)箭(jian),而是(shi)一个超大号的外挂燃(ran)料箱,航天(tian)飞机就是(shi)依靠消耗(hao)这(zhe)个燃(ran)料箱的燃(ran)料,才能够(gou)顺(shun)利升空。同时燃(ran)料箱两(liang)侧还离别捆绑1枚单级固体火(huo)箭(jian)助推器,以增加航天(tian)飞机的起飞推力。X-37B由于尺寸(cun)小,所以它可以直接由运载(zai)火(huo)箭(jian)发射,只需要将其包裹在运载(zai)火(huo)箭(jian)头部的载(zai)荷舱内即可。在进入(ru)太空后,载(zai)荷舱整流罩(zhao)分离,X-37B自行(xing)飞出载(zai)荷舱,启动后开(kai)始执行(xing)使命。
由于尺寸(cun)小,所以X-37B通常是(shi)全部装入(ru)火(huo)箭(jian)载(zai)荷整流罩(zhao)内,如上图
X-37B是(shi)太空飞机还是(shi)太空战机?这(zhe)个至今还在争论(lun)
实际上严格来讲,X-37B其实不能算(suan)真正的"空天(tian)飞机",而更精确的说法应当是(shi)"太空飞机"。这(zhe)是(shi)因为X-37B的尺寸(cun)过小,特(te)别是(shi)机翼翼展过小,在大气层内飞行(xing)时无法发生足够(gou)的升力让飞机正常飞行(xing),而且由于飞机尺寸(cun)小,所以载(zai)荷极其无限(xian),所以也不具备在大气层内长距离飞行(xing)的本领。该机在使用火(huo)箭(jian)成功发射进入(ru)太空后,返回时只能依靠滑翔降落(luo),不具备自主飞行(xing)本领,不过由于该机体积(ji)尺寸(cun)小,而且是(shi)无人驾驶太空飞机,所以这(zhe)点缺点其实不算(suan)真正的"缺点"。
图为在太空中拍(pai)摄的X37B执行(xing)使命,可见其货仓已翻开(kai),机械臂伸出测(ce)试
尽管尺寸(cun)体积(ji)不大,但是(shi)X-37B却有一个和第一代航天(tian)飞机类似的内置货舱,并且还有一条特(te)地的机械臂,可以用于抓取卫星大概是(shi)开(kai)释卫星。是(shi)以X-37B具备在战时疾速补充卫星,同时捕获敌方(fang)卫星的本领。据(ju)预测(ce)货舱中如果(guo)不照顾(gu)卫星的话,还可以用来照顾(gu)核(he)弹头,也就是(shi)笔者上面所述的直接从太空中对地表(biao)目标实施疾速核(he)打击。而且2014年X-37B的第三次(ci)试飞,就是(shi)执行(xing)"绝密使命",这(zhe)架X-37B型太空飞机在太空中消失了650多天(tian)。如果(guo)真的搭(da)载(zai)核(he)弹头对任何国家实施突袭(xi)的话,想必没有谁真的能挡住。
X-37B采用了美国第一代航天(tian)飞机一样的计划,带有大型内置货舱,并且有一台(tai)机械臂
除了上述这(zhe)些装备外,美国还在为X-37B研制全新的轻型激光武器。这(zhe)是(shi)由于太空中没有大气,不存在风雨雷(lei)电等影响激光射程(cheng)和功率的自然气象现象。所以激光在太空中的威力不会削减,而射程(cheng)反而更远。如果(guo)美军为X-37B装备上激光武器,则该机便可以直接远程(cheng)击毁敌国卫星。一旦(dan)这(zhe)样的情况(kuang)发生,那将意味着太空已经完整军事化(hua)。
反卫星、光能传输,这(zhe)些都是(shi)在X37B上进行(xing)的隐秘试验
目前美国正在为X-37B研制全新的离子火(huo)箭(jian)发动机。这(zhe)是(shi)一种奇特(te)的促进装置。因为我们传统意义上的化(hua)学火(huo)箭(jian)都需要消耗(hao)动力并利用高速喷出的燃(ran)气发生反感化(hua)力推动火(huo)箭(jian)运行(xing),这(zhe)种火(huo)箭(jian)通常称之(zhi)为"功质火(huo)箭(jian)",意义是(shi)火(huo)箭(jian)发动机要做功,就必须消耗(hao)物质。而离子发动机则是(shi)一种神(shen)奇的"无功质火(huo)箭(jian)",因为离子发动机是(shi)经过极高的电压(ya)给(gei)电子"充能"然后让电子高速从发动机中喷出,进而发生反感化(hua)力。而电子由于是(shi)自然界自然存在的,其过程(cheng)异常类似于喷气式发动机,只不过离子发动机喷出的不是(shi)高速燃(ran)气,而是(shi)高压(ya)电子。
美军研制的光伏射频(pin)模(mo)块,可将光能转化(hua)为微波传输,也可专为动力输出,美军或借此实现太空能量远距离传输
由于只消耗(hao)能量,不消耗(hao)物质,所以离子火(huo)箭(jian)发动机也被称为"无工质火(huo)箭(jian)",和上面的模(mo)块连系,就能无限(xian)续航
相比于传统化(hua)学火(huo)箭(jian)发动机,离子发动机的推力异常小,所以通常情况(kuang)下都是(shi)使用化(hua)学火(huo)箭(jian)将航天(tian)器送入(ru)太空,然后再用离子发动机给(gei)航天(tian)不断加速。而离子发动机最大的特(te)点在于——尽管推力小到可怜,但是(shi)离子发动机却可以无下限(xian)加速。是(shi)以,装备离子发动机的飞船有望成为人类第一种具备行(xing)星间飞行(xing)本领的飞船。
一个有意义的细节:X37B的发动机喷口,不在正中,而是(shi)在右侧。为何这(zhe)样计划?还是(shi)不得而知(zhi)
有人计算(suan)过,采用化(hua)学火(huo)箭(jian)作(zuo)为动力源的话,从地球到邻近的火(huo)星,最短(duan)大约(yue)需要7个月;但是(shi)如果(guo)使用离子发动机火(huo)箭(jian)的话,仅需要2~4周时间。这(zhe)是(shi)因为离子火(huo)箭(jian)可以不停的加速,虽(sui)然最开(kai)始时很慢但是(shi)会随着时间的推移,其速度累积(ji)将会异常惊人。而这(zhe)种离子发动机一旦(dan)装备在X-37B上,则该机将会完整实现1小时打遍(bian)全球的战术需要。
美军目前最神(shen)奇的X-37B飞机,有理由置信,"太空军事化(hua)"的始作(zuo)俑者,就是(shi)这(zhe)个看似玩具的东西
随着X-37B的研制成功,并且连续长时间太空安排来看,美国正在稳步(bu)促进太空军事化(hua)的历程(cheng),而且目前的X-37B已经基础成熟,随时可以搭(da)载(zai)美国空军的计谋核(he)弹头,还可以搭(da)载(zai)全新的激光武器,并且装置离子火(huo)箭(jian)发动机。这(zhe)已经是(shi)光秃秃的太空军事化(hua)历程(cheng),必须引起天(tian)下各国足够(gou)的注重和警惕。
X-37B细节图片,其隔热瓦排布十(shi)分整齐,做工优良
中国同类型发展情况(kuang):“神(shen)龙(long)”与离子发动机,我们都有
实际上我国早在本世纪初就测(ce)试过中国版X-37B太空飞机。尽管外界信息很少,但是(shi)这(zhe)架被定名为"神(shen)龙(long)"的空天(tian)飞机不但存在,而且还有过短(duan)暂的曝光。凭(ping)据(ju)公然的消息,"神(shen)龙(long)"已经完成了全部飞行(xing)测(ce)试,但是(shi)是(shi)不是(shi)和X-37B一样进行(xing)过太空安排,目前尚不可知(zhi),不过就全部项(xiang)目的进展而言,不上太空着实有些说不已往。
代号"神(shen)龙(long)"的我国自研太空飞机,正在进行(xing)大气层内测(ce)试,应当为滑翔测(ce)试
凭(ping)据(ju)网友预测(ce)画出的“中国版”X-37B设想图
不仅是(shi)太空飞机,凭(ping)据(ju)国外媒(mei)体的报道,实际上我国在离子发动机方(fang)面也处(chu)于天(tian)下领先职位。2018年1月时,俄罗斯卫星通信社曾经发文称,我国已经研制出全新一代的离子火(huo)箭(jian)发动机,这(zhe)种新式火(huo)箭(jian)发动机的最大加速度可达39千米/秒。连系我国目前正在制定的探索月球和火(huo)星的太空计划而言,西方(fang)国家普遍(bian)认为,我国将会是(shi)第一个开(kai)启有人驾驶飞船探测(ce)火(huo)星的国家。而加大对于太空飞行(xing)器和飞行(xing)技术的广泛探索,是(shi)对抗美国不断扩(kuo)大的太空军事化(hua)历程(cheng)独(du)一有效的方(fang)式,因为依照美国人的思维"打不赢的仇人,就是(shi)朋友"。
另外,中国离子火(huo)箭(jian)发动机也正在研制,2019年已得到突破
"国虽(sui)大,好战必亡(wang),忘战必危!"这(zhe)是(shi)我们的老祖宗(zong)在2000多年前为我们留下的古训。即使在今天(tian),要想要确保自己的宁静(jing)与安全,就必须仗剑扶犁,止戈为武。