太空“幻影”:航天飞机中的小不点,美军X-37B是不是太空战

来源:东方头条 123观察室 更新时间:2020-05-22 16:50

原标题:《太空“幻影”:航天飞机中的小不点,美军X-37B是不是太空战》

自从人类有了意识开始,广阔的天空就是人类渴望征服的领域。如今人类不仅仅征服了天空,而且也已经同时进军太空领域。1981年4月12日,人类首次正式发射了"航天飞机"这是一种可以同时在太空和大气层内飞行的载人飞行Qi。历史上美国曾经总共制造了5架航天飞机,苏联在冷战时期也曾经制造了1架"暴风雪"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,毕竟和一次X的运载火箭相比,可以多次重复使用的空天飞机显然更加经济实用。1999年7月,美国NASA正式立项开始研制本文的主角——X-37B型空天飞机。不过这一计划从一开始就并非是纯民用计划,而是兼具美国军方背景的一项半军事武Qi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项目最早由NASA进行开发,其原意就是替Dai即将退役的航天飞机。而后项目被美军接收,为其蒙上神秘面纱

如今,X-37B型空天飞机已经开始进行第六次试飞,而在此之前,这架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,这架神秘的飞机到底从何而来,又将去向何方,所有一切不但值得我们关注,同时美国对于太空军事化的野心,也值得我们警惕。

需求的导向作用:美国开发全新空天飞机

从技术传承X上来说,X-37B实际上应该看作是航天飞机的下一Dai发展型,或者直接叫做"第二Dai航天飞机"。因为其设计的基本理念和航天飞机类似,都是采用兼容大气层内外飞行的气动布局和设计模式,而且二者最初的研制目标都是相同的,就是要实现同时在大气层内外的飞行。

人类太空技术的标志:苏联的和平号太空站和美国的航天飞机对接,也是太空非军事化的典范

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发展。特别是在苏联最著名的"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设方面已经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"国际空间站,这也是现在国际间太空合作的最初形态。

不过在兴建"阿尔法"国际空间站时,由于需要向太空输送大量的人员设备以及补给物资,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X运载火箭发射,则其总计发射次数将会超过一千次,而这些火箭发射的成本每年都将会高达上百亿美元(注意,这是1985年的上百亿美元,而不是当今的上百亿——笔者注)。如此高昂的成本促使美国开始寻求全新的廉价太空运输方案,而这正是"空天飞机"项目最初产生的原动力。

建造巨大的太空站,需要把大量的各种物资运往太空,而空天飞机显然比一次X火箭更有经济X优

1996年时美国NASA提出了Future-X计划,在这个计划中,Dai号为"探险者"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。仅在2010年到2015年,X-37B型空天飞机总共进行了4次发射,而最后一次,也就是2015年5月进行的发射,期间完全处于保密状态,而X-37B在这段时间内,在太空中飞行时间超过2年时间,并且执行完全绝密的军方任务,这引起了世界舆论的普遍关注。

X37B的首飞任务始于2010年,由AtlasV火箭执行,其整流罩经过改装,以适应X37B的大小

一直以来,"太空非军事化"是全球各国的普遍共识。即使在美苏冷战的最高峰,尽管双方都曾经考虑过在太空直接部署核Dan头,但是最终由于种种因素的牵制作用,太空反而保持了长期的非军事化环境。但是如今由于苏联解体,俄罗斯国力衰弱,已经无法和美国对抗,为了持续巩固霸权地位,美国自21世纪以来,一直设法推进太空的军事化进程。

NASA早期替Dai航天飞机的方案,其大小并没有比原有的航天飞机小多少

所谓太空军事化的核心,就是在太空中部署各种武Qi,用于摧毁任何敌对国家或者潜在对手的航天Qi,甚至直接杀伤对方的航天员。不仅如此,太空军事化的一个重要议题就是在太空中部署战略核Dan头。和传统的陆基、海基战略核导Dan相比,核Dan头部署在太空中,经常从潜在对手头顶上仅仅500~1000千米远的地方掠过,其威慑力远远超过部署在1万千米以外的战略核导Dan。

根据测算,以美军的"三叉戟II-D5"型潜射战略核导Dan为例,该导Dan有效射程在11000~12000千米之间,如果从核潜艇上发射的话,导Dan飞行1.1万千米命中目标,总共需要约半个小的时间,这段时间足够对方的导Dan预警系统发出警报,并且组织最低程度的疏散撤离,而由于苏联早在1970年Dai就已经研制成功并部署了Dai号为"橡皮鞋Tao"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"导Dan也有可能干脆就直接遭到拦截。

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.se骑士”,可见其机身上的任务记录标,可窥见X37B的测试过程与结果

而如果美军在太空轨道上部署核Dan头的话,则美国的战略核导Dan可以在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"导Dan飞行距离的十分之一不到,而且由于太空飞行物本身初始速度就要满足第一宇宙速度,也就是7.9千米/秒,有这一初始速度加持,再加上地球引力加速度,核Dan头落地速度将会超出现役所有的远程战略导Dan,再加上飞行距离仅有传统战略核导Dan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,留给对方的反应时间通常不超过3分钟。真正可以算得上是让敌方毫无防备。

所谓相互毁灭的核大战,大概就是上面这个样子

而且从太空中发射核Dan对其他国家发动核打击,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。因为太空中的卫星可以有效监视任何国家的陆基战略核武Qi——无论是井式发射还是车载机动发射,都可以被有效观测,然后对其进行有针对的打击;同时海军在大洋上则可以跟踪和攻击对方的战略导Dan核潜艇。这样,即使有1~2艘核潜艇"死里逃生",其发动的核报复也完全可以被NMD等导Dan防御系统加以拦截。而且对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Dan落在其国土上,也不可能把美国"Zha回到石Qi时代"。因此,太空的武Qi化显然对美国有巨大的战略优势。而这,也是美军积极推进X-37B项目的关键所在。

神秘的太空战机:X-37B

虽然是"空天飞机",但是X-37B无疑是目前尺寸最小且重量在最轻的"航天飞机"。该机全重只有大约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Dai航天飞机的四分之一。X-37B的外形看起来很像著名的劳斯莱斯"幻影",而且有趣的是,二者的长度刚好相同。而且更巧合的是,X-37B恰好是在波音的"幻影工厂"研制生产而来。

这是波音X-40A测试的罕见图片,我们现在说的X37B就是由此而来(比例120%放大)

执行任务成功返航的X-37B太空飞机,和旁边的工作人员一比,确实体积尺寸并不是很大

X-37B的发射方式和美苏的第一Dai航天飞机有所不同。美苏的第一Dai航天飞机都采用了航天飞机自行捆绑一个大型外部燃料箱,然后在燃料箱旁边再捆绑2个固体火箭助推Qi的设计。我们以往在美国发射航天飞机时,伫立在发射台中间的并非是一枚火箭,而是一个超大号的外挂燃料箱,航天飞机就是依靠消耗这个燃料箱的燃料,才能够顺利升空。同时燃料箱两侧还分别捆绑1枚单级固体火箭助推Qi,以增加航天飞机的起飞推力。X-37B由于尺寸小,所以它可以直接由运载火箭发射,只需要将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通常是整个装入火箭载荷整流罩内,如上图

X-37B是太空飞机还是太空战机?这个至今还在争论

实际上严格来说,X-37B并不能算真正的"空天飞机",而更准确的说法应该是"太空飞机"。这是因为X-37B的尺寸过小,特别是机翼翼展过小,在大气层内飞行时无法产生足够的升力让飞机正常飞行,而且由于飞机尺寸小,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发射进入太空后,返回时只能依靠滑翔降落,不具备自主飞行能力,不过由于该机体积尺寸小,而且是无人驾驶太空飞机,所以这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,可见其货仓已打开,机械臂伸出测试

尽管尺寸体积不大,但是X-37B却有一个和第一Dai航天飞机类似的内置货舱,并且还有一条专门的机械臂,可以用于抓取卫星或者是释放卫星。因此X-37B具备在战时快速补充卫星,同时捕获敌方卫星的能力。据猜测货舱中如果不携带卫星的话,还可以用来携带核Dan头,也就是笔者上面所述的直接从太空中对地表目标实施快速核打击。而且2014年X-37B的第三次试飞,就是执行"绝密任务",这架X-37B型太空飞机在太空中消失了650多天。如果真的搭载核Dan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Dai航天飞机一样的设计,带有大型内置货舱,并且有一台机械臂

除了上述这些装备外,美国还在为X-37B研制全新的轻型激光武Qi。这是由于太空中没有大气,不存在风雨雷电等影响激光射程和功率的自然气候现象。所以激光在太空中的威力不会削减,而射程反而更远。如果美军为X-37B装备上激光武Qi,则该机就可以直接远程击毁敌国卫星。一旦这样的情况发生,那将意味着太空已经完全军事化。

反卫星、光能传输,这些都是在X37B上进行的秘密试验

目前美国正在为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反作用力推动火箭运行,这种火箭通常称之为"功质火箭",意思是火箭发动机要做功,就必须消耗物质。而离子发动机则是一种神奇的"无功质火箭",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,进而产生反作用力。而电子由于是自然界自然存在的,其过程非常类似于喷气式发动机,只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

由于只消耗能量,不消耗物质,所以离子火箭发动机也被称为"无工质火箭",和上面的模块结合,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航天Qi送入太空,然后再用离子发动机给航天不断加速。而离子发动机最大的特点在于——尽管推力小到可怜,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第一种具备行星间飞行能力的飞船。

一个有意思的细节:X37B的发动机喷口,不在正中,而是在右侧。为何这样设计?还是不得而知

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

美军目前最神秘的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西

随着X-37B的研制成功,并且连续长期太空部署来看,美国正在稳步推进太空军事化的进程,而且目前的X-37B已经基本成熟,随时可以搭载美国空军的战略核Dan头,还可以搭载全新的激光武Qi,并且安装离子火箭发动机。这已经是赤裸裸的太空军事化进程,必须引起世界各国足够的重视和警惕。

X-37B细节图片,其隔热瓦排布十分整齐,做工优良

中国同类型发展情况:“神龙”与离子发动机,我们都有

实际上我国早在本世纪初就测试过中国版X-37B太空飞机。尽管外界信息很少,但是这架被命名为"神龙"的空天飞机不但存在,而且还有过短暂的曝光。根据公开的消息,"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,目前尚不可知,不过就整个项目的进展而言,不上太空实在有些说不过去。

Dai号"神龙"的我国自研太空飞机,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

不仅是太空飞机,根据国外媒体的报道,实际上我国在离子发动机方面也处于世界领先地位。2018年1月时,俄罗斯卫星通讯社曾经发文称,我国已经研制出全新一Dai的离子火箭发动机,这种新式火箭发动机的最大加速度可达39千米/秒。结合我国目前正在制定的探索月球和火星的太空计划而言,西方国家普遍认为,我国将会是第一个开启有人驾驶飞船探测火星的国家。而加大对于太空飞行Qi和飞行技术的广泛探索,是对抗美国不断扩大的太空军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年已获得突破

"国虽大,好战必亡,忘战必危!"这是我们的老祖宗在2000多年前为我们留下的古训。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,止戈为武。

自从人类有了意识开始,广阔的天空就是人类渴望征服的领域。如今人类不仅仅征服了天空,而且也已经同时进军太空领域。1981年4月12日,人类首次正式发射了"航天飞机"这是一种可以同时在太空和大气层内飞行的载人飞行Qi。历史上美国曾经总共制造了5

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