美國目前正在重新啟動野心勃勃的新“星球大戰”計劃,準備組建太空巡邏艦隊,企圖在太空中建立起強大的軍事霸權。美國空軍部長等人已經警告美國的盟國,不要對美國的計劃說三道四、“進行任何否決”。如果美國的計劃得以實施,最遲到2014年,美國將成為外太空中的惟一“主宰”。那么,作為美國新“星球大戰”計劃的核心武器裝備——空間作戰飛行器,研制現狀又是怎樣的呢?
概 念
空間作戰飛行器(Space Operations Vehicle,以下稱SOV)是目前世界少數國家正在發展的一種尖端空間武器。它是一種能迅速穿越大氣層,往返于地球表面與外層空間,并能在空間長期駐留和進行機動,可重復使用的空間飛行器。SOV的用途廣泛,可在很短的時間內,攻擊世界上任何地方的目標。在執行完任務后,它能夠快速回收、快速準備并重新起飛。除了擔負全球攻擊任務外,其還可用于全球偵察。這種武器既可作為發射、回收、維修衛星的平臺,又可作為發射反衛星武器的平臺。
可以這樣認為,SOV在空間時相當于航天飛機,在大氣層中時相當于高性能作戰飛機,在未來的軍事對抗中將具有十分重要的作用。
研發計劃由來已久
美國一直非常重視可重復使用航天器的發展與研制。20世紀50年代末和60年代發展的X-15、X-23和X-24等方案,為后來的軍事航天飛機的研制奠定了重要的基礎。20世紀80年代,美國又對上述幾種方案進行了重新審查,并進一步開展了“軍事航天飛行器”、“跨大氣層飛行器”和“先進軍事空間飛行能力”等方面的研究。從20世紀80年代中期開始,美國投入大量資金用于“國家空天飛機”技術的開發,重點是對高超音速噴氣式發動機技術進行研究。后來,又將研究重點轉移到了火箭動力航天飛機方面。
動 機
伊拉克戰爭中,多國部隊的衛星發揮了極其重要的作用。美國的GPS使美軍地面部隊在戰場情報收集和對敵人目標的瞄準上擁有了決定性的優勢。由此美國認識到,下一步的全球軍備競賽將聚焦于如何對太空的制約權。同時他們也感到,外層空間無國界之分,且不為美國所獨占。目前美國的空間衛星系統防護能力極差,一旦遭到攻擊,將給軍事行動帶來嚴重后果。為此,1997年,美國曾舉行了一個代號為“全球交戰”的模擬演習。演習假定對手具備空間攻擊能力,結果美軍遭到了意想不到的嚴重損失。因此,美國認為,奪取空間優勢與擁有空中優勢一樣重要,必須盡快建立奪取并控制空間優勢的能力。
SOV列入美軍備發展計劃
20世紀90年代中期以來,美軍圍繞奪取并控制空間優勢進行了大量的研究,制定了《2020聯合展望》、《2020空間預測》、《空間作戰綱要》等一系列規劃性文件。明確提出,奪取并控制空間的關鍵,必須擁有能夠用于實戰的新型軍用航天飛機。這意味著美軍正式把研制與發展空間作戰飛行器,列入了軍備發展規劃。
“X”系列飛行器
美國制定了完整的空間作戰飛行器研制與發展計劃,提出空間作戰飛行器的每個一項目都要經過設計/試驗、演示驗證/選擇使用和實戰檢驗三個階段。目前,大部分項目基本上還處于第一階段(即設計/試驗),某些項目已經進入了第二階段(即演示驗證/選擇使用)。
“冒險星”
“冒險星”(Venture Star)是美國國家航空航天局(NASA)曾經實施過的一個研制新一代可重復使用空間飛行器的計劃。“冒險星”計劃設計一種飛行器,使用單極入軌技術,能以較低的費用將有效載荷送入軌道,并具備飛機的特點。其驗證機代號X-33,由洛克希德·馬丁公司研制。該機具備把1135噸有效載荷送上國際空間站的能力。NASA原計劃于1999年7月4日制造出樣機,1999年7月26日進行馬赫數為7的第一次飛行。但由于技術難度太大,X-33技術驗證機的研制任務未能如期完成。2001年,NASA和空軍相繼宣布取消X-33技術驗證機的研制計劃,但“冒險星”計劃并沒有被停止。
X-37
美國空軍目前正在全力開發另一種空間機動飛行器。這一項目主要由美國空軍研究實驗室進行,波音公司負責制造驗證機,代號為X-37。該機將用來驗證可重復使用空間飛行器的先進技術,包括便于儲存的無毒推進劑、能耐約1316℃高溫的可重復使用絕熱層、輕型起落架、空間自動交會系統等。
X-37機身長957米,翼展522米,凈重32噸,總重447噸。其樣機計劃于今年第四季度由B-52型轟炸機以08馬赫的速度從12200米的高度發射,每次發射飛行大約為25分鐘。進行7次發射后,再由航天飛機進行在軌發射試驗。美國在研制X-37之前,還開發一種代號為X-40的可重復使用飛行器。它是X-37的80%縮小型,主要用于驗證X-37的進場和著陸系統。1996年開始研制,1998年曾在北蒙大拿州霍洛曼空軍基地進行過一次投放試驗。
X-38
目前美國正在為國際空間站研制一種可供快速返回大氣層的“空間返回推進系統”。該系統的全尺寸驗證機代號X-38。X-38將適用于在國際空間站上宇航員生病、受傷以及空間站發生故障等情況下將宇航員迅速撤回地面。其技術與空間作戰飛行器有共通之處。
X-38機長472米,機寬183米,機身由復合材料制成,裝載燃料時的重量為272噸,可搭載7名宇航員。該機曾于1998年3月12日首次從B-52轟炸機上成功地進行了投放試驗。
空間作戰飛行器浮出水面
有了前述各型技術驗證機“墊底”,NASA正與美國空軍及其它有關機構,共同研制開發一種“超級X”飛行器。這種飛行器研制計劃的上馬,可以看做是美國空間作戰飛行器接近浮出水面。
“超級X”飛行器速度為音速的10~15倍,可在3萬米的高空飛行,可用于空間作戰。“超級X”能在不到兩個小時時間內,降落到世界上的任何一個機場;也可從地面機場起飛,在很短的時間內到達空間站。這種飛行器采用渦輪噴氣和沖壓兩種發動機。它以兩倍左右音速飛行時,使用噴氣發動機;以10~15倍左右音速飛行時,不再依靠空氣飛行,啟動沖壓發動機。
“超級X”飛行器有X-43A、X-43B、X-43C三種試驗型機。X-43A是一種無人駕駛飛行器,計劃共進行三次飛行試驗。第一次飛行試驗于2001年6月進行,但試驗失敗。X-43B是“超級X”系列中體積最大的一種,計劃2010年進行飛行試驗。X-43C安裝了美國空軍制造的新型超音速沖壓發動機,計劃2008年進行試驗飛行。
新一輪太空競賽已經開始
除美國外,俄羅斯、印度、日本等國也在積極地研制空間作戰飛行器。當然,這些國家在投資規模和研制進展上都與美國相差很遠。
俄羅斯
俄羅斯已設計完成一種名為“針”的新型高超音速空天飛機,主要用于太空作戰。機長8米,重147噸。采用沖壓式空氣噴氣發動機,速度可達6~14馬赫,飛行高度達26~50千米。首架飛機將于2004年升空試飛。
印度
印度已經設計了一種新型可重復使用的空間飛行器,命名為“艾瓦塔”(Avatar)。它重25噸,其中,60%是液氫燃料。與傳統的飛機一樣,它使用渦輪風扇、沖壓組合發動機,能水平起飛,可達到10千米的巡航高度。空間飛行器起飛后,使用低溫火箭發動機代替組合發動機,將其送入空間。它完成任務后離開軌道,重新進入大氣層,像飛機一樣利用自身的動力著陸。據稱,“艾瓦塔”飛機可發射一顆或多顆總重量達1000千克的衛星。它的最大的特點是起飛時不裝載任何液氧。航天飛機在太空飛行所需要的21噸氧化劑,將在起飛后持續1個小時的大氣層飛行中自行制造出來。在大氣層中,當以8倍音速飛行時,它會先吸進空氣,然后把氧氣分離出來并液化儲存。
日本
日本已經開始進行可重復使用空間飛行器的試驗。2001年6月9日至29日,宇宙科學研究所在日本北部的熊代試驗中心,進行了第二輪可重復使用空間飛行器的試驗。在這次試驗中,飛行器完成了三次連續的起飛與著陸飛行,驗證了著陸、重復飛行和快速發射等能力。△