發展X-37B空間飛機的背后動因分析

肖福根

（北京衛星環境工程研究所，北京100094）

0 前言

2010年4月22日，美國用“宇宙神-5”型運載火箭成功發射了 X-37B空間飛機。就在 X-37B發射之日前半個月即4月8日，美國與俄羅斯簽訂了核武器削減條約；5月26日，美國又用B-52轟炸機投放了 X-51A飛行器，試驗“全球快速打擊的能力”。這一系列事件已引起了世界的震驚，對美國所釋放的戰略意圖有各種猜測和分析。其實，美國的戰略意圖是非常清晰的，三個事件的戰略意圖各有側重。美國在核武器削減條約事件上的戰略意圖是因美蘇冷戰對抗而生產儲備了超大數量的核武器，出于核武器的維護、技術更新和銷毀的需要，由此導致巨大經濟壓力，俄羅斯也面臨同樣的壓力，鑒于此，美國攜俄羅斯提出了裁減核武器的目標；另外，美國在核武器上擁有絕對的實力，只需要維持較少數量的核武器（筆者認為只需要維持數百枚的水平）就可以對敵方構成絕對的威懾或毀滅性打擊；再者，美國認為目前威脅到自身的因素是恐怖主義和核擴散，打著以裁減核武器的幌子凝聚有核國家的力量，試圖阻止像伊朗、朝鮮這些國家發展核武器。美國在 X-51A飛行器試驗事件上的意圖是打造一個武器快速投放的發射平臺，解決洲際彈道導彈和B-52、B-2轟炸機到達速度慢的問題，試圖建立全球快速到達能力和打擊能力，試驗結果表明X-51A飛行器的飛行速度近6倍音速，如果用其作為核武器的投放平臺，就可以實現以速取勝和先發制人的戰略思想，如此看來這個事件與核武器削減事件的戰略意圖存在必然的因果關系。美國發展 X-37B空間飛機的意圖是在太空獲得一種快速、持續到達的能力，而不是在空中獲得一種全球快速到達能力和打擊能力，也就是說其戰略重心是在太空的能力上。航天業界之外對這些事件的戰略意圖有各種解讀。作為一位航天工作者，如何來看待 X-37B空間飛機發射這件事，筆者對此事件透露出的信息進行了梳理，對其背后的原因進行了分析，提出了一些看法供業內人士參考。

1 X-37B空間飛機及其試驗分析

1.1 X-37B空間飛機簡介[1]

X-37B是一種可重復使用的飛行器，而且是一種有翼的無人空間飛機。X-37B空間飛機的基本情況如下：

1）長8.8 m，高2.9 m，翼展4.6 m；

2）發射質量約5 t，搭載有效載荷能力為2 000 kg；

3）軌道高度在204～926 km；

4）飛行試驗任務周期為270 d；

5）空間飛機設有有效載荷艙，但沒有裝載機械臂；

6）推進系統采用四氧化氮/肼燃料，使之具有更強的空間機動和離軌能力；

7）空間飛機入軌后將打開有效載荷艙門，展開砷化鎵太陽電池陣，由太陽電池陣給其供電；

8）利用計算機控制自主再入返回，水平著陸，能在30～100 km的臨近空間中作超音速飛行，飛行速度為25Ma（筆者注解：根據文獻公布的信息，25Ma的飛行速度并沒有指明具體空間領域。眾所周知工作在近地軌道上的航天器飛行速度一般都在25Ma以上，這個數據對近地軌道上的航天器沒有什么特別意義。X-51A在大氣層的飛行試驗中只獲得了6倍音速的飛行速度，持續200 s時間就出現了通信問題；而X-37B卻把這個數據作為一個重要的飛行驗證指標，這個速度只有對應30～100 km的臨近空間，飛行試驗才具有非常重要的意義。故此，筆者把25Ma的飛行速度與30～100 km的臨近空間放在一起來進行分析）；

9）采用“宇宙神-5”型一次性運載火箭發射。

1.2 X-37B空間飛機試驗內容

有人稱首次飛行的 X-37B空間飛機為軌道飛行驗證器或軌道轉移運載器（OTV）的原型機，這可能道出了它未來的真正工作戰場。通過各種飛行試驗，旨在將其發展為一種可重復使用的、有自主駕駛能力的軌道轉移飛行器，降低太空進入成本，為美國航天戰略目標的發展服務。為了將 X-37B空間飛機打造成一種可重復使用的、低成本的軌道轉移運載器，需要開展如下一系列的飛行試驗和驗證試驗：

1）軌道機動能力的飛行試驗；

2）臨近空間超音速飛行再入能力的試驗；

3）大氣層自主再入和著陸程序的飛行試驗；

4）導航、制導和控制系統能力的飛行試驗；

5）交會對接能力的飛行驗證；

6）空間目標的抓取、回收能力的飛行驗證；

7）有效載荷或衛星的空間布設能力的飛行驗證；

8）在軌維護維修服務能力的飛行驗證。

首次飛行的 X-37B空間飛機將根據試驗任務的優先級，先開展第 1）～4）項的飛行試驗，使相關技術能力獲得突破，再歷經多次飛行驗證使這些能力或技術具有高度的可靠性。美國會在接下來的飛行任務中，開展第 5）～8）項的飛行驗證。這些內容已在過去的航天飛機飛行任務中得到了充分的驗證，非常成熟，只是這些能力是圍繞國際空間站建立起來的。根據美國的航天戰略發展目標，除了國際空間站之外，將會在其他軌道空間建立大型基礎設施，并利用基礎設施向更深遠的太空推進。大型空間基礎設施的建設需要這些能力以離開空間站向其他軌道空間延伸，而這些能力或技術的可靠性需要進行飛行驗證。

1.3 X-37B空間飛機試驗分析及其作用的簡單定位

1.3.1 各種飛行試驗分析

1）軌道機動能力的飛行試驗

作為一個軌道轉移運載器，考慮到承擔各種在軌服務任務的需要，具有很強的不同高度的軌道機動能力至關重要。在執行軌道轉移機動任務過程中，可能會遭遇到空間碎片或他國航天器撞擊的威脅，要求其具備很強的機動和規避能力也是必要的。X-37B作為美國空軍計劃支持的項目，除了航天應用所需的通用能力之外，會給軌道機動能力賦予其他新的內涵，如空間偵察和空間對抗。和平時期，軌道轉移運載器主要服務于美國航天戰略目標的發展；戰爭時期，可用于空間偵察或用作空間反衛星武器的投送平臺。

2）臨近空間超音速飛行再入能力的試驗

臨近空間指的是20～100 km范圍的空間區域。我們知道地球表面上大氣層密度約為1018cm-3，而20～100 km高度范圍的大氣密度降低至1014cm-3左右的水平，X-37B工作的軌道高度（204～926 km）大氣密度降低至約為106cm-3水平。根據X-37B任務的需要，要求其在30～100 km的臨近空間作超音速飛行，飛行速度達到25Ma。從這些數據可以看到，臨近空間的大氣密度水平較高，要實現25Ma的超音速飛行，對火箭發動機及其材料的性能、X-37B的高溫熱防護系統性能及其外形空氣動力學特性、電子設備的通信等提出了極高要求，需要進行多次飛行試驗，通過試驗不斷修正驗證，使X-37B成為名副其實的可重復使用飛行器。如果X-37B的飛行速度在30～100 km的臨近空間能達到25Ma，并且能夠重復飛行，那么這個能力的取得將具有劃時代的意義，可能改變美國從地面進入太空的方式：可以先用地面的飛機將攜帶了有效載荷的X-37B（或軌道轉移飛行器）運送至20 km（甚至30 km）的高空，釋放X-37B，再啟動X-37B的推進系統向近地軌道推進，不再依賴一次性運載火箭的發射，使地面的發射真正實現可重復使用的發射，這樣可能會極大地降低進入近地太空的成本。對于軍方來說，這個能力又有另外一種應用意義，可以與工作在臨近空間的飛艇建立服務聯系，在臨近空間的平流層布設飛艇，戰爭時期還可以利用它在臨近空間的快速到達能力實現偵察。

3）大氣層自主再入和著陸程序的飛行試驗

這是一項非常重要的飛行試驗。通過本項飛行試驗和后續的驗證試驗，旨在打造一種自主駕駛的無人飛行器。X-37B是一架帶有小三角翼的空間飛機，其翼展長度只有4.6 m。通過飛行試驗和后續驗證試驗，如果證明小翼展的空間飛機能在大氣層滑行，著陸近程時能實現水平滑行和水平著陸，那么對于載人的航天飛機改進設計具有重要的價值。而現在的航天飛機翼展約達到 24 m，使得其外表面積非常之大，發射和再入時熱防護問題非常突出，大量的防熱瓦的使用給整個航天飛機的可靠性提出了嚴峻考驗；另外，在空間飛行過程中，也面臨空間碎片撞擊的威脅。由于現在的航天飛機采用垂直發射的方式，發射時不需要通過大的翼展面積提供飛機的升力；返回再入大氣層時，需要依靠翼展面積穩定飛機飛行姿態，著陸近程時實現水平滑行和水平著陸，這種情況究竟需要多大的升力（或翼展面積）才能維持飛機的水平飛行姿態，需要通過飛行試驗來獲取這些數據。如果能把現在航天飛機的翼展大大地縮小，則對于降低飛行成本和提高飛行可靠性具有重要意義。所以這次小翼展的飛行試驗被賦予了重要使命。

4）導航、制導和控制系統能力的飛行試驗

導航、制導和控制系統（GNC）能力至關重要，它將貫穿于上述飛行試驗和接下來的驗證試驗全過程。在軌道轉移機動過程中，為了可靠地完成各種服務任務，需要精確的導航、制導和控制能力。在臨近空間的超音速飛行中，由于大氣的氣動加熱，對GNC和其他電子設備的性能造成影響，尤其是氣動加熱所形成的等離子體層，對GNC通信產生嚴重影響，甚至出現“通信黑障”。著陸時，飛機的各種狀態信息獲取與判讀、姿態的修正、航速航向的調整，將依靠飛機上的自動駕駛儀、自身陀螺儀、GPS接收機、高度計以及飛行程序自動完成。

5）后續的飛行驗證試驗

正如前面所述，后續的飛行驗證試驗包括交會對接、空間目標的抓取與回收、有效載荷或衛星的空間布設、在軌維護維修服務等。X-37B設有有效載荷艙，但沒有裝載機械臂，所以它的首次飛行不會執行驗證試驗。在接下來的飛行任務中，X-37B或其改進型將會攜帶機械臂，完成相關能力的飛行驗證。

美國擬通過一系列的飛行試驗與驗證試驗，使X-37B成為真正意義上的“軌道機動交通運輸工具”。

1.3.2 作用定位

有人將X-37B冠名為“空天飛機”（此處用雙引號表示其為概念性名詞），并稱之為具有全球快速到達和打擊能力的武器平臺。筆者完全不贊同“空天飛機”這種稱謂，也不認同對它的作用定位。

如何來鑒別一種飛行器是航空飛機、飛船（返回式衛星）、航天飛機、空間飛機和“空天飛機”？我們可以從它的起飛和著陸的方式進行辨認。起飛和著陸的方式有下列幾種組合：

1）水平起飛和水平著陸：航空飛機；

2）垂直發射和垂直著陸：飛船（返回式衛星）；

3）垂直發射和水平著陸：航天飛機和 X-37B空間飛機；

4）水平起飛和垂直著陸：航空母艦上的某些艦載飛機。

這里并沒有把“空天飛機”列入到某種組合方式中，筆者認為它不是現有的某種飛行器，仍然是一種概念飛行器。所謂“空天飛機”，從字面上去理解它既是一種航空飛機，又是一種“太空飛機”（此處用雙引號意為概念性名詞），兼具航空飛機和“太空飛機”的主要能力。航空飛機是一種能水平起飛/水平降落的、空中水平/垂直自由飛行的、可重復使用的飛行器；“太空飛機”是一種能在太空自由機動穿梭的、具有在軌服務能力的、可重復使用的飛行器。目前，現有的任何一種太空飛行器都不具備這樣的綜合能力?！翱仗祜w機”作為進入太空的手段，可能是美國未來發展的方向。其實美國一直在致力于這方面的研究工作，為發展“空天飛機”進行技術準備工作。從上面簡單分析，不難看出“空天飛機”屬于水平起飛和水平著陸的方式。

航天飛機作為美國載人進入太空的有效手段，圍繞國際空間站開展一系列的飛行任務和太空能力的建設。它是一種垂直發射/水平著陸的、能在太空作短暫停留的（7～30 d）、可重復使用的飛行器。

與航天飛機相比最大的不同是，空間飛機能在軌長期飛行，并具有極強的軌道機動能力，X-37B預計在軌飛行達270 d。

因此，將 X-37B稱之為“空間飛機”或“軌道機動運載器”更為恰當和準確，因為它的工作重心是在太空而不是空中，它的作用定位是為美國航天戰略目標發展服務。特別要關注的是 X-37B從近地軌道延伸到臨近空間（或從臨近空間延伸至軌道空間）的飛行能力，這種能力的取得具有革命性的意義。作為一種飛行試驗驗證平臺，所取得的一些技術能力是綜合的、多方面的，其中某些技術能力肯定可以服務于軍事目的。

2 X-37B空間飛機發展的背后動因

衛星或其他航天器任務都有具體的空間應用目標（如通信衛星的任務目標是執行通信，導航衛星的任務目標是執行導航、定位和授時）。而X-37B是一種飛行驗證器，難以看出它的具體目標，發展的意圖難免讓人猜疑。通過對 X-37B發展的背后動因（而不是局限于從X-37B本身的角度）分析，來理解 X-37B發展意圖，又從背后動因分析的結果再回過頭去理解X-37B的作用定位。

2.1 服務于美國國家的能力創新戰略

關于美國的戰略，有學者研究認為可分為4個層級：核心級，重要級，次要級，一般級。為了更好地說明國家戰略與航天戰略的關系，筆者對美國的戰略提出了如下的劃分。

美國第一層面的戰略（即國家核心戰略）是維持美元的全球支付結算貨幣地位不受到挑戰；第二層面的重要戰略有保持美國強大的創新能力（或研發能力）、全球卓越的人才資源優勢和絕對優勢的全球國防實力；第三層面的戰略是多方面的，涉及到各個行業領域，其中航天戰略就屬于第三層面的戰略。只要維持美元的全球支付結算貨幣地位，美國就能拿他國的錢（發行國債）來發展美國的各種能力和軍事實力，就能夠通過印制美元使外債貶值，無需不斷地創造更多的財富卻能維持美國人民生活的高水平。只要保持美國強大的創新能力，就能維持美國在全球的領導能力和領導地位，提升美國對全球事務的控制力，從而獲得絕對的話語權。任何一種實力都沒有像國防實力那樣有威懾力、遏制或控制力甚至打擊力，基于這種認識，美國把發展全球國防實力作為優先戰略。創新能力和國防實力的發展需要一流人才的支持，優秀的人才是美國能力創新的動力和源泉，人才強國戰略永遠是美國的重要戰略之一。

航天戰略屬于美國的支撐性戰略，對美國的能力創新戰略和國防戰略而言是“倍增器” 和“助推器”，通過航天技術能力和實力的發展，可以迅速地、全面地提升美國在全球的領導力和控制力。航天戰略必須服務于國家的能力創新戰略。美國放棄重返月球的“星座計劃”的理由一是認為其技術創新程度低，大部分技術路徑重復了“阿波羅”計劃所走過的歷程，完全不符合美國能力創新戰略的要求；二是而且要再花上近半個世紀的時間重返月球，在這個過程中還會影響其他創新計劃的實施；再者，歐洲、日本、俄羅斯、印度、中國等都在瞄準月球發展航天技術，與這些國家為伍去探測業已登陸的月球，

這與美國追求空間領導力的目標相背離。

而 X-37B實際上是一種空間能力的飛行驗證器，共有8項能力的飛行試驗，其中4項為創新性能力的飛行試驗。從上面的分析可以看出，發展X-37B符合美國的能力創新戰略。

2.2 服務于美國航天發展戰略[2]

美國總統奧巴馬于2010年4月15日在肯尼迪航天中心發表了講話，指出要通過空間技術能力的提升獲得美國在空間的領導力，這充分說明了能力創新對美國發展的極端重要性。美國于2010年通過了航天戰略的調整，重新確立了發展目標。這次戰略調整確立了“兩個戰略優先”和“兩個重心轉向”，所謂兩個戰略優先是指空間能力創新戰略優先和低成本進入太空戰略優先，兩個重心轉向是指低地球軌道載人航天逐漸轉向商業公司和加強地球氣候的全面監測。

2.2.1 空間能力創新戰略

美國實施新的航天戰略其中一個重要目標是提升空間技術能力。美國新的航天戰略把載人登火星和機器人行星科學探測作為發展空間技術能力的戰略目標。

1）載人登火星計劃

載人登火星計劃是一項迄今為止最宏偉的航天工程，美國把載人登火星作為最終目標。如果沒有空間技術能力的重大突破和前往火星途徑的革命性改變，仍沿用現有的技術載人登火星，那么將要歷時1年多的太空巡航，途中環境惡劣，最終難以企及火星目標。

載人登火星計劃成功實施的關鍵是強大的沿途物資保障能力和縮短飛行時間。正如中國古代的“絲綢之路”，只有沿途有完備的各種物資保障，才能把絲綢、陶瓷等物資運送到目的地，前往火星也一樣需要充足的物資保障。為此，需要在空間建立大型的基礎設施，為載人登火星任務沿途提供物資保障服務。筆者于2005年對美國的空間基礎設施計劃作過跟蹤研究，在該計劃中提出了許多新概念，其中包括軌道燃料/推進劑庫區、有效載荷庫區、裝載碼頭等，可以看出美國正在考慮向更遠深空推進的物資保障問題?？臻g基礎設施的物資保障除了服務于深空探測的物資補給之外，還可以給地球軌道上所有的空間活動和空間設施提供服務。

X-37B空間飛機或軌道轉移運載器將在物資保障上擔當主角，在燃料/推進劑轉移加注、物資轉移、有效載荷的拆裝和布設等方面發揮重要作用。這才是 X-37B真正的主戰場，發展的真正意圖也在于此。X-37B可以伴隨載人火星航天器飛往火星，并在途中完成物資（包括推進劑和生活物品等）補給。

隨著空間材料技術、抗輻射加固技術和航天器總體設計技術的全面深入發展，美國航天器的壽命在不斷地提高，其絕大多數高軌道航天器壽命都在15年以上甚至更長，這說明航天器的“身體條件”很健壯。航天器（尤其是低地球軌道航天器）的壽命主要受制于推進劑，如果能及時給這些航天器補給推進劑，其壽命將會大大地延長，效能比就會極大提高。通過大型空間基礎設施和像 X-37B這樣的軌道轉移運載器的建設，就能完成這樣的使命，為美國的低成本進入太空戰略服務。

如何縮短載人登火星的飛行時間？美國可能在考慮發展基于空間燃料補給的大推力空間運載器。除此之外，美國可能也在考慮通過機器人行星科學探測計劃來探索前往火星的途徑。

2）機器人行星科學探測

美國同樣把對太陽系和宇宙科學的探測作為美國長期發展空間技術能力的戰略目標。在2011財年預算申請報告中，行星科學探測任務的預算增加僅次于地球科學探測任務，比2010財年增加了 11%，制定了一系列的行星、恒星、小行星和彗星的探測計劃。機器人將在這些計劃任務中擔當主角，為促進人類對宇宙的了解發揮重要作用。

美國有計劃設想在考慮利用機器人小行星探測計劃來探索載人前往火星的途徑研究。我們知道在小行星帶上有一些小行星的運行軌道的近地點在1.3 AU之內（平均日地距離），近火星點的距離更小。如果以這些小行星為“跳板”，正如日本的“隼鳥”號探測器，當小行星處于近地點的窗口期，將探測器發射并著陸到小行星上并隨小行星飛向火星，進入到近火星點階段，探測器離開小行星進入火星軌道（被火星捕獲）。如此一來，可能會減少重力協助機動的次數，從而縮短飛往火星的時間。

為了延長行星探測器的壽命，X-37B也可以發揮作用。當探測器飛行進入近地點時，可以與X-37B交會并完成推進劑補給。

2.2.2 低成本進入太空戰略

在美國每年的預算報告中，我們可以看到有些項目的預算被調整，有些項目被取消或中止。由此不難看出成本是美國空間計劃的一個重要制約因素。美國高度重視進入太空的低成本化工作。美國總統奧巴馬在2010年4月15日的講話中指出，發展低成本進入太空的技術能力是美國空間飛行長期可持續性發展的根本。

美國把進入太空的能力分為三個層面：從地面進入近地軌道的能力，地球軌道之間的穿梭機動能力和深空推進的能力。在目前的情況下（即空間基礎設施和載人火星飛行計劃正處于概念研究階段），美國把發展進入太空的能力集中放在地面低成本進入近地軌道的能力提升上。而在發展此能力上，美國選擇了可重復使用的技術路徑，這是有別于其他航天大國的發展之路。與一次性運載飛行器相比，可重復使用的航天運載飛行器需要突破更多的關鍵技術和能力，包括發動機技術、導航控制技術、材料技術（尤其是防熱材料）等，一旦取得成功，這些技術能力將會極大地推動國防能力的建設和發展。美國通過航天防熱材料技術成果實現了空中飛行器（如導彈）的超音速飛行，并且還在持續致力于這方面的研究，如X-51A和X-37B。美國成功地實現了垂直發射/水平著陸的、可重復使用的發射，而在水平發射/水平著陸的、可重復使用的發射上仍沒有看到相關進展。盡管如此，筆者依然認為美國可能會把發展水平發射/水平著陸的、可重復使用的發射能力作為一個最高目標。美國盡管實現了垂直發射/水平著陸的、可重復使用的發射，但發射成本很高，尤其是航天飛機的發射成本更是高得驚人，沒有實現低成本化。如何來降低發射成本和航天器的研制成本，美國都制定了相關計劃，開展了卓有成效的研究。

在低成本進入太空戰略實施中，美國已開始著手地球軌道之間的穿梭機動能力建設。在地球軌道之間的穿梭機動能力建設上，美國制定了一系列計劃，如軌道轉移運載器（OTV）計劃、空間機動運載器（SMV）計劃、軌道快車（Orbital Express）計劃、X-37計劃等等。美國試圖通過一系列低成本計劃，旨在將進入太空的成本由目前的每磅上萬美元降低至每磅千美元水平甚至數百美元。有人預言，如果進入太空的成本能降至每磅數百美元水平，將是美國大舉進入太空時代的到來。在X-37B的飛行試驗中，4項創新性飛行試驗都與低成本進入太空戰略密切相關。

除了上述談及的內容之外，低成本進入太空戰略實施還包含另一個層面的意義。美國航天戰略的另一個目標是太空商業化或經濟化，即允許美國的商業公司參與地球軌道航天活動的商業服務，這是美國的一個戰略重心轉向。而進入太空的低成本化就可以服務于這個戰略重心的轉向。2.2.3 近地軌道載人航天活動逐漸向商業公司轉移

近地軌道載人活動向商業公司轉移是美國航天戰略的重要轉向。這個轉向有多方面的意義：第一，對NASA的職能重新定位，它是美國空間技術的開拓者和領航者，其職責旨在打造美國的空間創新能力，探索未知的空間目標，確保美國在太空發展的領導地位。第二，美國讓商業公司參與近地軌道的航天活動，旨在太空發展的商業化或太空經濟化，通過在太空活動中引入競爭（對美國內部是要打破壟斷，對美國之外是要建立空間壟斷），不斷壯大美國太空發展規模和經濟能力，最終通過這種規模和經濟能力以達到太空控制的目標。第三，在近地軌道的航天活動中引入商業公司，可以解決美國在航天發展中的資金緊張問題（美國政府是現在的航天計劃唯一投資方）。第四，近地軌道航天活動初期目標是瞄準國際空間站設施，它是在美國主導下多國合作建立起的大型空間基礎設施，為美國的各種太空能力建設做出了巨大貢獻。美國將繼續充分利用空間站的技術研發能力，為其空間計劃開發和驗證技術能力。第五，這次戰略轉向決不僅僅限于近地軌道載人航天活動向商業公司轉移，地球軌道的其他非載人活動也會向商業公司開放，目的是讓美國建立起規模的太空經濟和近地空間的控制力。

航天業內人士擔心商業公司承擔載人運送服務的安全性和可靠性。而商業公司關注的是風險、成本和效益。其實這不是一個問題，如果是問題，也只是一個管理技術方面的問題。在引入商業公司的初期，合作仍然以NASA為主導，按照NASA嚴格的載人安全性要求，加強對商業公司的管理，培育商業公司的太空商業服務能力?？梢杂梦覀兯熘脑拋碚f是一個“交鑰匙工程”，通過NASA主導下的合作降低安全性和可靠性的風險。為了繼續降低進入太空的成本和風險，NASA與商業公司合作研制更先進的運載工具，以解決商業公司的利益關切。

在這個戰略轉向中，似乎看不到X-37B的角色。但如果我們深入地去分析，則不難發現X-37B將在此戰略轉向中大有作為，包括空間物資運輸、補給、維護/維修等服務。作為航天工作者，我們一定要高度關注這個重大轉向，并向國家提出戰略建議。

2.2.4 向地球氣候的全面監測轉移

從字面上看，這個問題似乎與 X-37B的發展

沒有必然的聯系。但由于這個轉向是美國航天戰略調整地重要內容，也由于它的極端重要性，所以還是不妨簡單地加以介紹。

全球氣候變暖是全世界矚目和關注的焦點。美國政府認為全球氣候變暖是關乎子孫后代存亡的大事。可是有人會問，在哥本哈根氣候峰會上，美國政府表現為消極的態度，意欲何為？筆者認為這是表面現象，沒有反映出美國真正的意圖，只能說明美國目前在應對全球氣候變暖上沒有做好準備，即相關的能力沒有建立起來。當前控制全球氣候變暖的主要措施是放在減排上，如果迎應這種要求，美國的發展勢必會受到影響，鑒于此，美國沒有在哥本哈根氣候峰會上唱主角。其實美國并沒有放棄對全球氣候變暖主題的主導權，可以從美國下面的兩個戰略得到印證。

美國在積極地實施新的能源戰略和地球氣候全面監測戰略。在應對全球氣候變暖上，實現能源轉型是解決氣候變暖問題的關鍵，地球氣候全面監測是手段。美國一旦在上述兩個戰略上取得成功，就會積極地回到世界舞臺，通過制定有關全球氣候變暖的國際條約，從而達到控制其他國家發展速度的目的。如果中國在這兩個領域上沒有取得突破，將會成為最大的犧牲國。筆者在《國際太空》2009年第4期上發表了題為《由地球氣候變暖引起的對航天發展的新思考》的文章，針對全球氣候變暖，提出了關于加強地球氣候空間監測計劃的建議。今天看來，這些建議與美國今天提出的地球氣候全面監測計劃存在許多相似之處。

美國要成為氣候變化研究的世界先導者。通過地球氣候全面監測戰略的實施，增強美國全球氣候變化監視和預報的能力，重點關注碳排放、地球冰蓋變化的監測，以評價氣候變化及其廣泛影響。為此，制定了一系列的探測計劃，包括“軌道碳觀測”衛星計劃、“國家極軌環境衛星系統”計劃、“寶瓶座”衛星計劃等。這又是一個重大的戰略轉向，其意義難以估計，可能關系到一個國家發展的主導權問題，我們同樣應該高度關注。

X-37B作為一種軌道機動運載工具，同樣可以為地球氣候監測用的極軌衛星提供推進劑補給或其他服務。

2.3 “星座計劃”取消和國際空間站的運行延期意味著什么

小布什政府實施載人重返月球的“星座計劃”，宣布國際空間站將在2016年退役。奧巴馬政府對美國的航天發展戰略進行了全面調整，其中取消了“星座計劃”，并將國際空間站的壽命延長至2020年或之后。如何去看待這些事件？如何去看待國際空間站的作用定位呢？這個問題的厘清對于我國載人工程二期、三期的實施有重要意義。

筆者在2009年第5期《國際太空》雜志上發表了《美國載人重返月球動機之我見》的文章。文章的發表得到了“兩彈一星”功勛專家王希季老院士的肯定，并不吝賜教，給晚輩提出了指導，在此向王老表示由衷的感謝。在文章中，不認同月球水冰存在和月球資源開發之說，駁斥了因美國載人重返月球就意味著地球軌道載人航天終結的說法，提出了國際空間站在開展低成本進入太空和空間應用技術的研究以及組建大型空間應用系統的能力驗證等方面的更大作用。從提升美國國家能力創新的角度，對載人重返月球的動機進行了分析。今天，奧巴馬政府站在能力創新戰略的角度，放棄了載人重返月球的計劃，也印證了筆者文章的某些觀點。除了能力建設之外，載人重返月球的工程價值是什么？可能還需要認真地思考。

國際空間站從20世紀末啟動至今已完成了全面建設工作，開始進入全面運行階段。國際空間站投資如此巨大，所建規模也非常龐大，如果到2016年就停止運行，全面運行只6年左右的時間，那么其主要定位在哪兒？如果國際空間站主要定位在空間能力的建設上，那么就沒有必要如此之大的規模，比較小的規模也能達到空間能力建設的目的。顯然，奧巴馬政府的計劃調整給出了這個問題的答案。近地載人航天仍是人類未來載人航天發展的重心。根據航天戰略的發展目標，美國將會在其他軌道空間建立用于物資保障服務的大型基礎設施。為此，美國需要將圍繞國際空間站已建立的各種空間能力向外延伸，以期將空間能力覆蓋到地球軌道的全空間領域。在向外延伸的過程中，將繼續以國際空間站這個大型平臺為中心，最大程度地發揮國際空間站的效能。隨著載人航天活動向商業公司開放，空間技術的合作與交流將會日益頻繁，在這種需求推動下，國際空間站將成為一個開放的、科學技術研發的“國際空間實驗室”，甚至考慮利用國際空間站開發太空旅行活動。即使國際空間站的可靠性和安全性退化到不能用于載人活動，也可以將國際空間站演變為一個“有效載荷倉儲區”，用于物資保障的服務。X-37B迎應了這種需求，也初見了美國航天未來發展的端倪。

國際空間站的運行延期為我們觀察載人航天的未來發展提供了一個難得的視角，應積極地跟蹤和研究空間站的發展動態，將有助于認真審視載人航天的發展。

2.4 為打造航天飛機的替代飛行器的需要

航天飛機發射失敗的那情景仍歷歷在目，航天飛機每次發射前的可靠性維護任務繁重而使發射工作背負巨大壓力，每次發射的高昂成本使美國NASA的預算不堪重負。自1981年4月12日首次發射“哥倫比亞號”航天飛機以來，航天飛機已運行了近30年，面臨上述壓力，美國不得不做出抉擇：決定將航天飛機的退役推遲到2011年2月。從退役時間的多次變更可以看出美國多有不舍，但這是科學使然。

由于美國航天飛機面臨退役，根據美國與俄羅斯簽訂的合同，在2013年前，美國只好使用俄羅斯的“進步號”與“聯盟號”飛船向國際空間站運送貨物和人員。美國擔心在國際空間站的活動將受制于俄羅斯、載人航天的自主性和領導地位受到威脅，也擔憂俄羅斯將成為國際空間站的新霸主。

航天飛機為美國的載人航天和各種空間能力的建立做出了歷史性貢獻。作為人類第一個可重復使用的載人運載器，在技術上代表了目前載人航天的最高水平，取得的技術成就包括發動機、導航控制、熱防護等重要領域。但又面臨可靠性和發射成本的致命問題，迫使其退出歷史舞臺。

出于上述種種因素，迫使美國研發進入太空的新手段，尤其是低成本進入太空的先進手段。因此，發展X-37B的背后原因也有航天飛機退役的因素。在未來很長的時間里，應該從航天飛機退役的視角去觀察美國太空進入能力的發展。

上述這些事件與 X-37B的發展存在必然的聯系。不應將這些件事件孤立開來，而應把這些事件與 X-37B的發展有機地綜合起來加以分析，就能把X-37B空間飛機的發展動因看個究竟。

3 結論

1）X-37B不是“空天飛機”，也不是全球快速打擊平臺，而是一種具有低成本太空進入能力的空間飛機或飛行試驗驗證器，它的作用定位在空間而不是在空中。通過飛行試驗和試驗驗證，旨在打造一個可重復使用的軌道轉移運載器。

2）美國政府高度重視能力創新戰略和低成本進入太空戰略?？臻g能力創新是美國重大航天計劃的基本要求，能否以低成本進入太空是制約美國航天大發展的瓶頸。美國一直在致力于低成本進入太空能力的建設。在 X-37B飛行試驗中，應該高度關注臨近空間的超音速飛行試驗，可能會影響美國從地球進入太空的發射方式。

3）在美國航天戰略調整中，除了要關注能力創新計劃（如載人登火星計劃）和低成本進入太空的計劃外，特別要關注航天戰略調整的“兩個重心轉向”，因為這兩個轉向具有重大的現實意義。美國在近地軌道航天活動中引入商業公司，旨在建立起規模的太空經濟和近地空間的控制力；加強地球氣候全面監測旨在確立美國在全球氣候變暖控制上的主導權。這兩個重心轉向不僅對美國重要，對其他航天國家的發展同樣重要。在此，呼吁我國航天工作者們應高度重視這兩個重心轉向的未來發展，并采取應對措施。

4）應正確地看待國際空間站運行延期和航天飛機退役這兩個事件，尤其是國際空間站的運行延期。如何去認識國際空間站的作用定位，對于審視載人航天的未來發展有重要意義?！靶亲媱潯钡娜∠馆d人航天的重心又回到近地軌道上。基于中國目前的能力現實，建議中國的載人航天重心放在地球軌道上，做好各種能力的建設，并利用這些能力去把地球軌道上的事做得更好。至于載人登月和載人登火星，它們的工程價值在哪兒？我們不妨用一個比較長的時間尺度去思考這個問題，可能會給出更符合實際的答案。

（References）

[1]王景泉.美國軍用空間飛機發展概述[J].國際太空,2010(5)： 11-16

[2]王景泉.美國航天戰略面臨重大調整與轉向[J].國際太空, 2010(5)： 33-39