X－37B歸來引發(fā)猜想

北京時間2012年6月16日20時48分，美國第2架X－37B軌道試驗飛行器(OTV－2)完成在軌469天的飛行試驗后，降落在范登堡空軍基地，標志著美軍小型無人可重復(fù)使用航天器技術(shù)取得重要進展。截至目前，美空軍對該項目仍嚴格保密，未披露OTV－2％行試驗的詳細信息。

飛行試驗情況

X－37B是繼航天飛機之后又一新的帶翼航天器，主要目的是進行可重復(fù)航天運載技術(shù)的空間飛行試驗研究，以降低研制風(fēng)險和探索作戰(zhàn)概念。X－37項目于1999年啟動，由美國家航空航天局(NASA)與美空軍聯(lián)合實施。2004年，由于美國提出“重返月球”計劃，NASA終止X－37項目，將其移交到國防高級研究計劃局(DARPA)。2006年，美空軍接管X－37項目，提出研制X－37B軌道試驗飛行器。X－37B項目由美空軍快速能力辦公室負責(zé)，主承包商為波音公司。X－37B高約2.9米，長約8.8米，翼展4.5米，質(zhì)量為4989.5千克，可攜帶約227千克的有效載荷。

2010年4月23日～12月3日，美空軍進行了為期224天的第一架X－37B軌道試驗飛行器(OTV－1)飛行試驗，驗證的關(guān)鍵技術(shù)有輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、防熱材料、自主返回和進場著陸等。

OTV－2于北京時間2011年3月5日從美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空。OTV－2任務(wù)重點是驗證飛行器自身的性能。X－37B采用自動駕駛與導(dǎo)航模式，可長期在空間部署。有報道稱，OTV－2可能攜帶新的太陽能帆板以進一步增加在軌時間。此外，使用鋰離子可充電電池也可有效增加OTV－2在軌時間。此次OTV－2實際在軌時間469天，大大超出其設(shè)計的270天的工作時間，是OTV－1在軌運行時間(224天)的1倍多，以研究長期在軌對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和載荷造成的影響。

據(jù)報道，OTV－2進行了兩次軌道機動。第一次是在2011年3月入軌后調(diào)整軌道面和軌道高度；第二次是在2011年6～8月進行軌道抬升。與OTV－1的長期停留軌道(傾角為39.99°，周期約92.74分鐘，近地點約400千米，遠地點約418千米)相比，OTV－2的長期停留軌道(傾角為42.8°，周期約91.11分鐘，近地點約321千米，遠地點約337千米)，其軌道傾角大、軌道周期短、軌道高度低。有報道稱其主要飛經(jīng)伊朗、朝鮮等敏感地區(qū)上空，因此認為OTV－2上搭載有秘密的偵察載荷。

OTV－2重點驗證的關(guān)鍵技術(shù)

OTV－2在技術(shù)上與OTV－1一脈相承，但太陽能帆板及攜帶載荷等方面有所變化，此次試驗重點驗證以下關(guān)鍵技術(shù)：先進材料／結(jié)構(gòu)與熱防護系統(tǒng)技術(shù)

X－37B的熱防護系統(tǒng)由第三、四代熱防護瓦和熱防護毯組成，美軍要求其耐久性比航天飛機所用第一、二代材料要高10倍，密度減至1／4，成本降至1／100，制備周期縮短至1／6(2個月)。波音公司首席工程師阿瑟·格蘭茲爾稱，X－37B在材料／結(jié)構(gòu)與熱防護系統(tǒng)方面采用了多項新技術(shù)，其中強化單體纖維抗氧化陶瓷、共形可重復(fù)使用防熱絕緣材料、可重復(fù)使用絕緣瓷瓦、新型復(fù)合碳材料等四種材料是第一次應(yīng)用在此類軌道載人飛行器上。OTV－1試驗結(jié)束后發(fā)現(xiàn)，其熱防護瓦和機體雖因空間碎片撞擊出現(xiàn)7處凹坑，但其防熱瓦和防護材料基本有效。由于X－37B材料／結(jié)構(gòu)與熱防護系統(tǒng)采用了新的技術(shù)，因此在OTV－2試驗中仍進行了重點驗證。

軌道機動技術(shù)

OTV－1在試驗中實現(xiàn)了多次機動變軌，但都處于同一軌道面上。OTV－1返回后，美空軍發(fā)言人稱“X－37B是美軍空間操作能力的巨大進步。”O(jiān)TV－2進行了調(diào)整軌道傾角、軌道面抬升的軌道機動，并實施了長時間的軌道維持，進一步驗證了其在軌機動能力。

自主進場、著陸技術(shù)

OTV－1在自主進場、著陸過程中雖然左側(cè)主著陸輪胎爆裂卻未偏離航向，而是安全降落在跑道的中心線上，成功驗證了其自主進場、著陸技術(shù)。但其對進場著陸的條件限制非常嚴格，因此美軍特意將著陸時間選在夜間，以避免側(cè)風(fēng)的影響。OTV－2再次驗證了自主進場與著陸技術(shù)，此前美國空軍快速能力辦公室X－37B項目主管曾稱，OTV－2可能根據(jù)天氣情況進行高速側(cè)風(fēng)條件下的進場與著陸試驗，用以檢驗在極端天氣條件下的著陸能力。但從目前掌握的情況看，美軍并未開展極端天氣下的著陸試驗。為避免著陸時再次發(fā)生OTV－1的爆胎現(xiàn)象，美空軍將OTV－2的主起落裝置胎壓降低15％，以更好地適應(yīng)范登堡空軍基地跑道著陸要求。

新型太陽能帆板技術(shù)

X－37B項目經(jīng)理特洛伊·吉思稱OTV－2飛行試驗?zāi)康闹皇球炞C飛行器太陽能帆板系統(tǒng)的性能。波音公司在X－37B成為秘密項目前，曾為此太陽能帆板申請專利。新帆板可快速折疊和裝載，便于飛行器軌道機動，且折疊后總體積僅0.2立方米，占用載荷艙空間小。

有效載荷技術(shù)

美軍對OTV－2攜帶的載荷嚴格保密。此次試驗其軌道高度比OTV－1低約80千米，入軌后就停留在傾角約為42。的近地圓形軌道，且長期在同一軌道運行，時間長達幾個月，每隔幾天就會重復(fù)經(jīng)過某個地點，具有驗證搭載成像偵察載荷效果的明顯特征。專家推測其可能是在測試國家偵察局的新型偵察載荷。此外，OTV－2還有可能搭載機械臂裝置實施空間操作。

自主導(dǎo)航與控制技術(shù)

自主導(dǎo)航與控制技術(shù)是重復(fù)使用空間飛行器、空間作戰(zhàn)飛行器與高超聲速飛行器的核心技術(shù)，也是X－37B重點驗證的技術(shù)之一。X－37B采用具有極強穩(wěn)健性和自適應(yīng)性的先進制導(dǎo)與控制算法，并首次使用全電飛行控制和減速系統(tǒng)，而不是傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)。

幾點看法

試驗成功有助于x－37B的繼續(xù)發(fā)展

目前X－37B規(guī)劃中的2次飛行試驗已完成，對于項目的后續(xù)發(fā)展，美軍方并沒有給出明確的安排，但NASA、波音公司等機構(gòu)正在考慮其后續(xù)發(fā)展。

美空軍已轉(zhuǎn)變其早期擬撤銷X－37B的考慮。2011年9月20日，空軍航天司令部司令謝爾頓稱，航天司令部并不需要備受關(guān)注、但真實用途不明確的X－37B，在預(yù)算緊張的情況下，可能會在適當時候討論撤銷對X－37B的經(jīng)費支持。但到2012年4月，謝爾頓的觀點有所轉(zhuǎn)變，他稱美空軍目前尚無增加X－37B數(shù)量的計劃，但同時稱發(fā)展X－37B是一個很好的戰(zhàn)略性國家安全決策。這表明，在兩次試驗成功的背景下，X－37B面臨的預(yù)算問題趨于緩解。美國已提出在2012年10月利用首飛的OTV－1開展X－37B第三次飛行試驗，以進一步驗證其可重復(fù)使用性能。

波音公司提出發(fā)展更大尺寸的X－37C，向國際空間站和其他低地球軌道目的地運送貨物和乘員。第一階段將驗證飛行器飛往國際空間站的能力；第二階段將研制按165％的比例放大的飛行器(約14.3米長)，為國際空間站運送更大的備件；第三階段將實現(xiàn)載人飛行，運送5～7名乘員。

試驗日的仍是驗證空間機動飛行器技術(shù)和作戰(zhàn)概念

X－37B第二次發(fā)射升空后，美軍隨即對其進入新聞封鎖期，對試驗情況嚴格保密。綜合相關(guān)信息來看，此次試驗延續(xù)了第一次飛行試驗的任務(wù)，主要試驗?zāi)康模阂皇沁M一步驗證空間機動飛行器自身的關(guān)鍵技術(shù)。包括新型材料、結(jié)構(gòu)、熱防護系統(tǒng)、太陽能電力系統(tǒng)，以及飛行器對空間環(huán)境的適應(yīng)性等。二是驗證有效載荷技術(shù)。X－37B可搭載先進的空間偵聽和偵察探測裝置，既能對此類裝置的性能進行試驗，也可對重要目標進行實際偵聽和探測，還可搭載空間科學(xué)研究載荷進行空間科學(xué)研究和空間環(huán)境研究。三是驗證空間機動飛行器的作戰(zhàn)概念。X－37B的飛行試驗由美空軍航天司令部第3空間試驗中隊指揮操控，該中隊是美空軍唯一承擔(dān)空間作戰(zhàn)概念研究任務(wù)的部隊。通過操控X－37B，美軍可積累空間機動飛行器使用經(jīng)驗，進一步明確戰(zhàn)技指標要求，完善作戰(zhàn)概念和模式。從目前披露的情況看，此次試驗基本達到了預(yù)期效果。

X－37B將為未來空間控制、天對地打擊等軍事應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)

未來在X－37B基礎(chǔ)上發(fā)展的空間飛行器，可攜帶機械臂、電子干擾、動能彈頭等載荷進行大范圍機動，靠近敵方重要航天器，實施偵測、干擾、硬殺傷甚至捕獲回收，能顯著增強美軍控制空間的能力；也可攜帶小型動能武器等載荷，實施天對地的全球快速精確打擊，為美國在削減核武器的同時繼續(xù)保持其全球威懾與實戰(zhàn)能力提供一種新型戰(zhàn)略打擊手段。雖然美空軍部長助理佩頓稱X－37B不是空間武器，但通過分析其性能特點可以看出，X－37B及在其基礎(chǔ)上發(fā)展的飛行器具有廣闊的軍事應(yīng)用前景。美空軍航天司令部司令謝爾頓上將稱該系統(tǒng)“能改變戰(zhàn)局”。

X－37B將進一步加劇各國對空間的爭奪

X－37B的持續(xù)發(fā)展可能打破世界空間安全戰(zhàn)略格局，進一步加快空間武器化進程，使空間軍備競賽更趨激烈。X－37B的試驗表明美國在空間武器化方面已先行一步，取得技術(shù)優(yōu)勢地位，征世界空間安全戰(zhàn)略博弈中搶占了先機。俄羅斯、歐空局等紛紛表示要加快空間技術(shù)研發(fā)進度。據(jù)《連線》雜志報道，俄正發(fā)展一種小型、機動性強的可重復(fù)使用空天飛機，以應(yīng)對美X－37B。