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34期四不像图玄机-太空“幻影”:航天飞机中的小不点,美军X-37B是不是太空战机?,美国
2024-06-02 02:55:16
34期四不像图玄机-太空“幻影”:航天飞机中的小不点,美军X-37B是不是太空战机?,美国

自从人类有了意(yi)识开始,广(guang)阔(kuo)的天(tian)空就是(shi)人类渴望征服的领(ling)域。如今人类不仅(jin)仅(jin)征服了天(tian)空,而且也已经同时(shi)进军太空领(ling)域。1981年(nian)4月12日,人类首次正式发(fa)射(she)了"航天(tian)飞机"这是(shi)一种可以(yi)同时(shi)在太空和大气层(ceng)内飞行的载人飞行器。历(li)史上美国曾经总共制造了5架航天(tian)飞机,苏联在冷战时(shi)期也曾经制造了1架"暴风雪"号航天(tian)飞机。不过由于航天(tian)飞机技术复杂,使用危险,因此如今已经完全退出了航空航天(tian)的历(li)史舞台。

航天(tian)飞机,冷战时(shi)期人类太空技术的象征,也是(shi)人类航天(tian)技术的巅峰

在航天(tian)飞机全部(bu)退役后,美国依然没有放弃研制空天(tian)飞机的设想,毕竟和一次性的运载火箭相比,可以(yi)多次重复使用的空天(tian)飞机显然更(geng)加(jia)经济实(shi)用。1999年(nian)7月,美国NASA正式立(li)项开始研制本文(wen)的主角——X-37B型空天(tian)飞机。不过这一计(ji)划从一开始就并非是(shi)纯民(min)用计(ji)划,而是(shi)兼具美国军方背景的一项半军事武器研究计(ji)划。舆(yu)论更(geng)是(shi)给(gei)X-37B起了一个形象的名(ming)称:"太空战斗机"。

X-37项目最早由NASA进行开发(fa),其原意(yi)就是(shi)替(ti)代即将退役的航天(tian)飞机。而后项目被美军接收(shou),为其蒙上神(shen)秘面纱

如今,X-37B型空天(tian)飞机已经开始进行第六次试飞,而在此之前,这架神(shen)秘的空天(tian)飞机曾经连续数年(nian)遨游太空,甚至还一度神(shen)秘"消失"。那(na)么,这架神(shen)秘的飞机到底从何而来(lai),又将去(qu)向何方,所有一切不但(dan)值得我(wo)们关注,同时(shi)美国对于太空军事化(hua)的野心,也值得我(wo)们警惕。

需求的导向作用:美国开发(fa)全新空天(tian)飞机

从技术传(chuan)承性上来(lai)说,X-37B实(shi)际上应该看作是(shi)航天(tian)飞机的下一代发(fa)展型,或者直(zhi)接叫做(zuo)"第二代航天(tian)飞机"。因为其设计(ji)的基本理念和航天(tian)飞机类似,都是(shi)采用兼容(rong)大气层(ceng)内外飞行的气动布(bu)局和设计(ji)模式,而且二者最初的研制目标都是(shi)相同的,就是(shi)要实(shi)现同时(shi)在大气层(ceng)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(tian)飞机对接,也是(shi)太空非军事化(hua)的典(dian)范

从冷战时(shi)代开始,出于美苏争霸的考虑,美国和欧洲都不断加(jia)紧自身的航天(tian)项目发(fa)展。特别(bie)是(shi)在苏联最著名(ming)的"和平"号轨道空间站发(fa)射(she)升空并且正式投入使用后,美国发(fa)现自己在太空站的建设方面已经远远落后于当时(shi)的苏联,因此拉拢欧洲的北(bei)约盟国,共同出资兴(xing)建"阿尔法"国际空间站,这也是(shi)现在国际间太空合作的最初形态。

不过在兴(xing)建"阿尔法"国际空间站时(shi),由于需要向太空输(shu)送大量的人员设备以(yi)及补给(gei)物资,因此以(yi)美国为首的北(bei)约国家必须进行高密度的火箭发(fa)射(she)。根据计(ji)算(suan),如果所有物资都使用一次性运载火箭发(fa)射(she),则(ze)其总计(ji)发(fa)射(she)次数将会超(chao)过一千次,而这些火箭发(fa)射(she)的成本每年(nian)都将会高达上百亿(yi)美元(yuan)(注意(yi),这是(shi)1985年(nian)的上百亿(yi)美元(yuan),而不是(shi)当今的上百亿(yi)——笔者注)。如此高昂的成本促使美国开始寻求全新的廉价(jia)太空运输(shu)方案,而这正是(shi)"空天(tian)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(tian)飞机显然比一次性火箭更(geng)有经济性优

1996年(nian)时(shi)美国NASA提出了Future-X计(ji)划,在这个计(ji)划中,代号为"探(tan)险者"的小型无人空天(tian)飞机,正是(shi)后来(lai)正式定型的X-37B型空天(tian)飞机。从2010年(nian)4月开始,X-37B型无人空天(tian)飞机开始进行试飞活动。仅(jin)在2010年(nian)到2015年(nian),X-37B型空天(tian)飞机总共进行了4次发(fa)射(she),而最后一次,也就是(shi)2015年(nian)5月进行的发(fa)射(she),期间完全处(chu)于保密状态,而X-37B在这段时(shi)间内,在太空中飞行时(shi)间超(chao)过2年(nian)时(shi)间,并且执行完全绝(jue)密的军方任务,这引(yin)起了世界舆(yu)论的普(pu)遍关注。

X37B的首飞任务始于2010年(nian),由Atlas V火箭执行,其整流(liu)罩(zhao)经过改装,以(yi)适应X37B的大小

一直(zhi)以(yi)来(lai),"太空非军事化(hua)"是(shi)全球各国的普(pu)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(zhi)接部(bu)署(shu)核(he)弹头,但(dan)是(shi)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(hua)环境。但(dan)是(shi)如今由于苏联解体,俄(e)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(wei),美国自21世纪以(yi)来(lai),一直(zhi)设法推进太空的军事化(hua)进程。

NASA早期替(ti)代航天(tian)飞机的方案,其大小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)在太空中部(bu)署(shu)各种武器,用于摧毁任何敌(di)对国家或者潜在对手的航天(tian)器,甚至直(zhi)接杀伤对方的航天(tian)员。不仅(jin)如此,太空军事化(hua)的一个重要议题就是(shi)在太空中部(bu)署(shu)战略核(he)弹头。和传(chuan)统的陆基、海基战略核(he)导弹相比,核(he)弹头部(bu)署(shu)在太空中,经常从潜在对手头顶上仅(jin)仅(jin)500~1000千米远的地方掠过,其威慑力远远超(chao)过部(bu)署(shu)在1万千米以(yi)外的战略核(he)导弹。

根据测算(suan),以(yi)美军的"三叉戟II-D5"型潜射(she)战略核(he)导弹为例,该导弹有效射(she)程在11000~12000千米之间,如果从核(he)潜艇上发(fa)射(she)的话,导弹飞行1.1万千米命中目标,总共需要约半个小的时(shi)间,这段时(shi)间足够对方的导弹预警系统发(fa)出警报,并且组织(zhi)最低程度的疏散撤离,而由于苏联早在1970年(nian)代就已经研制成功并部(bu)署(shu)了代号为"橡皮鞋套"的反导系统(俄(e)罗斯继承了这一系统),所以(yi)飞行超(chao)过1万千米的"三叉戟"导弹也有可能干脆就直(zhi)接遭到拦截。

早期的X-37B还尝试过这种奇葩(pa)的发(fa)射(she)方式,用以(yi)测试其无动力滑行姿(zi)态

这种奇怪的飞机被命名(ming)为“白色骑士”,可见其机身上的任务记录(lu)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(bu)署(shu)核(he)弹头的话,则(ze)美国的战略核(he)导弹可以(yi)在距离俄(e)罗斯首都莫斯科仅(jin)仅(jin)1000千米远的地方发(fa)射(she),相当于"三叉戟"导弹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(shi)7.9千米/秒,有这一初始速度加(jia)持,再加(jia)上地球引(yin)力加(jia)速度,核(he)弹头落地速度将会超(chao)出现役所有的远程战略导弹,再加(jia)上飞行距离仅(jin)有传(chuan)统战略核(he)导弹飞行路程的十分之一左右,因此一旦从太空轨道上发(fa)动核(he)打击(ji),留给(gei)对方的反应时(shi)间通常不超(chao)过3分钟。真(zhen)正可以(yi)算(suan)得上是(shi)让敌(di)方毫无防备。

所谓相互毁灭(mie)的核(he)大战,大概就是(shi)上面这个样子

而且从太空中发(fa)射(she)核(he)弹对其他国家发(fa)动核(he)打击(ji),从理论上说具备先发(fa)制人彻底消灭(mie)一个国家全部(bu)核(he)武的可能。因为太空中的卫星可以(yi)有效监视任何国家的陆基战略核(he)武器——无论是(shi)井式发(fa)射(she)还是(shi)车(che)载机动发(fa)射(she),都可以(yi)被有效观测,然后对其进行有针(zhen)对的打击(ji);同时(shi)海军在大洋(yang)上则(ze)可以(yi)跟踪和攻击(ji)对方的战略导弹核(he)潜艇。这样,即使有1~2艘核(he)潜艇"死里逃生",其发(fa)动的核(he)报复也完全可以(yi)被NMD等导弹防御系统加(jia)以(yi)拦截。而且对于美国这样国土面积(ji)同样广(guang)阔(kuo)的国家而言,即使真(zhen)的有十余枚核(he)弹落在其国土上,也不可能把美国"炸回到石器时(shi)代"。因此,太空的武器化(hua)显然对美国有巨大的战略优势。而这,也是(shi)美军积(ji)极推进X-37B项目的关键(jian)所在。

神(shen)秘的太空战机:X-37B

虽然是(shi)"空天(tian)飞机",但(dan)是(shi)X-37B无疑是(shi)目前尺寸最小且重量在最轻的"航天(tian)飞机"。该机全重只(zhi)有大约5吨,长8.8米,高2.9米,翼展为4.6米,体积(ji)尺寸相当于美国第一代航天(tian)飞机的四分之一。X-37B的外形看起来(lai)很像著名(ming)的劳斯莱(lai)斯"幻(huan)影",而且有趣的是(shi),二者的长度刚好相同。而且更(geng)巧(qiao)合的是(shi),X-37B恰(qia)好是(shi)在波音的"幻(huan)影工厂"研制生产而来(lai)。

这是(shi)波音X-40A测试的罕见图片(pian),我(wo)们现在说的X37B就是(shi)由此而来(lai)(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(shi)体积(ji)尺寸并不是(shi)很大

X-37B的发(fa)射(she)方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)飞机自行捆绑一个大型外部(bu)燃料箱,然后在燃料箱旁边再捆绑2个固体火箭助推器的设计(ji)。我(wo)们以(yi)往在美国发(fa)射(she)航天(tian)飞机时(shi),伫立(li)在发(fa)射(she)台中间的并非是(shi)一枚火箭,而是(shi)一个超(chao)大号的外挂(gua)燃料箱,航天(tian)飞机就是(shi)依靠消耗这个燃料箱的燃料,才能够顺利升空。同时(shi)燃料箱两侧还分别(bie)捆绑1枚单级固体火箭助推器,以(yi)增加(jia)航天(tian)飞机的起飞推力。X-37B由于尺寸小,所以(yi)它可以(yi)直(zhi)接由运载火箭发(fa)射(she),只(zhi)需要将其包裹在运载火箭头部(bu)的载荷舱(cang)内即可。在进入太空后,载荷舱(cang)整流(liu)罩(zhao)分离,X-37B自行飞出载荷舱(cang),启(qi)动后开始执行任务。

由于尺寸小,所以(yi)X-37B通常是(shi)整个装入火箭载荷整流(liu)罩(zhao)内,如上图

X-37B是(shi)太空飞机还是(shi)太空战机?这个至今还在争论

实(shi)际上严格来(lai)说,X-37B并不能算(suan)真(zhen)正的"空天(tian)飞机",而更(geng)准确的说法应该是(shi)"太空飞机"。这是(shi)因为X-37B的尺寸过小,特别(bie)是(shi)机翼翼展过小,在大气层(ceng)内飞行时(shi)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(yi)载荷极其有限(xian),所以(yi)也不具备在大气层(ceng)内长距离飞行的能力。该机在使用火箭成功发(fa)射(she)进入太空后,返回时(shi)只(zhi)能依靠滑翔(xiang)降落,不具备自主飞行能力,不过由于该机体积(ji)尺寸小,而且是(shi)无人驾驶太空飞机,所以(yi)这点(dian)缺陷并不算(suan)真(zhen)正的"缺陷"。

图为在太空中拍摄的X37B执行任务,可见其货(huo)仓已打开,机械臂伸(shen)出测试

尽管尺寸体积(ji)不大,但(dan)是(shi)X-37B却(que)有一个和第一代航天(tian)飞机类似的内置货(huo)舱(cang),并且还有一条专(zhuan)门的机械臂,可以(yi)用于抓取卫星或者是(shi)释放卫星。因此X-37B具备在战时(shi)快速补充卫星,同时(shi)捕获(huo)敌(di)方卫星的能力。据猜测货(huo)舱(cang)中如果不携带卫星的话,还可以(yi)用来(lai)携带核(he)弹头,也就是(shi)笔者上面所述的直(zhi)接从太空中对地表目标实(shi)施快速核(he)打击(ji)。而且2014年(nian)X-37B的第三次试飞,就是(shi)执行"绝(jue)密任务",这架X-37B型太空飞机在太空中消失了650多天(tian)。如果真(zhen)的搭载核(he)弹头对任何国家实(shi)施突袭的话,想必没有谁真(zhen)的能挡住(zhu)。

X-37B采用了美国第一代航天(tian)飞机一样的设计(ji),带有大型内置货(huo)舱(cang),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器。这是(shi)由于太空中没有大气,不存在风雨雷电等影响激光射(she)程和功率(lu)的自然气候现象。所以(yi)激光在太空中的威力不会削减(jian),而射(she)程反而更(geng)远。如果美军为X-37B装备上激光武器,则(ze)该机就可以(yi)直(zhi)接远程击(ji)毁敌(di)国卫星。一旦这样的情(qing)况发(fa)生,那(na)将意(yi)味着太空已经完全军事化(hua)。

反卫星、光能传(chuan)输(shu),这些都是(shi)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(fa)动机。这是(shi)一种奇特的推进装置。因为我(wo)们传(chuan)统意(yi)义上的化(hua)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(yi)思是(shi)火箭发(fa)动机要做(zuo)功,就必须消耗物质。而离子发(fa)动机则(ze)是(shi)一种神(shen)奇的"无功质火箭",因为离子发(fa)动机是(shi)通过极高的电压给(gei)电子"充能"然后让电子高速从发(fa)动机中喷出,进而产生反作用力。而电子由于是(shi)自然界自然存在的,其过程非常类似于喷气式发(fa)动机,只(zhi)不过离子发(fa)动机喷出的不是(shi)高速燃气,而是(shi)高压电子。

美军研制的光伏射(she)频模块,可将光能转化(hua)为微(wei)波传(chuan)输(shu),也可专(zhuan)为动力输(shu)出,美军或借此实(shi)现太空能量远距离传(chuan)输(shu)

由于只(zhi)消耗能量,不消耗物质,所以(yi)离子火箭发(fa)动机也被称为"无工质火箭",和上面的模块结合,就能无限(xian)续航

相比于传(chuan)统化(hua)学火箭发(fa)动机,离子发(fa)动机的推力非常小,所以(yi)通常情(qing)况下都是(shi)使用化(hua)学火箭将航天(tian)器送入太空,然后再用离子发(fa)动机给(gei)航天(tian)不断加(jia)速。而离子发(fa)动机最大的特点(dian)在于——尽管推力小到可怜,但(dan)是(shi)离子发(fa)动机却(que)可以(yi)无上限(xian)加(jia)速。因此,装备离子发(fa)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(yi)思的细节:X37B的发(fa)动机喷口,不在正中,而是(shi)在右侧。为何这样设计(ji)?还是(shi)不得而知

有人计(ji)算(suan)过,采用化(hua)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(dan)是(shi)如果使用离子发(fa)动机火箭的话,仅(jin)需要2~4周时(shi)间。这是(shi)因为离子火箭可以(yi)不停的加(jia)速,虽然最开始时(shi)很慢但(dan)是(shi)会随着时(shi)间的推移,其速度累积(ji)将会非常惊人。而这种离子发(fa)动机一旦装备在X-37B上,则(ze)该机将会完全实(shi)现1小时(shi)打遍全球的战术需要。

美军目前最神(shen)秘的X-37B飞机,有理由相信,"太空军事化(hua)"的始作俑者,就是(shi)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(bu)署(shu)来(lai)看,美国正在稳步推进太空军事化(hua)的进程,而且目前的X-37B已经基本成熟,随时(shi)可以(yi)搭载美国空军的战略核(he)弹头,还可以(yi)搭载全新的激光武器,并且安装离子火箭发(fa)动机。这已经是(shi)赤裸裸的太空军事化(hua)进程,必须引(yin)起世界各国足够的重视和警惕。

X-37B细节图片(pian),其隔热瓦排布(bu)十分整齐,做(zuo)工优良(liang)

中国同类型发(fa)展情(qing)况:“神(shen)龙”与离子发(fa)动机,我(wo)们都有

实(shi)际上我(wo)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(xi)很少,但(dan)是(shi)这架被命名(ming)为"神(shen)龙"的空天(tian)飞机不但(dan)存在,而且还有过短暂的曝光。根据公开的消息(xi),"神(shen)龙"已经完成了全部(bu)飞行测试,但(dan)是(shi)是(shi)否和X-37B一样进行过太空部(bu)署(shu),目前尚不可知,不过就整个项目的进展而言,不上太空实(shi)在有些说不过去(qu)。

代号"神(shen)龙"的我(wo)国自研太空飞机,正在进行大气层(ceng)内测试,应该为滑翔(xiang)测试

根据网友猜测画出的“中国版”X-37B想象图

不仅(jin)是(shi)太空飞机,根据国外媒体的报道,实(shi)际上我(wo)国在离子发(fa)动机方面也处(chu)于世界领(ling)先地位(wei)。2018年(nian)1月时(shi),俄(e)罗斯卫星通讯社(she)曾经发(fa)文(wen)称,我(wo)国已经研制出全新一代的离子火箭发(fa)动机,这种新式火箭发(fa)动机的最大加(jia)速度可达39千米/秒。结合我(wo)国目前正在制定的探(tan)索月球和火星的太空计(ji)划而言,西方国家普(pu)遍认为,我(wo)国将会是(shi)第一个开启(qi)有人驾驶飞船探(tan)测火星的国家。而加(jia)大对于太空飞行器和飞行技术的广(guang)泛探(tan)索,是(shi)对抗美国不断扩大的太空军事化(hua)进程唯一有效的方式,因为依照美国人的思维"打不赢的敌(di)人,就是(shi)朋友"。

另外,中国离子火箭发(fa)动机也正在研制,2019年(nian)已获(huo)得突破

"国虽大,好战必亡,忘战必危!"这是(shi)我(wo)们的老祖宗在2000多年(nian)前为我(wo)们留下的古(gu)训。即使在今天(tian),要想要确保自己的和平与安全,就必须仗剑扶犁,止戈为武。

版权号:18172771662813
 
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