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自从人(ren)类有了意(yi)识(shi)开始(shi),广阔的天(tian)空(kong)就是人(ren)类渴望征服的领域(yu)。如今人(ren)类不仅(jin)仅(jin)征服了天(tian)空(kong),而且(qie)也已经同时进军太空(kong)领域(yu)。1981年4月(yue)12日,人(ren)类首次正式发射了"航天(tian)飞机"这是一种可以同时在太空(kong)和大气层内飞行的载人(ren)飞行器。历史上美国曾(ceng)经总共制造了5架航天(tian)飞机,苏(su)联在冷战时期也曾(ceng)经制造了1架"暴风雪(xue)"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(ci)如今已经完(wan)全(quan)退出了航空(kong)航天(tian)的历史舞台。
航天(tian)飞机,冷战时期人(ren)类太空(kong)技术的象征,也是人(ren)类航天(tian)技术的巅峰
在航天(tian)飞机全(quan)部退役后,美国依然没有放弃(qi)研制空(kong)天(tian)飞机的设想,毕(bi)竟和一次性(xing)的运(yun)载火箭相比,可以多次重复使用的空(kong)天(tian)飞机显然更加经济实用。1999年7月(yue),美国NASA正式立项开始(shi)研制本文的主角——X-37B型空(kong)天(tian)飞机。不过这一计(ji)划(hua)从一开始(shi)就并非是纯民用计(ji)划(hua),而是兼具美国军方背景的一项半军事武器研究计(ji)划(hua)。舆(yu)论更是给X-37B起了一个形象的名称:"太空(kong)战斗机"。
X-37项目最(zui)早(zao)由NASA进行开发,其原意(yi)就是替代即将(jiang)退役的航天(tian)飞机。而后项目被美军接收(shou),为其蒙上神秘面纱
如今,X-37B型空(kong)天(tian)飞机已经开始(shi)进行第六次试飞,而在此(ci)之前,这架神秘的空(kong)天(tian)飞机曾(ceng)经连续数年遨游(you)太空(kong),甚至还一度神秘"消失"。那么,这架神秘的飞机到底(di)从何而来,又将(jiang)去向何方,所有一切不但值得(de)我们关注,同时美国对(dui)于太空(kong)军事化的野心,也值得(de)我们警惕。
需求的导向作用:美国开发全(quan)新空(kong)天(tian)飞机
从技术传承性(xing)上来说,X-37B实际上应该看(kan)作是航天(tian)飞机的下一代发展型,或(huo)者直接叫做"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,都是采用兼容大气层内外飞行的气动布(bu)局和设计(ji)模式,而且(qie)二者最(zui)初的研制目标都是相同的,就是要(yao)实现同时在大气层内外的飞行。
人(ren)类太空(kong)技术的标志:苏(su)联的和平(ping)号太空(kong)站和美国的航天(tian)飞机对(dui)接,也是太空(kong)非军事化的典范
从冷战时代开始(shi),出于美苏(su)争霸的考虑,美国和欧洲都不断加紧自身的航天(tian)项目发展。特别是在苏(su)联最(zui)著名的"和平(ping)"号轨道(dao)空(kong)间(jian)站发射升(sheng)空(kong)并且(qie)正式投入使用后,美国发现自己在太空(kong)站的建设方面已经远远落后于当时的苏(su)联,因此(ci)拉拢欧洲的北约盟国,共同出资兴建"阿尔(er)法(fa)"国际空(kong)间(jian)站,这也是现在国际间(jian)太空(kong)合作的最(zui)初形态。
不过在兴建"阿尔(er)法(fa)"国际空(kong)间(jian)站时,由于需要(yao)向太空(kong)输送大量(liang)的人(ren)员设备以及补给物资,因此(ci)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(ji)算,如果所有物资都使用一次性(xing)运(yun)载火箭发射,则其总计(ji)发射次数将(jiang)会超过一千次,而这些火箭发射的成(cheng)本每年都将(jiang)会高达上百亿美元(注意(yi),这是1985年的上百亿美元,而不是当今的上百亿——笔者注)。如此(ci)高昂的成(cheng)本促(cu)使美国开始(shi)寻(xun)求全(quan)新的廉价太空(kong)运(yun)输方案,而这正是"空(kong)天(tian)飞机"项目最(zui)初产生的原动力。
建造巨大的太空(kong)站,需要(yao)把大量(liang)的各种物资运(yun)往太空(kong),而空(kong)天(tian)飞机显然比一次性(xing)火箭更有经济性(xing)优
1996年时美国NASA提出了Future-X计(ji)划(hua),在这个计(ji)划(hua)中,代号为"探险者"的小(xiao)型无人(ren)空(kong)天(tian)飞机,正是后来正式定型的X-37B型空(kong)天(tian)飞机。从2010年4月(yue)开始(shi),X-37B型无人(ren)空(kong)天(tian)飞机开始(shi)进行试飞活动。仅(jin)在2010年到2015年,X-37B型空(kong)天(tian)飞机总共进行了4次发射,而最(zui)后一次,也就是2015年5月(yue)进行的发射,期间(jian)完(wan)全(quan)处于保密状态,而X-37B在这段时间(jian)内,在太空(kong)中飞行时间(jian)超过2年时间(jian),并且(qie)执行完(wan)全(quan)绝密的军方任务,这引起了世(shi)界舆(yu)论的普遍关注。
X37B的首飞任务始(shi)于2010年,由Atlas V火箭执行,其整流罩经过改装(zhuang),以适应X37B的大小(xiao)
一直以来,"太空(kong)非军事化"是全(quan)球各国的普遍共识(shi)。即使在美苏(su)冷战的最(zui)高峰,尽管双(shuang)方都曾(ceng)经考虑过在太空(kong)直接部署核(he)弹头,但是最(zui)终由于种种因素的牵制作用,太空(kong)反而保持了长期的非军事化环境。但是如今由于苏(su)联解体,俄罗斯国力衰弱,已经无法(fa)和美国对(dui)抗,为了持续巩固霸权地位,美国自21世(shi)纪以来,一直设法(fa)推(tui)进太空(kong)的军事化进程。
NASA早(zao)期替代航天(tian)飞机的方案,其大小(xiao)并没有比原有的航天(tian)飞机小(xiao)多少
所谓太空(kong)军事化的核(he)心,就是在太空(kong)中部署各种武器,用于摧毁任何敌对(dui)国家或(huo)者潜(qian)在对(dui)手的航天(tian)器,甚至直接杀伤对(dui)方的航天(tian)员。不仅(jin)如此(ci),太空(kong)军事化的一个重要(yao)议题就是在太空(kong)中部署战略核(he)弹头。和传统的陆基、海基战略核(he)导弹相比,核(he)弹头部署在太空(kong)中,经常从潜(qian)在对(dui)手头顶上仅(jin)仅(jin)500~1000千米远的地方掠过,其威慑力远远超过部署在1万千米以外的战略核(he)导弹。
根据测算,以美军的"三叉戟II-D5"型潜(qian)射战略核(he)导弹为例,该导弹有效射程在11000~12000千米之间(jian),如果从核(he)潜(qian)艇上发射的话,导弹飞行1.1万千米命中目标,总共需要(yao)约半个小(xiao)的时间(jian),这段时间(jian)足够对(dui)方的导弹预警系统发出警报,并且(qie)组织最(zui)低(di)程度的疏散撤离,而由于苏(su)联早(zao)在1970年代就已经研制成(cheng)功并部署了代号为"橡皮鞋套"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"导弹也有可能干脆就直接遭到拦截。
早(zao)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“白色骑士”,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(kong)轨道(dao)上部署核(he)弹头的话,则美国的战略核(he)导弹可以在距(ju)离俄罗斯首都莫斯科仅(jin)仅(jin)1000千米远的地方发射,相当于"三叉戟"导弹飞行距(ju)离的十(shi)分之一不到,而且(qie)由于太空(kong)飞行物本身初始(shi)速度就要(yao)满足第一宇(yu)宙速度,也就是7.9千米/秒,有这一初始(shi)速度加持,再加上地球引力加速度,核(he)弹头落地速度将(jiang)会超出现役所有的远程战略导弹,再加上飞行距(ju)离仅(jin)有传统战略核(he)导弹飞行路程的十(shi)分之一左右,因此(ci)一旦从太空(kong)轨道(dao)上发动核(he)打击,留给对(dui)方的反应时间(jian)通常不超过3分钟。真正可以算得(de)上是让敌方毫无防备。
所谓相互毁灭的核(he)大战,大概就是上面这个样子
而且(qie)从太空(kong)中发射核(he)弹对(dui)其他国家发动核(he)打击,从理论上说具备先发制人(ren)彻底(di)消灭一个国家全(quan)部核(he)武的可能。因为太空(kong)中的卫星可以有效监视任何国家的陆基战略核(he)武器——无论是井(jing)式发射还是车载机动发射,都可以被有效观测,然后对(dui)其进行有针对(dui)的打击;同时海军在大洋上则可以跟踪(zong)和攻击对(dui)方的战略导弹核(he)潜(qian)艇。这样,即使有1~2艘核(he)潜(qian)艇"死里逃生",其发动的核(he)报复也完(wan)全(quan)可以被NMD等导弹防御系统加以拦截。而且(qie)对(dui)于美国这样国土面积同样广阔的国家而言,即使真的有十(shi)余枚核(he)弹落在其国土上,也不可能把美国"炸回到石器时代"。因此(ci),太空(kong)的武器化显然对(dui)美国有巨大的战略优势。而这,也是美军积极推(tui)进X-37B项目的关键所在。
神秘的太空(kong)战机:X-37B
虽然是"空(kong)天(tian)飞机",但是X-37B无疑(yi)是目前尺(chi)寸最(zui)小(xiao)且(qie)重量(liang)在最(zui)轻的"航天(tian)飞机"。该机全(quan)重只有大约5吨,长8.8米,高2.9米,翼展为4.6米,体积尺(chi)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(kan)起来很(hen)像著名的劳斯莱斯"幻影(ying)",而且(qie)有趣的是,二者的长度刚好相同。而且(qie)更巧合的是,X-37B恰好是在波音的"幻影(ying)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(ci)而来(比例120%放大)
执行任务成(cheng)功返航的X-37B太空(kong)飞机,和旁边的工作人(ren)员一比,确实体积尺(chi)寸并不是很(hen)大
X-37B的发射方式和美苏(su)的第一代航天(tian)飞机有所不同。美苏(su)的第一代航天(tian)飞机都采用了航天(tian)飞机自行捆(kun)绑一个大型外部燃料箱(xiang),然后在燃料箱(xiang)旁边再捆(kun)绑2个固体火箭助推(tui)器的设计(ji)。我们以往在美国发射航天(tian)飞机时,伫立在发射台中间(jian)的并非是一枚火箭,而是一个超大号的外挂燃料箱(xiang),航天(tian)飞机就是依靠(kao)消耗(hao)这个燃料箱(xiang)的燃料,才能够顺利升(sheng)空(kong)。同时燃料箱(xiang)两侧还分别捆(kun)绑1枚单级固体火箭助推(tui)器,以增加航天(tian)飞机的起飞推(tui)力。X-37B由于尺(chi)寸小(xiao),所以它(ta)可以直接由运(yun)载火箭发射,只需要(yao)将(jiang)其包裹在运(yun)载火箭头部的载荷舱内即可。在进入太空(kong)后,载荷舱整流罩分离,X-37B自行飞出载荷舱,启动后开始(shi)执行任务。
由于尺(chi)寸小(xiao),所以X-37B通常是整个装(zhuang)入火箭载荷整流罩内,如上图
X-37B是太空(kong)飞机还是太空(kong)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(kong)天(tian)飞机",而更准确的说法(fa)应该是"太空(kong)飞机"。这是因为X-37B的尺(chi)寸过小(xiao),特别是机翼翼展过小(xiao),在大气层内飞行时无法(fa)产生足够的升(sheng)力让飞机正常飞行,而且(qie)由于飞机尺(chi)寸小(xiao),所以载荷极其有限,所以也不具备在大气层内长距(ju)离飞行的能力。该机在使用火箭成(cheng)功发射进入太空(kong)后,返回时只能依靠(kao)滑翔降(jiang)落,不具备自主飞行能力,不过由于该机体积尺(chi)寸小(xiao),而且(qie)是无人(ren)驾(jia)驶太空(kong)飞机,所以这点缺陷并不算真正的"缺陷"。
图为在太空(kong)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(chi)寸体积不大,但是X-37B却有一个和第一代航天(tian)飞机类似的内置货舱,并且(qie)还有一条专门(men)的机械臂,可以用于抓取卫星或(huo)者是释放卫星。因此(ci)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(he)弹头,也就是笔者上面所述的直接从太空(kong)中对(dui)地表目标实施快速核(he)打击。而且(qie)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(kong)飞机在太空(kong)中消失了650多天(tian)。如果真的搭载核(he)弹头对(dui)任何国家实施突袭的话,想必没有谁真的能挡住。
X-37B采用了美国第一代航天(tian)飞机一样的设计(ji),带有大型内置货舱,并且(qie)有一台机械臂
除了上述这些装(zhuang)备外,美国还在为X-37B研制全(quan)新的轻型激光武器。这是由于太空(kong)中没有大气,不存在风雨雷电等影(ying)响激光射程和功率的自然气候现象。所以激光在太空(kong)中的威力不会削减,而射程反而更远。如果美军为X-37B装(zhuang)备上激光武器,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(jiang)意(yi)味着太空(kong)已经完(wan)全(quan)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(quan)新的离子火箭发动机。这是一种奇特的推(tui)进装(zhuang)置。因为我们传统意(yi)义上的化学火箭都需要(yao)消耗(hao)能源并利用高速喷出的燃气产生反作用力推(tui)动火箭运(yun)行,这种火箭通常称之为"功质(zhi)火箭",意(yi)思(si)是火箭发动机要(yao)做功,就必须消耗(hao)物质(zhi)。而离子发动机则是一种神奇的"无功质(zhi)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(jiang)光能转化为微(wei)波传输,也可专为动力输出,美军或(huo)借此(ci)实现太空(kong)能量(liang)远距(ju)离传输
由于只消耗(hao)能量(liang),不消耗(hao)物质(zhi),所以离子火箭发动机也被称为"无工质(zhi)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(tui)力非常小(xiao),所以通常情况下都是使用化学火箭将(jiang)航天(tian)器送入太空(kong),然后再用离子发动机给航天(tian)不断加速。而离子发动机最(zui)大的特点在于——尽管推(tui)力小(xiao)到可怜,但是离子发动机却可以无上限加速。因此(ci),装(zhuang)备离子发动机的飞船有望成(cheng)为人(ren)类第一种具备行星间(jian)飞行能力的飞船。
一个有意(yi)思(si)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(ji)?还是不得(de)而知
有人(ren)计(ji)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(zui)短大约需要(yao)7个月(yue);但是如果使用离子发动机火箭的话,仅(jin)需要(yao)2~4周时间(jian)。这是因为离子火箭可以不停的加速,虽然最(zui)开始(shi)时很(hen)慢但是会随着时间(jian)的推(tui)移,其速度累积将(jiang)会非常惊人(ren)。而这种离子发动机一旦装(zhuang)备在X-37B上,则该机将(jiang)会完(wan)全(quan)实现1小(xiao)时打遍全(quan)球的战术需要(yao)。
美军目前最(zui)神秘的X-37B飞机,有理由相信,"太空(kong)军事化"的始(shi)作俑(yong)者,就是这个看(kan)似玩(wan)具的东西
随着X-37B的研制成(cheng)功,并且(qie)连续长期太空(kong)部署来看(kan),美国正在稳步推(tui)进太空(kong)军事化的进程,而且(qie)目前的X-37B已经基本成(cheng)熟,随时可以搭载美国空(kong)军的战略核(he)弹头,还可以搭载全(quan)新的激光武器,并且(qie)安装(zhuang)离子火箭发动机。这已经是赤裸裸的太空(kong)军事化进程,必须引起世(shi)界各国足够的重视和警惕。
X-37B细节图片,其隔(ge)热瓦排布(bu)十(shi)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(zao)在本世(shi)纪初就测试过中国版X-37B太空(kong)飞机。尽管外界信息很(hen)少,但是这架被命名为"神龙"的空(kong)天(tian)飞机不但存在,而且(qie)还有过短暂的曝光。根据公(gong)开的消息,"神龙"已经完(wan)成(cheng)了全(quan)部飞行测试,但是是否(fou)和X-37B一样进行过太空(kong)部署,目前尚不可知,不过就整个项目的进展而言,不上太空(kong)实在有些说不过去。
代号"神龙"的我国自研太空(kong)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(jin)是太空(kong)飞机,根据国外媒(mei)体的报道(dao),实际上我国在离子发动机方面也处于世(shi)界领先地位。2018年1月(yue)时,俄罗斯卫星通讯社曾(ceng)经发文称,我国已经研制出全(quan)新一代的离子火箭发动机,这种新式火箭发动机的最(zui)大加速度可达39千米/秒。结合我国目前正在制定的探索月(yue)球和火星的太空(kong)计(ji)划(hua)而言,西方国家普遍认为,我国将(jiang)会是第一个开启有人(ren)驾(jia)驶飞船探测火星的国家。而加大对(dui)于太空(kong)飞行器和飞行技术的广泛(fan)探索,是对(dui)抗美国不断扩大的太空(kong)军事化进程唯一有效的方式,因为依照美国人(ren)的思(si)维"打不赢的敌人(ren),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(de)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(tian),要(yao)想要(yao)确保自己的和平(ping)与安全(quan),就必须仗剑扶犁,止戈为武。