□ 竺士偉

X-37B的清晰近照

X-37B的第二次飛行試驗(yàn)已經(jīng)接近尾聲。2010年4月22日美國空軍的X-37B軌道試驗(yàn)飛行器一飛沖天，伴隨著世人對太空軍事化的深度憂慮，世界各國媒體的反響可謂一石激起千層浪。一方面是各國媒體過度解讀和美國軍方低調(diào)回應(yīng)的反差，為這個(gè)不透明的項(xiàng)目增添了濃重的神秘色彩；另一方面則是熱評與冷議交織，為世人展示了近年來太空武器化最為撲朔迷離的一幕。

熱評之一：可復(fù)用航天的接力棒

1981年成功首飛的航天飛機(jī)開創(chuàng)了部分可復(fù)用航天的先河，也激發(fā)了世界各國對可復(fù)用航天的向往和熱情，三十年來各種方案和計(jì)劃可謂層出不窮。但是除了與美國的航天飛機(jī)極其相似的蘇聯(lián)的“暴風(fēng)雪”號于1988年進(jìn)行了第一次也是最后一次無人軌道試驗(yàn)飛行之外，直至2010年之前沒有一個(gè)可復(fù)用航天的項(xiàng)目計(jì)劃，真正跨越過軌道飛行試驗(yàn)的門檻。因此，可復(fù)用作為航天可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)戰(zhàn)略，迫切需要在后航天飛機(jī)時(shí)代取得務(wù)實(shí)的進(jìn)展而續(xù)寫輝煌。為降低技術(shù)和成本的風(fēng)險(xiǎn)，可復(fù)用航天發(fā)展路線圖的漸進(jìn)輪廓，多為先軌道器后運(yùn)載器、先無人后載人、先兩級入軌后單級入軌、先部分可復(fù)用后完全可復(fù)用。正是在這樣的背景下，2010年4月22日X-37B一舉跨越軌道飛行試驗(yàn)的門檻，成功接過可復(fù)用航天發(fā)展的接力棒。一個(gè)在技術(shù)細(xì)節(jié)上源于航天飛機(jī)又高于航天飛機(jī)的X-37B軌道試驗(yàn)飛行器，暫時(shí)采用一次性運(yùn)載火箭助推的現(xiàn)實(shí)方案，以軍用無人軌道試驗(yàn)飛行器為切入點(diǎn)，為航天可復(fù)用的基礎(chǔ)戰(zhàn)略，推出了一款承前啟后的迷你航天飛機(jī)的軍事化升級版本。

X-37B升空后不久，2010年5月美國空軍即發(fā)布了“可復(fù)用助推器系統(tǒng)”RBS（Reusable Booster System）的招標(biāo)預(yù)告通知書，并透露了RBS演示驗(yàn)證試驗(yàn)計(jì)劃的梗概。2011年2月和4月空軍分別授予安德魯斯航天公司和代頓大學(xué)有關(guān)“可復(fù)用助推器系統(tǒng)”的研究合同。2011年3月21日空軍研究實(shí)驗(yàn)室，發(fā)布了“可復(fù)用助推器倡議”RBI（Reusable Booster Initiative）2.5億美元的計(jì)劃意向書。顯然美國空軍在X-37B可復(fù)用軌道試驗(yàn)飛行器之后，力求帶動RBS可復(fù)用助推器系統(tǒng)的研發(fā)，謀劃可復(fù)用助推器和可復(fù)用軌道器比翼雙飛的新一輪接力。

可復(fù)用航天技術(shù)路線圖的基本格局示例

實(shí)際上，三十年來世界各國在吸取航天飛機(jī)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，推出了一系列可復(fù)用航天的研究計(jì)劃，如今已形成了近、中遠(yuǎn)期技術(shù)路線圖的基本格局。近期的方案：一是一次性運(yùn)載火箭助推可復(fù)用軌道器，如一次性的宇宙神-5火箭助推可復(fù)用的X-37B軌道試驗(yàn)飛行器；二是滿足短時(shí)微重力太空之旅的可復(fù)用亞軌道飛行器，如可復(fù)用的“維珍”亞軌道飛行器。中遠(yuǎn)期的方案：一是大型運(yùn)輸機(jī)空射一次性上面級助推可復(fù)用軌道器，如俄羅斯技術(shù)-德國OHB公司合作開發(fā)，以安-225運(yùn)輸機(jī)空射“MAKS”多用途航天系統(tǒng)的方案；二是可復(fù)用助推器系統(tǒng)加一次性上面級助推可復(fù)用軌道器，如美國安德魯斯航天公司的方案；三是完全可復(fù)用的兩級入軌的助推器系統(tǒng)和軌道器系統(tǒng)，如美國安德魯斯航天公司的方案；四是完全可復(fù)用的單級入軌的軌道飛行器，如英國反應(yīng)發(fā)動機(jī)公司的“云霄塔”太空飛機(jī)方案，其技術(shù)關(guān)鍵是新型預(yù)冷系統(tǒng)-混合發(fā)動機(jī)。

可復(fù)用航天的戰(zhàn)略價(jià)值毋庸置疑，可復(fù)用航天的接力棒將一棒接一棒的傳遞下去，隨著可復(fù)用航天的關(guān)鍵技術(shù)、效費(fèi)比和響應(yīng)能力逐步走向成熟，可復(fù)用航天將最終成為航天發(fā)展的常態(tài)之一。

熱評之二：太空機(jī)動飛行器的試驗(yàn)床

美國空軍航天司令部關(guān)于軍用空天飛機(jī)MSP（Military SpacePlane）的系統(tǒng)概念，其最重要的兩個(gè)部分即太空作戰(zhàn)飛行器SOV（Space Operation V e h i c l e）和太空機(jī)動飛行器S M V（Space Maneuver Vehicle）。

1999年X-37計(jì)劃啟動之時(shí)，空軍即要求研究某些對未來的軍用空天飛機(jī)至關(guān)重要的特殊軌道能力，例如高精度的鄰近操作和監(jiān)控、精確瞄準(zhǔn)所要求的超精細(xì)飛行控制、部署衛(wèi)星、釋放武器以及太陽能電池板收放自如等特殊能力；

2001年3月至2001年5月，作為X-37計(jì)劃螺旋漸進(jìn)的重要步驟之一，尺寸約為X-37的85%大小的X-40A，完成了7次從直升飛機(jī)拋落的自由飛試驗(yàn)。X-40A的機(jī)身上直接標(biāo)注了太空機(jī)動飛行器的英文縮寫SMV；

2001年空軍退出由美國航宇局牽頭的X-37計(jì)劃；

2004年9月，因國家安全的理由，美國航宇局將X-37計(jì)劃移交國防部高級研究計(jì)劃局；

2006年4月至9月，X-37完成3次自動進(jìn)場著陸試驗(yàn)；

2006年11月，空軍宣布將新的軍事生命注入X-37計(jì)劃，并延續(xù)為X-37B計(jì)劃，其項(xiàng)目管理歸屬空軍的快速能力辦公室RCO（Rapid Capabilities Off i ce）；

2010年4月22日至12月3日，X-37B成功進(jìn)行首次軌道飛行試驗(yàn)；

2011年3月5日，X-37B進(jìn)行第二次軌道飛行試驗(yàn)。

從上述X-37計(jì)劃的十二年大事記顯而易見，X-37B正是軍用空天飛機(jī)之太空機(jī)動飛行器的集成技術(shù)試驗(yàn)床ITT（Integrated Technology Testbed）。當(dāng)然真正實(shí)戰(zhàn)意義上的軍用空天飛機(jī)至少還需要10～20年的發(fā)展時(shí)間。

X-40A - SMV

熱評之三：控制太空的殺手锏

根據(jù)《憂思科學(xué)家聯(lián)盟》衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫的資料，截至2011年8月31日，全球在軌運(yùn)行的衛(wèi)星總數(shù)為965，其中美國為443占46%，俄羅斯為101占10%，中國為69占7%。美國的443顆衛(wèi)星中，純軍事衛(wèi)星為121顆，政府衛(wèi)星為118顆，商用衛(wèi)星為194顆，純民用衛(wèi)星為10顆。美國的政府衛(wèi)星和商用衛(wèi)星，其中一部分實(shí)際上是軍民兩用的衛(wèi)星。美國正是通過部署世界上最龐大的以衛(wèi)星為主的太空軍事資產(chǎn)，極力謀求制天權(quán)，并以制天權(quán)為主導(dǎo)，贏得先發(fā)制人的非對稱優(yōu)勢。由于美國在軍事上高度依賴太空作為軍事制高點(diǎn)和軍力倍增器，使美國成為世界上對太空軍事資產(chǎn)依賴度最高的國家。太空資產(chǎn)所固有的脆弱性，又使美國為確保其太空資產(chǎn)的安全性，極力謀求控制太空，提升太空態(tài)勢感知、防御性太空對抗和進(jìn)攻性太空對抗的技術(shù)能力。美國迫切需要具有整合控制太空能力的天基平臺，X-37B作為此類平臺的雛形應(yīng)運(yùn)而生，其目的就是成為控制太空的殺手锏。

熱評之四：太空軍備競賽的催化劑

上世紀(jì)美國里根總統(tǒng)任內(nèi)推出的“戰(zhàn)略防御倡議”，即俗稱星球大戰(zhàn)計(jì)劃，曾一度成為冷戰(zhàn)時(shí)代太空軍備競賽的催化劑。蘇聯(lián)財(cái)政狀況曾經(jīng)的捉襟見肘，與陷入這場太空軍備競賽的浩大成本不無關(guān)聯(lián)。2010年至2011年，美國的高超音速技術(shù)飛行器HTV-2和軌道試驗(yàn)飛行器X-37B，分別進(jìn)行了兩次試驗(yàn)。HTV-2和X-37B實(shí)質(zhì)上是亞軌道無人機(jī)和軌道無人機(jī)的演示驗(yàn)證原型機(jī)，是美國臨近空間和空間武器戰(zhàn)略的重要組成部分。雖然試驗(yàn)中的HTV-2和X-37B，離真正實(shí)戰(zhàn)意義的初始作戰(zhàn)能力還相去甚遠(yuǎn)，但是這些試驗(yàn)背后，尤其是詭秘的X-37B所蘊(yùn)含的太空武器化的背景，在一定程度上使X-37B成為新一輪太空軍備競賽的催化劑。

2008年由美國主導(dǎo)的世界金融危機(jī)，使美國的經(jīng)濟(jì)至今一蹶難振。除了民眾對華爾街的巧取豪奪極度憤怒之外，學(xué)者則對耗費(fèi)納稅人大量錢財(cái)?shù)能娧许?xiàng)目，格外關(guān)注其效費(fèi)比的評估，對X-37B的質(zhì)疑也不例外。

X-37B的結(jié)構(gòu)簡圖

冷議之一：載荷艙和貯箱能力的效費(fèi)比

X-37B的大小僅為航天飛機(jī)的約四分之一，但是麻雀雖小五臟俱全，除了機(jī)上電子設(shè)備、主發(fā)動機(jī)、機(jī)動推進(jìn)器等分系統(tǒng)外，載荷艙和貯箱占其容積之大部分。盡管X-37B的機(jī)身采用了輕質(zhì)的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，機(jī)身腹部的防熱也采用了輕質(zhì)的陶瓷防熱瓦材料，X-37B的兩大能力仍顯不足，一是載荷艙所能提供的有效載荷能力，二是在留足離軌返回地面的推進(jìn)劑之后，貯箱內(nèi)富余的推進(jìn)劑所能提供的機(jī)動變軌能力。在結(jié)構(gòu)上有效載荷能力和機(jī)動變軌能力，存在某種相互制衡的關(guān)系。

X-37B載荷艙500千克的有限載荷能力，使軌道試驗(yàn)飛行器的潛在實(shí)力難以施展。因此一方面效費(fèi)比呼喚更大的有效載荷能力；另一方面從機(jī)動變軌涉及Δ V的原理和首次飛行機(jī)動變軌的有限試驗(yàn)可見，效費(fèi)比同樣呼喚更大的貯箱能力，以提供機(jī)動變軌更富裕的推進(jìn)劑。因?yàn)樽鳛閭刹?、監(jiān)視、預(yù)警等太空力量增強(qiáng)平臺和攻防兼?zhèn)涞奶諏蛊脚_，機(jī)動變軌能力是X-37B有別于一般衛(wèi)星類航天器的最重要的特點(diǎn)之一。

X-37B還僅僅是具有整合控制太空能力的天基平臺的雛形，其目前試驗(yàn)的重點(diǎn)：一是演示驗(yàn)證作為軌道飛行器的主體本身是否成功，二是運(yùn)行/作戰(zhàn)概念的開發(fā)。美國空軍如計(jì)劃發(fā)展X-37B的進(jìn)一步改型，則應(yīng)具有更大的有效載荷能力和貯箱能力。

冷議之二：太空補(bǔ)星能力的效費(fèi)比

2003年美國國防部高級研究計(jì)劃局和空軍啟動了“軍力運(yùn)用和本土發(fā)射”的 FALCON（Force Application and Launch from Continental United States）計(jì)劃，其中小型運(yùn)載火箭 SLV（Small Launch Vehicle）計(jì)劃，要求將454千克載荷送入低軌道的發(fā)射成本低于500萬美元，相當(dāng)于每千克載荷的發(fā)射成本為11013美元，響應(yīng)時(shí)間24小時(shí)。目前太空探索技術(shù)公司的獵鷹-1e火箭，運(yùn)載低軌道有效載荷的能力為1010千克，發(fā)射價(jià)格為1090萬美元，相當(dāng)于每千克載荷的發(fā)射成本為10792美元，已滿足原SLV計(jì)劃的成本要求。運(yùn)載X-37B的宇宙神-5火箭，其發(fā)射成本高于1億美元，而X-37B的有效載荷能力僅為500千克，此外獵鷹-1e火箭的快速響應(yīng)能力優(yōu)于宇宙神-5火箭。顯然快速補(bǔ)充低軌道戰(zhàn)術(shù)小衛(wèi)星的能力，依成本和快速響應(yīng)所構(gòu)成的綜合效費(fèi)比來考量，小運(yùn)載火箭具有比較優(yōu)勢。由此也引發(fā)了有關(guān)X-37B作為太空力量支持平臺，其快速補(bǔ)星能力的效費(fèi)比的質(zhì)疑。

采用宇宙神-5一次性運(yùn)載火箭助推X-37B入軌，是現(xiàn)階段美國為爭取時(shí)間的現(xiàn)實(shí)方案，也可以說是權(quán)宜之計(jì)。與X-37B下一步配套的兼有低成本和快速響應(yīng)能力的RBS，即可復(fù)用助推器系統(tǒng)的研發(fā)計(jì)劃已經(jīng)起步，加之下一步如有效載荷能力和貯箱能力得以拓展，其綜合效費(fèi)比的考量將明顯改善。

冷議之三：天對地打擊能力的效費(fèi)比

天對地打擊從啟動打擊至命中目標(biāo)的響應(yīng)時(shí)間由兩部分組成，一是X-37B的武器面對目標(biāo)進(jìn)入離軌狀態(tài)所需的時(shí)間，二是武器離軌和命中地面目標(biāo)所需的時(shí)間。所謂敏捷全球打擊之敏捷，一般是指1～2小時(shí)之內(nèi)的響應(yīng)時(shí)間。如果以X-37B作為太空力量應(yīng)用平臺，實(shí)施天對地敏捷全球打擊，就不可能是一架X-37B單打獨(dú)斗。X-37B的部署數(shù)量取決于所要求的響應(yīng)時(shí)間、欲覆蓋的地域和側(cè)向機(jī)動范圍。由此推算的數(shù)量不是區(qū)區(qū)數(shù)架的太空編隊(duì)，而N架X-37B太空編隊(duì)的本機(jī)制造成本、發(fā)射部署成本和運(yùn)行維持成本，自然就引發(fā)了對X-37B天地敏捷全球打擊的效費(fèi)比的質(zhì)疑。

迄今為止，美國武器庫中具有敏捷全球打擊能力的武器唯有核彈道導(dǎo)彈，換言之，美國不缺少具有敏捷全球打擊能力的核威懾武器，但缺乏真正能應(yīng)對時(shí)間高度敏感的突發(fā)事件，用于實(shí)戰(zhàn)的敏捷全球打擊的常規(guī)武器。天對地常規(guī)敏捷全球打擊的政治風(fēng)險(xiǎn)小而突防能力強(qiáng)，隨著關(guān)鍵技術(shù)和成本優(yōu)化的逐步成熟，天對地常規(guī)敏捷全球打擊仍將是美國渴望突破的領(lǐng)域之一。

冷議之四：X-37C的效費(fèi)比

2011年10月初，波音公司發(fā)布了X-37C的方案，從目前公布的結(jié)構(gòu)布局來看，X-37C應(yīng)是一項(xiàng)面向美國航宇局，介于航天飛機(jī)和迷你航天飛機(jī)之間的衍生方案。美國航宇局的商業(yè)載人開發(fā)計(jì)劃CCDev（Commercial Crew Development），已經(jīng)啟動了包括洛馬公司的“獵戶座”飛船、太空探索技術(shù)公司的“龍”飛船和波音公司的CST-100飛船等項(xiàng)目，其共同的特點(diǎn)是以“無翼太空飛船”替代“有翼航天飛機(jī)”，減少包括總體結(jié)構(gòu)、防熱材料和著陸試驗(yàn)等可觀的成本，從而提升效費(fèi)比。

在美國經(jīng)濟(jì)衰退的陰影下，X-37C小航天飛機(jī)方案恐難成現(xiàn)實(shí)。從純商業(yè)載人的用途，X-37C的效費(fèi)比不具備比較優(yōu)勢，難以與上述三項(xiàng)飛船相提并論。除非X-37C另有玄機(jī)——從控制太空的戰(zhàn)略目標(biāo)出發(fā)，載人示意不過是個(gè)迷魂陣，開發(fā)X-37B大小的165～180% 的改型，實(shí)為拓展有效載荷和貯箱的能力，從而提升其效費(fèi)比。

X-37B的前途和命運(yùn)

X-37B的第二次飛行試驗(yàn)已經(jīng)接近尾聲。兩次飛行試驗(yàn)之后X-37B將何去何從，如今已成為世人關(guān)注的焦點(diǎn)。早在2010年4月20日，即X-37B首次試飛的前兩天，美國五角大樓舉行了有關(guān)X-37B的媒體遠(yuǎn)程電信發(fā)布會。目前X-37B軌道試驗(yàn)飛行器的任務(wù)編號為1和2，當(dāng)記者問及是否還有后續(xù)的系列飛行任務(wù)時(shí)，空軍負(fù)責(zé)太空項(xiàng)目計(jì)劃的副部長佩頓的回答，既有前瞻又留有余地——“后續(xù)飛行能否大有作為，完全取決于頭兩次飛行的成功度和運(yùn)行與維護(hù)的成本；空軍希望 X-37B的響應(yīng)時(shí)間類似于 SR-71 黑鳥偵察機(jī)，即數(shù)日或數(shù)周，而不是維護(hù)航天飛機(jī)所需的數(shù)月。”

方案對比圖

運(yùn)行與維護(hù)成本和響應(yīng)時(shí)間，直接關(guān)乎X-37B的效費(fèi)比。2009年奧巴馬政府上臺后恰逢美國經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重衰退，2010財(cái)年國防授權(quán)法案中止了某些效費(fèi)比暫時(shí)不甚理想的空間武器計(jì)劃，如多攔截器、動能攔截彈和機(jī)載激光等項(xiàng)目。種種跡象表明在美國經(jīng)濟(jì)衰退的陰影下，效費(fèi)比將成為決定X-37B前途和命運(yùn)的關(guān)鍵因素之一。

不過X-37B很可能是美國空軍一項(xiàng)比較能拿得起又放得下的項(xiàng)目計(jì)劃。因?yàn)橐环矫鎄-37B充分利用了航天飛機(jī)1971～1981十年研究和開發(fā)、1981～2011三十年飛行和升級所積累的技術(shù)資源，使號稱迷你航天飛機(jī)的X-37B，其啟動成本具有得天獨(dú)厚的比較優(yōu)勢；另一方面其項(xiàng)目本身的定位，還不是真正意義上的軍用空天飛機(jī)，而僅是邁向軍用太空機(jī)動飛行器目標(biāo)的第一個(gè)實(shí)質(zhì)性的試驗(yàn)臺階。

以可復(fù)用航天技術(shù)為基礎(chǔ)的軍用空天飛機(jī)，或具有整合控制太空能力的天基平臺，是一項(xiàng)需要螺旋漸進(jìn)而不可能一蹴而就的復(fù)雜系統(tǒng)工程。在效費(fèi)比暫時(shí)還難以求全考量的現(xiàn)階段，跨越原型機(jī)軌道試驗(yàn)的第一個(gè)實(shí)質(zhì)性的臺階，是美國為爭取時(shí)間而先入為主的戰(zhàn)略選擇。X-37B已經(jīng)成功的邁出了艱難的第一步（參見筆者于本刊2010年6月號發(fā)表的《X-37B邁出艱難的第一步》一文），外界既不可低估X-37B旨在提升控制太空能力的潛在發(fā)展價(jià)值，也大可不必過度解讀X-37B目前還難以企及的太空軍事能力。

如今面對經(jīng)濟(jì)不景氣的壓力，美國將更注重軍事研發(fā)項(xiàng)目的效費(fèi)比考量，但其慎重布局的首要原則，仍然是堅(jiān)持大航天戰(zhàn)略背景項(xiàng)目的概念和演示驗(yàn)證研究，因?yàn)槊绹^不會放棄控制太空的霸主地位。因此X-37B的前途和命運(yùn)將面臨兩種可能性：一是頭兩次試驗(yàn)飛行效果和成本的評估，決定X-37B值得繼續(xù)飛行試驗(yàn)以擴(kuò)大成效，為日后踏上第二個(gè)實(shí)質(zhì)性的臺階奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；二是以最低成功標(biāo)準(zhǔn)權(quán)衡時(shí)勢利弊，在第一個(gè)試驗(yàn)臺階上暫時(shí)停擺，以求來日條件更成熟時(shí)東山再起。