立文

2015年5月20日，在美國佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角航天發(fā)射場，一枚“宇宙神”-5型運(yùn)載火箭搭載X-37B無人空天飛機(jī)飛離發(fā)射臺，X-37B第四次在軌測試之旅由此開啟。與前三次不同，美國空軍這次主動透露X-37B主要是測試電推進(jìn)火箭（霍爾推進(jìn)器）等新技術(shù)?；魻柾七M(jìn)器通過電離、加速惰性氣體氙產(chǎn)生推力，與傳統(tǒng)火箭發(fā)動機(jī)相比推力不大，但勝在能效大幅提高。采用霍爾推進(jìn)器有望增加衛(wèi)星、空天飛機(jī)等的有效載荷，增加其在軌操作和機(jī)動變軌的次數(shù)，提升航天器的使用壽命和靈活性。

美國軍方為什么如此密集地進(jìn)行X-37B發(fā)射與在軌飛行試驗(yàn)任務(wù)？X-37B到底能夠完成哪些太空作戰(zhàn)任務(wù)？它在美軍太空作戰(zhàn)體系中又會發(fā)揮什么樣的作用？

緊鑼密鼓加緊測試

X-37B軌道驗(yàn)證飛行器（也稱無人空天飛機(jī)）是美國軍方的秘密研制項(xiàng)目之一，由國防部國防高級研究計劃局（DARPA）提供技術(shù)和資金支持，美國空軍負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理，美國第二大軍火商波音公司則是負(fù)責(zé)技術(shù)研發(fā)的主承包商。

美國在空天飛機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)研究和試驗(yàn)已經(jīng)持續(xù)了幾十年時間。X-37B是在X-37基礎(chǔ)上升級改進(jìn)而來。X-37當(dāng)初是美國宇航局（NASA）負(fù)責(zé)的尖端研制項(xiàng)目。1996年NASA提出Future-X計劃，其被拆分成兩個子計劃，其中規(guī)模較小的“探險者”就是X-37計劃。由于另一項(xiàng)X-33計劃一度被凍結(jié)，影響到好幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)度。為了讓致力于太空運(yùn)輸技術(shù)開發(fā)的幾個研究機(jī)構(gòu)能繼續(xù)把它們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果送上太空進(jìn)行高超音速飛行驗(yàn)證，從1998年底到1999年7月，NASA與波音公司簽署4年合作協(xié)議，建造一系列驗(yàn)證機(jī)中的第一架。依照計劃X-37是第一架同時具備太空軌道飛行和具備再入大氣層能力的飛行器，而機(jī)上的自動操作系統(tǒng)可以在NASA所致力的“降低進(jìn)入太空的負(fù)載成本”上扮演關(guān)鍵性角色。在原計劃中X-37擬由航天飛機(jī)攜帶進(jìn)入太空，但在研究發(fā)現(xiàn)使用航天飛機(jī)攜帶X-37進(jìn)入太空不合乎經(jīng)濟(jì)效益后，就改由“三角洲-4”或相似的其他運(yùn)載火箭搭載發(fā)射入軌。在太空中X-37可以利用其本身配備的火箭發(fā)動機(jī)推動，獲得25馬赫飛行速度，在太空中進(jìn)行21天時間的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，然后再入大氣層重返地球，降落在傳統(tǒng)的地面機(jī)場跑道上。1999年美國空軍接手了這個項(xiàng)目。

作為美國空軍高可靠性、可重復(fù)使用的無人太空實(shí)驗(yàn)平臺的驗(yàn)證項(xiàng)目，X-37B任務(wù)目標(biāo)包括太空飛行技術(shù)實(shí)驗(yàn)、降低風(fēng)險和作戰(zhàn)概念發(fā)展，具體由空軍快速能力辦公室（項(xiàng)目主管機(jī)構(gòu)）和第30航天聯(lián)隊(duì)負(fù)責(zé)實(shí)施。據(jù)美國空軍透露，測試的相關(guān)技術(shù)主要包括：先進(jìn)制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制；熱防護(hù)系統(tǒng)；航電系統(tǒng)；高溫結(jié)構(gòu)及密封；可重復(fù)使用的保形隔熱瓦；輕重量的機(jī)電系統(tǒng)；自主軌道飛行、再入及著陸系統(tǒng)。

目前美國空軍和波音公司正在加緊推進(jìn)X-37B無人空天飛機(jī)測試，已經(jīng)制造出兩架技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，并進(jìn)行三次發(fā)射入軌試驗(yàn)飛行任務(wù)：2010年4月22日首架驗(yàn)證機(jī)在卡納維拉爾角發(fā)射上天，同年12月3日在范登堡空軍基地自主著陸回收，在軌飛行225天；2011年3月5日第二架驗(yàn)證機(jī)在卡納維拉爾角發(fā)射上天，2012年6月16日在范登堡空軍基地自主著陸回收，在軌飛行468天；2012年12月11日首架驗(yàn)證機(jī)在卡納維拉爾角進(jìn)行第二次重復(fù)發(fā)射，2014年10月17日在范登堡空軍基地自主著陸回收，在軌飛行674天。X-37B的設(shè)計在軌工作時間一般為270天，但這三次測試?yán)塾嬙谲壒ぷ鲿r間長達(dá)1367天，甚至超過了美國航天飛機(jī)在全部135次太空飛行任務(wù)中累積的1334天在軌時間。

在外形上，X-37B無人空天飛機(jī)與載人飛行的航天飛機(jī)有點(diǎn)相似，但個頭大約相當(dāng)于后者的四分之一。航天飛機(jī)可以重復(fù)使用的軌道飛行器很像一架大型三角形后掠翼飛機(jī)，全長37.27米，與DC-9型客機(jī)大致相仿，放下起落架時高度17.27米，不帶載荷時自重68噸；X-37B的機(jī)體長度為8.9米，高度2.9米，翼展4.5米，發(fā)射質(zhì)量4990千克。兩者運(yùn)載能力也大不相同。航天飛機(jī)的前段是處于正常氣壓狀態(tài)的乘員艙，分成三層，一般可容納4—7人，緊急情況下可載10人；中段是有效載荷艙，這個大型貨艙長18米、直徑4.5米，容積達(dá)300立方米，一次可攜載29噸有效載荷，可裝載各種衛(wèi)星、大型天文望遠(yuǎn)鏡和各種深空探測器等，并利用機(jī)械臂在太空軌道上進(jìn)行施放作業(yè)。X-37B的載荷艙長度2.13米，寬1.22米，有效載荷227—300千克，貨艙空間和容量均比較小。

在技術(shù)上，X-37B可重復(fù)使用運(yùn)載器的整個飛行剖面大致分為起飛、上升、入軌、再入、末端能量管理及著陸階段，其中包括亞軌道飛行和近地球軌道飛行。它是以運(yùn)載火箭助推為動力、兩級入軌可重復(fù)使用的運(yùn)載器驗(yàn)證平臺，由運(yùn)載火箭發(fā)射進(jìn)入太空軌道，可在軌道上停留并等候攻擊命令，執(zhí)行任務(wù)的范圍比傳統(tǒng)的航天飛行器更廣泛。由于可重復(fù)使用運(yùn)載器不僅具備大氣層內(nèi)飛行能力，也可以進(jìn)入亞軌道或近地球軌道空間飛行，因此其在軍民領(lǐng)域都有廣泛用途。

蒙著面紗的太空多面手

從X-37B首次升空執(zhí)行太空在軌飛行測試任務(wù)以來，美國軍方對X-37B項(xiàng)目的具體情況和實(shí)際進(jìn)展一直高度保密。美國空軍認(rèn)為“對于整個美國空軍，乃至整個美國而言，都是一次歷史性的成功，它標(biāo)志著美國在無人駕駛空間飛行器研發(fā)領(lǐng)域又邁出了一大步”。這足以說明美國軍方正在利用X-37B打造新的太空優(yōu)勢。

X-37B項(xiàng)目的具體任務(wù)細(xì)節(jié)和成本預(yù)算等都屬于機(jī)密，盡管已經(jīng)進(jìn)行過在軌操作等數(shù)十項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)，但對于具體實(shí)施進(jìn)展情況美國軍方一直守口如瓶、秘而不宣。據(jù)制造商波音公司介紹，X-37B軌道測試飛行器在距離地球表面177千米至800千米的低軌道上運(yùn)行。據(jù)觀測X-37B第三次任務(wù)的軌道高度比之前兩次任務(wù)要低，約350千米，軌跡覆蓋從北緯43.5度到南緯43.5度之間的廣大地區(qū)。在完成任務(wù)后，X-37B重返大氣層并幾次著陸地點(diǎn)都選在范登堡空軍基地，它那條長4572米、寬61米的跑道可供X-37B水平著陸。

X-37B具有很強(qiáng)的在軌機(jī)動和變軌能力。其進(jìn)入太空軌道后伸展開小型砷化鎵太陽能電池帆板，使用小型太陽能電池和鋰離子蓄電池組織供電方式提供工作能源。X-37B火箭發(fā)動機(jī)采用甲基肼和四氧化二氮的雙組元自燃推進(jìn)劑，雖然甲基肼具有劇毒，但在技術(shù)上更成熟。X-37B在軌機(jī)動能力一直是測試的重點(diǎn)內(nèi)容之一。由于X-37B需要對敵方航天器進(jìn)行偵察、攻擊，因此需要不斷變軌，而且需要具備不同高度的軌道機(jī)動能力。同時X-37B也需要不斷變軌進(jìn)行自我防御，因?yàn)檐壍郎系奶绽鴮?shí)在太多，稍不留神就有可能被空間碎片擊中而失效甚至解體。對于10厘米以上的空間碎片，美軍的太空目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)可以及早發(fā)現(xiàn)并發(fā)布預(yù)警信息，X-37B可以進(jìn)行機(jī)動規(guī)避；但一旦遇到小于10厘米空間碎片，X-37B就只能靠幸運(yùn)之神關(guān)照了。

第一架X-37B首次成功著陸后美國空軍經(jīng)過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)其機(jī)身上共有7處空間碎片撞擊導(dǎo)致的輕微損傷和一個輪胎爆裂，但這并未導(dǎo)致其在自主著陸過程中偏離航向。而這架X-37B經(jīng)過整修后又在2012年12月再度發(fā)射升空，完成了第三次在軌飛行測試，驗(yàn)證了可重復(fù)使用能力。

從能力和用途上看X-37B完全有可能發(fā)展成為美軍下一代空天作戰(zhàn)飛行器，除具備較強(qiáng)的空間在軌操作和攻擊能力外，還可執(zhí)行其他空間作戰(zhàn)任務(wù)。從X-37B三次在軌飛行試驗(yàn)和技術(shù)驗(yàn)證情況來看，美軍完全有可能將其用于天基戰(zhàn)術(shù)偵察、攻防兼?zhèn)涞目臻g操作等軍事航天活動，遠(yuǎn)期則有可能發(fā)展成為滿足對地打擊作戰(zhàn)意圖的空間作戰(zhàn)飛行器。俄羅斯地緣政治問題研究院副院長康斯坦丁·西夫科夫在接受《真理報》采訪時表示，X-37B可重復(fù)使用運(yùn)載器基本上可以斷定是多功能太空戰(zhàn)機(jī)，除反衛(wèi)星作戰(zhàn)外，還可用于反導(dǎo)攔截和對地面目標(biāo)實(shí)施打擊。

太空作戰(zhàn)序幕悄然揭開

美國軍方積極探索和發(fā)展太空作戰(zhàn)能力，有可能揭開未來太空作戰(zhàn)的序幕，把現(xiàn)在主要側(cè)重于太空信息支援的航天應(yīng)用推向奪占太空優(yōu)勢的航天控制，即把太空轉(zhuǎn)變成為真正的戰(zhàn)場，美國軍方是太空軍事化的始作俑者。

美國早在1959年就率先進(jìn)行了世界上第一次反衛(wèi)星武器試驗(yàn)，1964年—1975年部署過核彈頭的攔截彈道導(dǎo)彈的反導(dǎo)攔截彈，完全具備地基反衛(wèi)星作戰(zhàn)能力。1977年轉(zhuǎn)而研制小型機(jī)載動能反衛(wèi)星導(dǎo)彈并由F-15戰(zhàn)斗機(jī)在1985年9月13日進(jìn)行過發(fā)射試驗(yàn)，成功摧毀過一顆衛(wèi)星。20世紀(jì)80年代末以來美國重點(diǎn)發(fā)展地基反衛(wèi)星動能導(dǎo)彈，并以反導(dǎo)攔截系統(tǒng)研制為掩護(hù)在技術(shù)上取得重大進(jìn)展，已經(jīng)達(dá)到實(shí)戰(zhàn)化使用水平。2008年2月21日美國海軍提康德羅加級導(dǎo)彈巡洋艦“伊利湖”號在夏威夷西北部的太平洋海域發(fā)射經(jīng)過改裝的“標(biāo)準(zhǔn)”-3A型反導(dǎo)攔截彈，在約209千米高度成功摧毀了處于墜落過程中的USA-193號軍用偵察衛(wèi)星，充分展示了美軍對于500千米以下中低軌道航天器的有效攔截和物理摧毀能力。

空間武器裝備是太空作戰(zhàn)的重要物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，主要包括空間信息支援系統(tǒng)（以部署在外層空間軌道上的各類軍事應(yīng)用衛(wèi)星為主）、空間作戰(zhàn)裝備和空間作戰(zhàn)保障裝備三個系統(tǒng)?？臻g攻防對抗是軍用航天器和空間作戰(zhàn)裝備發(fā)展與運(yùn)用的必然結(jié)果?？臻g作戰(zhàn)裝備是指部署在外層空間軌道上用于攻擊航天器或地球表面目標(biāo)的武器系統(tǒng)（即狹義上的太空武器），以及部署在陸地、海洋或空中并專門用于攻擊航天器的武器系統(tǒng)，包括硬摧毀型反衛(wèi)星武器和軟殺傷型反衛(wèi)星干擾裝備。主要包括：①空間態(tài)勢感知裝備；②反衛(wèi)星武器系統(tǒng)，即部署在地球表面（陸地、海洋、大氣空間）和外層空間、專門攻擊航天器的各種武器系統(tǒng)，如動能反衛(wèi)星武器、定向能反衛(wèi)星武器以及專門用于干擾衛(wèi)星及星載設(shè)備和信號的電子干擾裝備等；③新型空間攻擊武器系統(tǒng)，如用于攻擊或破壞航天器的空間智能機(jī)器人、空間作戰(zhàn)飛行器等在軌操作的空間武器，以及空間反導(dǎo)系統(tǒng)、空間對地攻擊武器等新型空間武器系統(tǒng)；④航天系統(tǒng)防護(hù)技術(shù)和裝備。

美國空軍X-37B無人空天飛機(jī)的發(fā)射和在軌飛行測試反映了美國軍方大力發(fā)展太空作戰(zhàn)裝備的決心和能力。X-37B具有飛行速度快、滯空時間長、發(fā)射費(fèi)用低、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，還擁有強(qiáng)大的偵察和攻擊潛力，完全有可能成為美軍“空天戰(zhàn)機(jī)的雛形”。目前美國空軍正在加緊進(jìn)行X-37B測試驗(yàn)證，除繼續(xù)完善其關(guān)鍵技術(shù)外，還廣泛進(jìn)行在太空軌道上執(zhí)行情報收集、發(fā)射小衛(wèi)星、測試太空設(shè)備等工作，已經(jīng)從單純的飛行技術(shù)測試轉(zhuǎn)入了具體任務(wù)應(yīng)用測試的新階段，這為美軍加快研制開發(fā)實(shí)用化空天飛機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

從長遠(yuǎn)目標(biāo)和潛在軍事應(yīng)用價值來看，美軍有可能在X-37B的基礎(chǔ)上發(fā)展新型的無人空天作戰(zhàn)飛行器。它可以在外層空間軌道上長期飛行待命，一旦接到攻擊命令即可快速變軌并對衛(wèi)星或陸地、海洋、空中目標(biāo)發(fā)起攻擊，并且具備再入大氣層內(nèi)飛行能力，執(zhí)行空間對地攻擊任務(wù)的能力比現(xiàn)有的各類航天飛行器或航空飛行器更為強(qiáng)大，從而實(shí)現(xiàn)美國空軍提出來的“一小時打擊全球任何目標(biāo)”的作戰(zhàn)設(shè)想。

一是提供天基戰(zhàn)術(shù)偵察能力，滿足戰(zhàn)場目標(biāo)偵察的應(yīng)急使用要求。X-37B有效載荷艙能夠攜帶小型光學(xué)、雷達(dá)、電子信號偵察設(shè)備，并且根據(jù)需求靈活配置，或者攜帶微型衛(wèi)星在軌部署，進(jìn)行應(yīng)急戰(zhàn)術(shù)航天偵察，使作戰(zhàn)部隊(duì)在瞬息萬變的戰(zhàn)場態(tài)勢下能夠把握作戰(zhàn)先機(jī)。X-37B的機(jī)動性和變軌能力均很強(qiáng)，比現(xiàn)有的大型偵察衛(wèi)星更加靈活，再加上可以重復(fù)發(fā)射使用，能夠快速進(jìn)出空間，從而真正滿足應(yīng)急使用。

目前美軍航天偵察能力主要由國防部下屬的國家偵察局負(fù)責(zé)，但存在作戰(zhàn)響應(yīng)速度慢、費(fèi)用昂貴等不足，因此美國國防部決定發(fā)展空天飛機(jī)來彌補(bǔ)航天偵察能力的不足。X-37B能夠搭載多種偵察設(shè)備，在太空軌道或高空對海陸空目標(biāo)及太空軌道目標(biāo)進(jìn)行偵察，并將偵察信息實(shí)時傳遞給作戰(zhàn)部隊(duì)，并且可以同時承擔(dān)偵察、導(dǎo)航、控制、紅外探測，在完成任務(wù)后還能自動返回地面。如果這種無人空天飛機(jī)技術(shù)可靠性得到充分驗(yàn)證，還可以轉(zhuǎn)化應(yīng)用于新型衛(wèi)星的研制，保證美軍快速、低成本、大量地部署低軌道偵察衛(wèi)星。

二是具備空間操作任務(wù)能力，滿足有限的空間對抗要求。雖然X-37B無人空天飛機(jī)的貨艙容積和載重量小，導(dǎo)致其無法攜帶相對復(fù)雜的設(shè)備進(jìn)入太空軌道，或在太空軌道上執(zhí)行復(fù)雜的空間操作，甚至都不能攜帶像“軌道快車”（美軍2007年進(jìn)行在軌試驗(yàn)的空間智能機(jī)器人，具備空間操作能力，可以捕獲衛(wèi)星并完成在軌修理、加注燃料、更換零部件等作業(yè)任務(wù)）這樣的小型衛(wèi)星系統(tǒng)。像航天飛機(jī)過去所執(zhí)行的在軌抓獲衛(wèi)星、修理衛(wèi)星和施放衛(wèi)星等作業(yè)能力，X-37B目前還無法達(dá)到，但它可以通過空間在軌自主交會對接技術(shù)，對非合作目標(biāo)進(jìn)行近距離觀察或破壞作業(yè)。如果再加以改進(jìn)，尤其是增大載荷空間與容量，就可以執(zhí)行空間監(jiān)視、在軌維護(hù)、在軌空間目標(biāo)捕獲甚至摧毀目標(biāo)等一系列太空作戰(zhàn)任務(wù)。

三是具備攜載對地攻擊武器潛力，滿足天基對地球表面目標(biāo)精確打擊的要求。從出身于好萊塢的美國總統(tǒng)里根1983年提出“戰(zhàn)略防御倡議”（俗稱星球大戰(zhàn)計劃）至今，美國軍方一直沒有放棄對天基武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)設(shè)想和技術(shù)探索，X-37B無人空天飛機(jī)有可能成為美軍未來空間作戰(zhàn)飛行器研制開發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)。一旦能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)，美軍就會具備從太空軌道上對地球表面目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時化、快速化精確打擊的作戰(zhàn)能力，到了那個時候，美國空軍所追求的“一小時打擊全球目標(biāo)”作戰(zhàn)構(gòu)想就會真正變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。