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X-37B第4次飛行試驗(yàn)情況及其分析評(píng)論

Fourth Test Flight of X-37B

康開(kāi)華（北京航天長(zhǎng)征科技信息研究所）

1　概述

2015年5月20日，美國(guó)宇宙神-5運(yùn)載火箭第4次成功發(fā)射了X-37B軌道試驗(yàn)飛行器。此次任務(wù)中一同發(fā)射的10顆立方體衛(wèi)星（CubeSat）也成功入軌。

此前，美國(guó)空軍已經(jīng)公布了此次X-37B飛行任務(wù)將進(jìn)行的兩項(xiàng)試驗(yàn)。第一項(xiàng)試驗(yàn)是驗(yàn)證霍爾電推進(jìn)器設(shè)計(jì)改進(jìn)后的性能特征，該推進(jìn)器安裝在軍用“先進(jìn)極高頻”（AEHF）通信衛(wèi)星上；另一項(xiàng)試驗(yàn)是美國(guó)航空航天局（NASA）領(lǐng)導(dǎo)的先進(jìn)材料研究，目的是檢驗(yàn)暴露于空間環(huán)境中的高分子材料、復(fù)合材料和涂層的特性。而此前空軍從未透露過(guò)X-37B飛行試驗(yàn)中所攜帶的有效載荷。

執(zhí)行第4次X-37B發(fā)射任務(wù)的宇宙神-5運(yùn)載火箭升空

2　兩項(xiàng)試驗(yàn)的基本情況

霍爾電推進(jìn)器

X-37B試驗(yàn)的霍爾推進(jìn)器由航空噴氣-洛克達(dá)因公司制造，功率4.5kW，利用電離和氙氣產(chǎn)生推力用于衛(wèi)星在空間執(zhí)行機(jī)動(dòng)操作。這種創(chuàng)新的電推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)生類(lèi)似于“水發(fā)出潺潺聲”的推力。不同于傳統(tǒng)的化學(xué)能發(fā)動(dòng)機(jī)在每次短時(shí)間內(nèi)的點(diǎn)火所提供的較大推力，電推進(jìn)系統(tǒng)要求具備長(zhǎng)期操作的能力，利用發(fā)動(dòng)機(jī)約0.27N的推力執(zhí)行飛行器的入軌操作等。盡管典型的化學(xué)能推進(jìn)系統(tǒng)可為衛(wèi)星提供快速機(jī)動(dòng)操作的動(dòng)力，但是它需要使用大量而沉重的燃料，并且導(dǎo)致必須利用更大、更昂貴的火箭執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。電推進(jìn)系統(tǒng)以氙氣作為燃料，其質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的化學(xué)燃料，并且結(jié)合其所具備的長(zhǎng)期工作能力，電推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)凸顯出來(lái)。

美國(guó)空軍稱(chēng)此次執(zhí)行的X-37B試驗(yàn)包括：收集空間操作環(huán)境中的霍爾發(fā)動(dòng)機(jī)的遙測(cè)數(shù)據(jù)，以及測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)為飛行器提供的推力。最終的數(shù)據(jù)將用于驗(yàn)證和改進(jìn)霍爾發(fā)動(dòng)機(jī)，并提升環(huán)境建模能力。環(huán)境建模能力將增強(qiáng)從地面試驗(yàn)結(jié)果推算飛行器實(shí)際在軌飛行性能的能力。

霍爾電推進(jìn)器的排氣羽流

空軍研究實(shí)驗(yàn)室的湯姆少校稱(chēng)，對(duì)于我們而言，空間至關(guān)重要。保密通信，情報(bào)、監(jiān)視和偵察（ISR），導(dǎo)彈防御，天氣預(yù)報(bào)，精確導(dǎo)航和定時(shí)均依靠空間?？臻g競(jìng)賽日益加劇，具備更加高效的在軌發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于美國(guó)意義重大，通過(guò)減少使用的燃料來(lái)降低成本，并增強(qiáng)航天器的操作靈活性、生存能力，延長(zhǎng)使用壽命。

先進(jìn)材料技術(shù)

X-37B所執(zhí)行的另一項(xiàng)試驗(yàn)是檢驗(yàn)先進(jìn)材料，即為NASA開(kāi)展的暴露于空間的材料和創(chuàng)新技術(shù)項(xiàng)目（METIS）測(cè)試新材料。X-37B將約100種不同的材料樣件帶入空間環(huán)境超過(guò)200天。NASA稱(chēng)，正在進(jìn)行的METIS項(xiàng)目是基于“國(guó)際空間站”試驗(yàn)項(xiàng)目（MISSE）所開(kāi)展的多項(xiàng)材料任務(wù)所獲得的數(shù)據(jù)。2001-2013年，MISSE試驗(yàn)了超過(guò)4000種樣件。MISSE和METIS將飛行試驗(yàn)多種小型樣件，包括多種高分子材料、復(fù)合材料和涂層等。

“國(guó)際空間站”上正在進(jìn)行的MISSE試驗(yàn)

同時(shí)參與MISSE和METIS試驗(yàn)項(xiàng)目的NASA馬歇爾航天飛行中心的米里亞姆稱(chēng)，通過(guò)將材料暴露于空間環(huán)境并將樣件帶回地球，可獲得材料承受所處操作環(huán)境的重要數(shù)據(jù)。航天器的設(shè)計(jì)者可利用這些數(shù)據(jù)選擇最佳的材料用于特殊的應(yīng)用，如防熱系統(tǒng)、天線(xiàn)或其他空間硬件。

NASA官員稱(chēng)，METIS試驗(yàn)項(xiàng)目正在研究多種由NASA、工業(yè)企業(yè)和其他政府機(jī)構(gòu)研制的航天器所使用的材料。在空間中經(jīng)過(guò)飛行試驗(yàn)的這些材料將逐步替代那些技術(shù)過(guò)時(shí)的材料。

小說(shuō)通過(guò)生動(dòng)鮮活的藝術(shù)形象、曲折跌宕的故事情節(jié)、優(yōu)美動(dòng)人的文學(xué)語(yǔ)言、豐富多變的創(chuàng)作技巧，在凈化人的心靈、陶冶人的性情，培養(yǎng)鑒賞能力、創(chuàng)造能力，全面提高學(xué)生的語(yǔ)文素養(yǎng)、文化底蘊(yùn)等方面有著重要的意義。高中語(yǔ)文教學(xué)的必修課程分為“閱讀與鑒賞”和“表達(dá)與交流”兩個(gè)大模塊，小說(shuō)教學(xué)作為“閱讀與鑒賞”模塊的重要組成部分，成為高中語(yǔ)文教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，是提升課堂教學(xué)有效性的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。但是，高中小說(shuō)的教學(xué)現(xiàn)狀不容樂(lè)觀(guān)，教學(xué)效果不甚理想。如果能對(duì)高中小說(shuō)教學(xué)進(jìn)行有效性的研究，將高效策略運(yùn)用到高中小說(shuō)的教學(xué)上，一定能助語(yǔ)文課堂教學(xué)質(zhì)量提升一臂之力。

馬歇爾航天飛行中心的總工程師沃森·摩根稱(chēng)，空間站和METIS材料試驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)將改進(jìn)未來(lái)NASA火星探測(cè)航天器的壽命和操作。

3　此次發(fā)射后各方評(píng)論

美國(guó)空軍共有兩架X-37B軌道試驗(yàn)飛行器，第一次和第三次飛行任務(wù)使用同一架飛行器，第二次飛行任務(wù)使用了另外一架飛行器。但對(duì)于此次飛行任務(wù)，空軍并未透露是使用哪架飛行器，空軍發(fā)言人霍伊勒稱(chēng)，X-37B項(xiàng)目選擇哪架軌道飛行器執(zhí)行飛行任務(wù)是基于試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，不公布該信息的原因是出于保護(hù)操作目標(biāo)的考慮。此外，他還稱(chēng)，此次X-37B任務(wù)將在空間環(huán)境中檢查有效載荷系統(tǒng)或技術(shù)，使這些新技術(shù)更加成熟，并在飛行器返回后對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行檢查。

與美國(guó)空軍的謹(jǐn)言慎行形成鮮明對(duì)比的是宇宙神-5火箭的運(yùn)營(yíng)商—發(fā)射聯(lián)盟，其官員稱(chēng)，X-37B任務(wù)的目的是為美國(guó)未來(lái)開(kāi)展的空間和操作試驗(yàn)提供“重復(fù)使用航天器技術(shù)”。

負(fù)責(zé)X-37B項(xiàng)目的空軍快速能力辦公室主任瓦爾登稱(chēng)，空軍將繼續(xù)對(duì)飛行器的性能改進(jìn)進(jìn)行評(píng)估，與其他機(jī)構(gòu)合作開(kāi)展的試驗(yàn)將幫助美國(guó)提升空間技術(shù)的發(fā)展水平。2015年4月，瓦爾登還對(duì)媒體稱(chēng)，對(duì)于X-37B的第4次任務(wù)非常期待，在成功地進(jìn)行了3次飛行驗(yàn)證任務(wù)后，美國(guó)空軍能夠?qū)⒀芯恐攸c(diǎn)從最初的檢驗(yàn)飛行器轉(zhuǎn)移到測(cè)試有效載荷本身上來(lái)。

美國(guó)電視廣播網(wǎng)哥倫比亞廣播公司（CBS）新聞報(bào)道，空軍航天司令部的約翰·海頓將軍稱(chēng)，X-37B獨(dú)有的特征是：不同于衛(wèi)星，它能夠進(jìn)入空間并返回地球，將把帶入空間并長(zhǎng)期暴露于空間環(huán)境的有效載荷再返回地球開(kāi)展研究。針對(duì)X-37B項(xiàng)目的未來(lái)，海頓稱(chēng)，無(wú)法確定該項(xiàng)目的未來(lái)將成為什么樣子，因?yàn)榭哲娬谶M(jìn)行試驗(yàn)。

4　前3次任務(wù)回顧

X-37B由波音鬼怪工廠(chǎng)制造，長(zhǎng)8.9m、翼展4.5m、有效載荷艙長(zhǎng)2.1m，以輕質(zhì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)替代了鋁合金結(jié)構(gòu)，通過(guò)展開(kāi)的太陽(yáng)能電池陣列供電。X-37B由宇宙神-5火箭帶罩發(fā)射，能夠在軌執(zhí)行機(jī)動(dòng)，任務(wù)完成后再入大氣層滑翔返回地球，著陸于傳統(tǒng)的跑道上。X-37B的前3次任務(wù)均是在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射，任務(wù)完成后飛行器著陸于范登堡空軍基地。今后，佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心將成為X-37B的備用著陸場(chǎng)。

X-37B前三次飛行試驗(yàn)的主要內(nèi)容

5　X-37B神秘任務(wù)再引猜測(cè)

圍繞X-37B任務(wù)的神秘性導(dǎo)致了大量的猜測(cè)，主要集中在認(rèn)為該飛行器是一種空間武器，設(shè)計(jì)用于檢查或致殘敵國(guó)衛(wèi)星。但美國(guó)空軍長(zhǎng)久以來(lái)一直對(duì)此看法持批駁的態(tài)度，堅(jiān)稱(chēng)X-37B僅是用于試驗(yàn)重復(fù)使用飛行器和未來(lái)航天器的技術(shù)?？哲姴⑽垂即舜蝀-37B任務(wù)的時(shí)長(zhǎng)，但飛行器攜帶了NASA開(kāi)展研究的暴露于空間環(huán)境中的先進(jìn)材料，因此有民間航天機(jī)構(gòu)推測(cè)此次X-37在軌飛行任務(wù)至少持續(xù)200天。

此次透露試驗(yàn)細(xì)節(jié)的做法是前所未有的，之前X-37B所攜帶的載荷和飛行器軌道操作等具體情況均列為美國(guó)軍方絕密信息。

美國(guó)空軍退役軍官布萊恩強(qiáng)調(diào)，X-37B很可能用于偵察和試驗(yàn)重復(fù)使用飛行器的制導(dǎo)與防熱系統(tǒng)。盡管X-37B的特征之一是具備在軌機(jī)動(dòng)能力和攜帶有效載荷，但布萊恩認(rèn)為它不可能用于檢查、維修或回收空間目標(biāo)。

總部設(shè)在馬薩諸塞州的“關(guān)注全球問(wèn)題的科學(xué)家聯(lián)盟”的科學(xué)家勞拉·格雷戈稱(chēng)，公開(kāi)X-37 B任務(wù)的部分內(nèi)容可能是為了減少其神秘性。她對(duì)太空新聞網(wǎng)說(shuō)：“沒(méi)有充分的說(shuō)服力說(shuō)明為什么要在X-37B上開(kāi)展這些耗資不菲的試驗(yàn)。盡管這種航天飛機(jī)不是特別適合作為一種太空武器，但是此飛行器大多數(shù)細(xì)節(jié)仍然嚴(yán)格保密，而且五角大樓似乎一心要繼續(xù)進(jìn)行這一項(xiàng)目的研究工作。所以，這似乎仍然是另一些擔(dān)心太空日益武器化的人們感到緊張的原因?！?/p>

考慮到X-37B任務(wù)的秘密性，其他國(guó)家如何看待這一項(xiàng)目。傳統(tǒng)基金會(huì)亞洲問(wèn)題研究中心高級(jí)研究員成斌認(rèn)為，X-37B毫無(wú)疑問(wèn)被認(rèn)為是一種太空武器。

佛羅里達(dá)州立大學(xué)政治系的羅杰·漢德伯格的觀(guān)點(diǎn)是，從美國(guó)軍方的角度來(lái)說(shuō)，X-37B是“撲克游戲中的一個(gè)籌碼”。漢德伯格稱(chēng)，從軍事角度講，必須要為所有的偶然性做好準(zhǔn)備。

2015年1月5日，美國(guó)空間法律和政策破解公司的創(chuàng)建者和負(fù)責(zé)人邁克爾·里斯特納撰文《美國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)藝術(shù)的一種演練？》，文章稱(chēng)，所有的戰(zhàn)爭(zhēng)均基于欺騙。關(guān)于X-37B用途的大量猜測(cè)，如空間轟炸、監(jiān)視，與其他衛(wèi)星對(duì)接，監(jiān)視中國(guó)的天宮-1，或部署偵查衛(wèi)星等猜測(cè)均不切實(shí)際，但隱瞞該項(xiàng)目的真實(shí)目的是有好處的。文章稱(chēng)，美國(guó)軍方不愿意提供相應(yīng)的透明度，不但是為了保護(hù)X-37B在軌執(zhí)行的特定任務(wù)，而且還使地緣政治對(duì)手不停地猜測(cè)該項(xiàng)目的目的。文章還稱(chēng)，如果X-37B項(xiàng)目的目的是欺騙，誤導(dǎo)他國(guó)消耗大量的資源以應(yīng)對(duì)這一威脅，那么或許是成功的。

注：傳統(tǒng)基金會(huì)是美國(guó)新右派的主要政策研究機(jī)構(gòu)，該基金會(huì)成立于1973年，由約瑟夫·庫(kù)爾斯和保羅·韋里奇創(chuàng)建，總部設(shè)在美國(guó)首都華盛頓。庫(kù)爾斯是美國(guó)極右組織約翰·伯奇協(xié)會(huì)的創(chuàng)始人，里根“廚房?jī)?nèi)閣”的重要成員之一。

邁克爾·里斯特納是空間法律和政策破解公司的創(chuàng)建者和負(fù)責(zé)人，該公司提供關(guān)于外層空間安全和研制問(wèn)題的解決方法。