军用无人航天飞机？揭秘美军最神秘飞行器X-37B

　　美国东部时间2014年10月17日上午9时24分，美国X-37B空间机动飞行器结束为期675天的第三次太空之旅，在加利福尼亚州范登堡空军基地着陆。与前两次任务持续220天和469天相比，X-37B此次留空时间创造了新的纪录。由于美国军方一直对X-37B的任务和飞行试验情况高度保密，这种从刚亮相就引起外界好奇的新概念飞行器被笼罩上越来越多的神秘色彩。

　　可能承担的主要军事任务

　　虽然目前美军官方宣称X-37B只是技术验证平台，其试验目的为“空间试验、降低风险和发展可重复使用空间飞行器技术相关的概念”，但美国军方一直在积极推动X-37B飞行器发展。X-37B目前由美空军“快速反应能力办公室”负责，该办公室使命是快速开发和部署特定的武器装备系统；而且X-37的研发是由鼎鼎大名的波音“幻影工作室”操刀，“幻影工作室”几乎参与了波音公司所有高精尖空中平台的开发。由此不难看出，以X-37B为基础发展的型号将具有广阔的军事应用前景。

　　（一）用于空间侦察

　　首先，X-37B轨道符合验证搭载成像侦察载荷的特征，其运行规律也符合美国成像侦察卫星的运行特点。同时OTV-2星下点轨迹覆盖中东、亚太等敏感地区。

　　其次，X-37B较传统侦察卫星综合侦察能力更强，安全性更好。传统侦察卫星沿固定轨道运动，单星往往难以满足军事上的大区域覆盖要求，目前只能通过多星组网的方式满足军事需求。而X-37B可通过轨道机动，运行至现有在轨侦察卫星的覆盖盲区，灵活覆盖地面不同区域，侦察能力更强。

　　最后，普通的卫星易受敌方攻击，因为它们的运行轨道或相对位置很容易被人掌握，而X-37B具备机动能力，可以出其不意的飞临目标上空实施监视侦察，并躲开来袭的反卫星导弹。

　　（二）用于卫星快速响应部署

　　由于载荷构造的灵活性，在紧急战事情况下，不需要将每个新卫星都集成到助推器中，只需要将卫星集成入X-37B飞行器中，然后将X-37B集成到助推器上，然后快速发射入轨即可。即完成在较短的时间内部署多个小型卫星，满足紧急战事需求，并利用飞行器特有的机动性能，躲避敌方侦察设备的跟踪。

　　（三）用于在轨反卫星

　　当下，由于载荷仓空间所限，X-37B几乎不可能用于完成更换己方卫星、修配己方卫星、抓捕敌方卫星等复杂任务，也没有足够的空间与容量携载能够完成众多在轨操作的有效载荷，作为反卫星武器尚不现实。但若美国改进X-37B，在发展下一批次验证飞行器时拓展其载荷空间与容量，那么在X-37B基础上发展起来的空间反卫星武器将有可能同时装载雷达、机械臂、电子干扰、动能武器等载荷，集现有空间反卫星武器系统功能于一身，完成空间监视、在轨操作、目标捕获，甚至摧毁目标等一系列任务，提高空间反卫星作战的效率和精确性。

　　（四）用于空间对地打击

　　首先，X-37B具备发展成为美军“快速全球打击”天基打击方案的潜质。2003年，美国防部正式宣布一项新的研发计划—全球快速打击计划，X-37B及其衍生飞行器是“快速全球打击”天基打击方案的备选方案之一。

　　其次，可靠的长期在轨和轨道机动能力有助于X-37B实施快速全球打击任务。长期在轨飞行可以为未来天基打击平台提供长期战略威慑和随时发起攻击的能力，而轨道机动能力又增强了打击平台自身的生存能力。X-37B可在决定发起攻击前保持在轨飞行一段时间，根据军事要求进对高价值战略目标进行快速打击。

　　另外，有观点认为，只要更换X-37B的载荷，该飞行器就可成为攻击其他国家的“太空战斗机”，在1小时内对地球任何地点、任何时间下的目标实施打击。

　　X-37B的主要特点

　　尽管美国对X-37B各种技术细节一直讳莫如深，但从披露的有关试验情况来看，X-37B集成了航天器、可重复使用航天运载器、航空器等多方面的设计思想，更接近于一种可长期在轨服务、大范围在轨机动的无人航天飞机。

　　具有可重复使用性 X-37B在入轨执行任务后，可再入大气层返回，能像飞机一样水平着陆，快速维护周转处理后，又可重新执行任务。X-37B第三次飞行试验使用的就是2010年第一次执行验证任务并返回的第一架飞行器，目的是进一步验证X-37B 的可重复使用性。但由于X-37B仍然是通过运载火箭发射升空，而不是像飞机一样从跑道水平起飞，因此，X-37B更近接近于航天飞机，而不是空天飞机。

　　具有长期在轨停留和机动能力 航天飞机依靠燃料电池供电，如果不与国际空间站对接，在轨时间最长也就16天。而X-37B携带有太阳能电池板和锂电池，在轨时间可以长达数年。与航天飞机相比，X-37B增加了主发动机，并增大了燃料箱的体积，可携带更多推进剂，从而使其具有更强的轨道机动能力。

　　采用新型防热材料 X-37B采用了新型可重复使用热防护材料，而且发射入轨时飞行器整个装在“宇宙神-5”运载火箭整流罩中，热防护层在入轨过程中受到有效保护。而美国航天飞机使用的是一次性热防护材料，发射时外挂在燃料箱上，升空过程中容易受到燃料箱脱落的泡沫材料的砸伤。“哥伦比亚”号航天飞机就是因为这一原因，导致其返回时解体。

　　自主导航控制和自主进场着陆能力 与航天飞机有人驾驶不同，X-37B首次实现无人自主再入与着陆。X-37B在空间段综合运用了航天器自主导航与控制技术，在再入与着陆时，运用了航空器的导航与控制技术，引导X-37B顺利返回。

　　X-37B 发展及在轨试验情况

　　X-37B是美国在航天飞机退役后惟一的太空在轨有翼飞行器。1999年，美国航空航天局（NASA）开始与波音公司联合开展X-37项目，研制下一代航天飞机。2004年，NASA退出该项目，将它移交给军方。

　　X-37项目共研制了三个型号试验飞行器。其中X-37A没有动力，使用特殊高空飞机从高空投放后用于测试自主着陆能力。X-37C则是X-37B放大载人型发展方案，它的尺寸将达到X-37B的165%-180%，将可搭载最多6名航天员升空。其主要发射工具是“宇宙神-5”火箭，用于向国际空间站运送人员和物资。而X-37B则是专门应美国空军的要求而发展的型号，目前共建造两架样机（OTV-1和OTV-2），其中OTV-1已进行两次试验（第一次和第三次），OTV-2进行一次试验（第二次）。

　　2010年4月至12月，X-37B首架飞行器OTV-1成功完成为期224天的首次在轨飞行试验。OTV-1轨道为近圆轨道，初始近地点高度约400千米、远地点高度约420千米。在轨期间进行了5次大范围轨道面内机动。

　　2011年3月至2012年6月，X-37B第二架飞行器OTV-2成功完成为期469天的在轨飞行试验。OTV-2一直稳定运行在近地点约330千米，远地点约342千米，倾角42.78°的近圆轨道。OTV-2在轨期间不仅进行轨道面内机动，而且进行了两次轨道倾角机动。与OTV-1相比，OTV-2的长期停留轨道倾角更大、轨道周期更短、轨道高度更低。OTV-2还专门携带了防泄密装置，一旦其偏离预定轨道，就可通过远程操作方式让其在太平洋上爆炸，以免其落入其他国家。

　　2012年12月11日-2014年10月17日，X-37B（与第一次试验使用同一架飞行器，即OTV-1）进行第三次飞行试验。OTV-3入轨后均在约346千米到350千米轨道高度范围内运行。OTV-3在入轨后倾角一度增加至43.63°，后迅速恢复。更大的轨道倾角，使OTV-3相较OTV-1、OTV-2具备更广的星下点覆盖范围。（方勇 中国国防科技信息中心副研究员）