【科普中国军事科技】航天飞机为何退出历史舞台？轨道飞行器将如何发展？

　　航天器有许多类型，国内耳熟能详的航天器包括“天宫”空间站、“北斗”卫星和“嫦娥”系列月球探测器等。今天，我要向大家介绍另外一种航天器，轨道飞行器。

　　现有的轨道飞行器依靠运载火箭，垂直发射进入空间轨道，集成卫星和飞机的技术特点，能像卫星那样在太空实现轨道飞行，还可以像飞机那样再入大气层滑翔着陆，且具有重复使用能力，是可以多次往返于地球和太空的航天器。轨道飞行器最经典的应用案例莫过于由美国NASA研制的航天飞机。航天飞机由轨道飞行器、外挂燃料贮箱和固体助推器三大部分组成。轨道飞行器是航天飞机的主体，航天员在轨道飞行器前段内进行工作或休息，有效载荷则存放于轨道飞行器中段，轨道飞行器后段由垂直尾翼、三台主发动机和两台轨道机动发动机组成，负责提供动力。外挂燃料贮箱与轨道飞行器相连，负责为轨道飞行器补充燃料。固体助推器则是为了在航天飞机起飞时，提供相应的推力。

　　航天飞机的用途广泛，除了可以运送航天员和有效载荷，还支持在太空中进行大量的科学实验和空间研究工作，也可以把人造卫星从地面带到太空中释放，或维修太空中失效的无人航天器。尽管航天飞机的功能如此强大，但其轨道飞行器的维修难度太大，导致复用的价格过高，平均每次发射成本为15亿美元，且航天飞机维修后的发射风险仍然居高不下，迄今为止，已经有两架航天飞机在任务中爆炸，导致14名宇航员丧生，航天飞机最终于2011年退出历史舞台。

　　虽然，航天飞机已经退役，但其相应技术得以保留，并为后续轨道飞行器的研发打下基础。

　　目前，美国最新一代轨道飞行器，代号X-37B，由波音公司生产，其外型与航天飞机有异曲同工之妙，但整体尺寸只有航天飞机的四分之一，曾搭载宇宙神5和猎鹰9火箭进行发射，飞行器入轨后利用自身配备的轨道机动系统实现机动变轨。X-37B共执行过6次在轨飞行任务，其中最后1次任务于2020年5月17日开始，至2022年11月12日结束，在轨时长多达908天，但美国并未对外公布此次X-37B在轨飞行的任务清单。这不禁引发了专家们对X-37B的联想，X-37B在过去两年多的时间里执行了哪些任务？X-37B究竟具有哪些功能？

　　根据现有信息，为NASA执行最后一次发射任务的“亚特兰蒂斯”号航天飞机长约37米、翼展约24米，运载能力为69吨。与“亚特兰蒂斯号”相比，X-37B的尺寸较小，长约8.8米、翼展约4.6米，运载能力在2吨左右。因此，X-37B在运输方面并没有多少潜力可以挖掘，人们更多关注其在军事方面的应用。由于X-37B是美国的绝密装备，目前也只能根据现有信息对其军事用途进行推测。首先，X-37B具有极长时间的在轨飞行能力，既可以充当通讯的中继，也可以作为对地面监视的高空平台，而且X-37B的变轨能力，将使得反卫星导弹无法命中。相反，X-37B在装备激光武器或者其它武器后，可以利用自身的变轨能力攻击其它卫星；其次，X-37B的最高飞行速度能达到音速的25倍以上，难以被侦测和拦截，环绕地球1圈仅需1个小时，若研发与之匹配的天基武器，美军可在短时间内完成对目标的打击，从下达命令到发射和摧毁目标，只需要不到半个小时，而且打击范围是全球；最后，X-37B有能力携带核弹并对目标进行打击，但其实际意义还有待商榷。总而言之，我们对X-37B的功能只停留在猜测阶段，但其相关性能确实引发了业界专家对其军事用途猜想的共鸣。同时，X-37B的出现将有可能掀起一场更高层级的军备竞赛，太空武器时代也将在届时拉开序幕。

　　科普主讲人：戴佳桥（北京航天长征科技信息研究所）

　　科学审核：东海（航天科技工作者）

　　监制：战钊

　　导演：金赫

　　荣誉出品：北京宇航学会 北京航天长征科技信息研究所

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