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陳藍:中國發射成功,美國臨陣脫逃
接下來,我們就來討論這些問題。
先看一下目前在役和即將服役的三款小飛機的用途。中國可重復使用試驗航天器和X-37B的官方用途都是“試驗”。而追夢者則是空間站運輸。
的確,由于可重復使用的特性,小型無人航天飛機非常適合作為空間試驗平臺。作為試驗平臺,它也比返回式衛星及空間站更為優越,因為它的著陸過載比返回式衛星和飛船更小,發射窗口比空間站更靈活,軌道選擇也更多樣化。
但X-37B是軍方項目,也不去空間站。民用科學實驗顯然不是它的目的。復用理論上能降低成本。但按X-37B的實際發射頻率,成本只會更高。這樣的稀缺資源用來執行其他航天器也能執行的民用任務是不合邏輯的。所以,它只可能用來執行常規航天器無法完成或不適合執行的軍事相關任務。相信中國的太空小飛機依照的也是同樣的邏輯。
從十幾年前X-37B首飛開始,全球的航天和軍事愛好者就開始猜測它的真正用途。太空戰斗機和軌道轟炸機是最普遍的兩個假說。那么真有這樣的可能性嗎?
所謂太空戰斗機,意思是它具有攻擊敵國航天器的能力。按專業說法,就是天基反衛星武器。X-37B具有卓越的變軌能力,能靠近其他航天器,并采用機械臂捕獲等手段實施攻擊。事實上,它可能已經逼近非合作航天器執行過就近觀察的任務。從技術上說,讓它成為太空戰斗機并不困難。但天基反衛星并不見得比直接上升式動能彈或激光/能量武器等地基手段更優越。變軌需要較長的時間提前量,需要耗費可觀的推進劑(尤其是變傾角),交會接近也需要時間,在突然性和靈活性上有很大缺陷。太空戰斗機的可行性還有待證明,也許就是個偽命題。
軌道轟炸系統(OBS)也并非新概念。冷戰時期美蘇都積極探索過,但最終都放棄了。原因類似,就是它必須有較長的時間提前量進行變軌操作以便瞄準地面目標,這樣就失去了突然性和靈活性。此外,由于效費比關系,它只能是戰略核武器。在和平年代發射、部署、維護、更替、退役這樣的天基核武器系統存在一系列政治上無法接受的問題。先不說發射和再入回收可能出現的核污染事故,請想象一下,如果我們頭上每時每刻都飛舞著數千枚核彈頭,一旦故障失控,會是什么結果?隨著可地面部署、可隨時瞄準發射的部分軌道轟炸系統(FOBS)的出現,軌道轟炸系統已經完全失去了現實意義。
從X-37B的數量和發射頻率看,它也不可能是正式部署的太空戰斗機或轟炸機。官方說法也許沒錯,它就是一個為軍方服務的太空技術試驗平臺,可以執行用其他航天器很難或無法執行的試驗任務,比如需要在再入大氣層階段進行的試驗。不排除用它測試一些攻擊性技術,比如非合作對象的捕獲等。但歸根究底,它還是一個航天試驗平臺。
原計劃本月14日(美國時間)發射的X-37B第七次飛行與以往都不同。它將采用重型獵鷹發射,預期會被送到一條遠地點數萬公里的大橢圓軌道。按國外航天人士猜測,很可能是閃電(Molniya)軌道。這種軌道能在高緯度地區保證大部分時間衛星的可見性,彌補靜止衛星無法覆蓋高緯度地區的缺陷。那么,除了試驗大橢圓軌道的入軌和后期變軌,X-37B還會有哪些動作?讓我們拭目以待吧。
原計劃發射的攜帶X-37B的“重型獵鷹”火箭
既然X-37B只是一個試驗平臺,那么我們就沒有必要過高估計它的軍事作用。以追夢者為代表,小型航天飛機作為新一代航天運輸系統價值更大、前景更光明。筆者認為,小型航天飛機的意義在于,它們接過了大型航天飛機的班,繼續探索水平著陸可復用航天器技術,為未來空天飛機鋪平道路。它們在大型航天飛機和空天飛機之間,起到了承上啟下的作用。
它們應該不會重蹈大型航天飛機的覆轍。美國航天飛機計劃的重要教訓是,既載人又載貨、大而全的多功能設計和使用最新技術的理念導致了系統極度復雜、安全性降低、維護性很差、成本高居不下。小型無人航天飛機因為規模縮小、功能專一、不載人對安全性要求降低,成本大幅下降。即使發射頻率不高,費用也能控制在合理范圍。所以,我們有理由看到它繼續發展,成為航天運輸系統的一個重要角色。
半個多世紀前,當蘇聯第一顆衛星上天、美國啟動X-20計劃時,中國的土地上還沒出現過任何現代火箭,我們唯有仰望。當美國航天飛機升空,蘇聯多次發射回收BOR-4時,天上已經有了幾顆中國衛星,航天飛機則是一個遠在天邊、可望不可求的夢想。今天,我們已經超越了歐洲和日本,甚至航天先驅蘇聯的繼承者俄羅斯,作為地球上擁有航天飛機的唯二國家和美國并駕齊驅。
那么未來呢?
小型航天飛機是承上啟下的產物,未來一定屬于空天飛機。就像文首提到的,中美航天在關鍵領域都有對標項目。中國兩大航天集團都在緊鑼密鼓地研制空天飛機。我們也在多種吸氣式高超音速發動機上取得了突破。航天科工集團的騰云空天飛機計劃于2025年實現亞軌道演示飛行,2030年完成入軌飛行。
美國還沒有公開的空天飛機項目。只有一個項目勉強可以對標,那就是軍方參與英國反應引擎公司研制的佩刀發動機(Sabre)和云霄塔(Skylon)空天飛機項目。只是,這是個延續了差不多30年的蝸牛計劃。而他們依然保持著不緊不慢的節奏,首飛遙遙無期。
蒼海桑田,星轉斗移,世間萬物此消彼長。不知不覺中,地球和太空都已經不同。
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