X-37B空天飛機各項關(guān)鍵技術(shù)均得到驗證，美軍或加速推進其實戰(zhàn)化
X-37B是美國波音公司研制的一種無人駕駛軌道試驗飛行器(OTV)，也是繼航天飛機之后美國研制的第二種可重復(fù)使用的航天器。首架X-37B原型機(編號OTV-1)于2010年4月22日發(fā)射升空，在近地軌道運行7個多月后成功返回地面。第二架X-37B(編號OTV-2)于2011年3月5日發(fā)射升空后，也于2012年6月16日順利返回地面。這標志著美國在小型、無人駕駛、可重復(fù)使用航天器技術(shù)領(lǐng)域取得了重大進展，為其進一步改進并最終實用化打下了堅實的基礎(chǔ)。由于美國軍方對X-37B項目嚴格保密，加上X-37B迄今為止僅實施了兩次試飛，因此外界對該項目內(nèi)容及技術(shù)細節(jié)知之甚少。本文將根據(jù)近期媒體的相關(guān)報道和國外部分專業(yè)人士的評論，對X-37B項目第二次任務(wù)飛行的情況進行初步分析。
測試回顧：效能遠超預(yù)期，大幅延長在軌時間
按照最初的計劃，OTV-2發(fā)射入軌后，將會在軌道上持續(xù)運行9個月的時間。但是到2011年12月實現(xiàn)這一目標后，由于OTV-2在軌飛行狀態(tài)良好，美國軍方對該機的技術(shù)狀況深表滿意并擁有了足夠的信心，遂決定延長該機的任務(wù)飛行時間，以進一步測試其持久飛行能力。最終OTV-2的任務(wù)飛行時間超過了15個月(長達468天13小時2 分鐘)，飛行總里程相當于繞地球7000圈。這一在軌運行時間不僅達到了先前OTV-1的兩倍以上，而且其一次在軌飛行時間也超過了先前美國各架航天飛機的累積在軌飛行時間。值得一提的是，目前有人認為，美國軍方之所以延長此次OTV-2的任務(wù)飛行時間，還有一個目的是為了更充分地向外界展示該機的性能，以期能夠影響美國政府決策，避免X-37B項目研發(fā)經(jīng)費遭到削減。因為在美國政府2013~2017年財政預(yù)算大幅度削減的背景下，目前X-37B項目經(jīng)費存在著被削減甚至中止的可能。
OTV-2發(fā)射升空后，盡管美國軍方對其軌道參數(shù)等信息嚴格保密，但世界各國的地面天文觀測愛好者對該機的動向保持了高度關(guān)注，密切跟蹤著其在軌運行狀況。觀測者們發(fā)現(xiàn)，當OTV-2于2011年3月發(fā)射升空后，最初位于高度206英里(331千米)、傾角42.8度的軌道上。到2011年夏天，OTV-2的軌道高度被略微抬升至209英里(337千米)，隨后便長期停留在這一軌道上(傾角保持不變)。在此期間，OTV-2曾多次通過小范圍機動變軌來克服太空稀薄空氣阻力的影響，以維持其軌道高度，使近地點和遠地點高度分別保持在205英里(約330千米)和212英里(約341千米)。直至2012年4月22日，一位南非的觀測者發(fā)現(xiàn)，OTV-2仍在該軌道上運行。但是到2012年5月初，OTV-2突然開始降低軌道高度，一度使地面的觀測者們丟失了目標，后來才發(fā)現(xiàn)該機轉(zhuǎn)移到了高度為182英里(293千米)、傾角為41.9度的新軌道上。
到2012年6月16日，OTV-2在經(jīng)過近469天的太空飛行后，最終返回地面。該機于當日凌晨8時48分，途經(jīng)太平洋上空在加利福尼亞州的范登堡空軍基地順利著陸。
任務(wù)分析：提升可靠性，關(guān)注偵察、攻擊性能
美國空軍太空司令部(AFSPC)司令威廉·謝爾頓(William Shelton)上將近期表示，OTV-2此次任務(wù)飛行取得了“驚人的成功”，但他沒有透露OTV-2所執(zhí)行的任務(wù)細節(jié)。承擔X-37B發(fā)射和回收任務(wù)的美國空軍第30太空中隊(30th Space Wing)也承認OTV-2在其飛行期間曾進行了一系列“在軌試驗”，但同樣未透露這些試驗的內(nèi)容和性質(zhì)，只是籠統(tǒng)地表示該機是在“測試航天新技術(shù)”。盡管這樣，媒體普遍認為OTV-2此次飛行所承擔的任務(wù)不外乎兩方面：
(1)測試先進航天器技術(shù)，提高系統(tǒng)可靠性
這主要是對X-37B飛行器本身及其各子系統(tǒng)進行測試，對發(fā)展未來可重復(fù)使用的先進航天器所涉及的相關(guān)新技術(shù)進行驗證。
在OTV-2發(fā)射升空前不久，來自美國空軍快速能力辦公室(AFRCO)的X-37B項目官員特洛伊·吉思(Troy Giese)中校曾表示，OTV-2的主要任務(wù)是“擴展平臺任務(wù)包線”，該機將會充分吸取OTV-1首次測試飛行時所獲得的相關(guān)經(jīng)驗，尤其將注意增強該機的在軌橫向飛行范圍和更強側(cè)風時的進場能力，因此OTV-2此次飛行將具有更大的軌道運行范圍，并將進行極端天氣條件下的著陸試驗。
從目前公開的情況來看，OTV-2在軌運行期間不僅實現(xiàn)了長時間的軌道維持，而且至少進行了一次大的機動變軌，在軌道面抬升的同時也對軌道傾角進行了調(diào)整，其技術(shù)水平明顯超過了OTV-1，后者盡管在運行中也成功實施了多次機動變軌，但其變軌前后均處于同一軌道面上。
不過，此次OTV-2在返航時是否真的完成了極端天氣條件下的著陸測試，還有待進一步證實。先前曾有報道稱，為了避免著陸時再度像OTV-1那樣出現(xiàn)爆胎現(xiàn)象，OTV-2主起落架機輪的胎壓被降低了15%，這將有助于該機更好地適應(yīng)著陸跑道的路面要求。
此外，根據(jù)近期媒體的報道，OTV-2此次飛行中還對自主導航與控制設(shè)備、全電飛行控制系統(tǒng)、熱防護裝置和新型太陽能電池帆板等關(guān)鍵技術(shù)進行了測試驗證，這些技術(shù)對該機今后的進一步改進、尤其是發(fā)展人員運輸改型(其編號為X-37C)非常有幫助。
(2)測試新型任務(wù)載荷，偵察、攻擊功能備受關(guān)注
盡管美國軍方對OTV-2此次所攜帶的載荷始終守口如瓶，但外界普遍認為該機貨艙內(nèi)搭載有秘密的任務(wù)載荷，甚至有人判斷該載荷就是一顆配備有先進傳感器設(shè)備、可用于承擔軍事偵察和情報收集任務(wù)的偵察衛(wèi)星，OTV-2此次飛行的一個重要任務(wù)就是對其中的傳感器、尤其是成像偵察設(shè)備進行測試。
值得注意的是，前述的各國天文觀測愛好者們發(fā)現(xiàn)，OTV-2在軌期間還表現(xiàn)出了相當引人注目的運行規(guī)律：該機在其長期停留軌道(高度209英里、傾角42.8度)上，大約每2天(而且相當準時)會重復(fù)經(jīng)過某一地區(qū)上空；而變軌后在新軌道(高度182英里、傾角41.9度)上運行時，大約每3天就會重復(fù)經(jīng)過某一地區(qū)上空。鑒于每隔2~4天重復(fù)經(jīng)過某地區(qū)上空一次，一直是美國成像偵察衛(wèi)星的典型運行特征，再聯(lián)系到OTV-2的軌道傾角和較低的軌道高度，以及該機曾多次飛臨伊朗、朝鮮等敏感地區(qū)上空，也間接證實了OTV-2所攜帶任務(wù)載荷的主要用途。
此外值得指出的是，國外曾有人猜測，OTV-2在此次飛行中也對中國的“天宮1號”空間站建設(shè)項目進行了監(jiān)視。其主要根據(jù)是OTV-2在軌飛行期間，有報道稱其運行軌道曾一度與“天宮1號”空間站相當接近，并且OTV-2將原定的返回日期推遲了一天，正好在中國“神舟9號”載人飛船發(fā)射2小時11分鐘后著陸。但從技術(shù)、軍事和政治等角度來分析，上述這種說法的可信度并不高，因為這樣做的實際意義并不大。盡管這樣，從目前公開的X-37B技術(shù)性能來看，該機不僅具備在太空釋放衛(wèi)星甚至對地攻擊彈頭的能力，同時也有潛力在太空監(jiān)視、摧毀甚至抓捕他國的航天器，這確實值得他國重視和應(yīng)對。
測試前景：第三次飛行計劃已經(jīng)確定
美國國防部X-37項目發(fā)言人表示，目前美國軍方正在對OTV-2此次試驗飛行的效果和任務(wù)完成情況進行評估，相關(guān)結(jié)論的公布還有待時日。但作為正常測試計劃的下一步，美國空軍已經(jīng)安排好X-37B的第三次任務(wù)飛行，并且會使用已經(jīng)飛行過的兩架X-37B(OTV-1和OTV-2)中的一架，以便對該機的重復(fù)使用性能進行測試，從而驗證X-37B是一種經(jīng)濟可承受性良好的航天器。
目前美國空軍已經(jīng)確定，將由承擔過首次試飛任務(wù)的OTV-1進行第三次任務(wù)飛行。OTV-1于2010年12月3日返回地面后，進行了飛行后的例行檢測和維修，目前該機已經(jīng)被運抵卡納維拉爾角。根據(jù)美國空軍空間司令部最新透露的信息，OTV-1已經(jīng)定于2012年秋季(預(yù)計在10月左右)再次由“宇宙神”-5火箭發(fā)射入軌，但具體時間還將根據(jù)該機技術(shù)狀況、發(fā)射場天氣條件等因素綜合評估后再做決定，并由聯(lián)隊一級機關(guān)正式批準。此外，與前兩次測試飛行一樣，屆時OTV-1所攜帶的任務(wù)載荷也將高度保密。(陳黎 中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心高級工程師)
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