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中國版X-37B發射成功,美國有的我們也有
送交者: 一劍破天 2020年09月07日19:57:33 於 [軍事天地] 發送悄悄話

據央視新聞頻道報道,9月4日下午四時許,我國在酒泉衛星發射中心使用長征-2F型運載火箭,將某“可重複使用試驗航天器”成功送入太空。央視新聞介紹說,該“可重複使用試驗型航天器”將在軌運行一段時間後,返回地面着陸場,在軌飛行期間將對可重複利用等技術展開驗證,“為和平利用太空提供技術支撐”。

但俗話說,新聞的字數越少意味着事兒越大,尤其是這次使用長二F火箭實施的發射,在圈內早在小半年前就風傳是個“五十萬”級的任務。而從發射場方面傳來的消息也宣稱,任務單位要求參研參試人員、不管是在現場觀看發射的還是留守的,“一律不得拍攝火箭箭體”、“火箭起飛後也不許拍照”,和平時酒泉衛星發射中心實施航天發射的開放態度大相徑庭。故而,由已經淡出人們視野多年的長二F型運載火箭(用於打神舟飛船的)實施的此次發射,更是引人好奇。

中國“可重複使用試驗航天器”大概長什麼樣?

不過,要大伊萬說,雖然新聞報道中沒有明確這麼一個“試驗飛行器”的性質、外形與主要任務,但咱們是可以從用於發射的長二F型運載火箭的載荷能力中反推一番的。那麼長二F載荷性能是什麼樣的呢?

查相關速查表可知,長二F型運載火箭三個構型,其中兩個載人飛船構型、一個空間站構型,各構型火箭箭體基本相同,區別在於整流罩長度和直徑有區別、整流罩頭部是否帶有穩定格柵翼和飛船逃逸塔等為載人飛行而附加的特設設備。以長二F的“天宮構型”來看,該構型全長52米,芯級直徑3.35米,整流罩直徑4.2米,起飛質量493噸,芯一級採用DaFY10-1型主發、芯二級採用DaFY20-2型主發、助推器採用DaFY5-2型發動機,LEO(近地軌道)載荷8.8噸,有效載荷8.6噸。也就是說,此次發射的“可重複使用試驗型航天器”,大概率是一個全重8.6噸左右、如果有機翼的話那麼翼展則小於4.2米、長度小於10.5米(參考“天宮”系列空間站)的飛行器。

美國X-37B

在明確了這麼一個“可重複使用試驗型航天器”的大小後,也難怪大家紛紛盛傳這是一個“五十萬”的任務了:它和一開始由NASA主導、美國空軍摻和、波音公司負責總體,結果主導單位於2006年被DARPA(美國國防部高級研究計劃局)半路“截胡”的X-37B系列空天飛機實在太像了。

畢竟從目前已經公開的、部分也是連估帶猜的X-37B型“空天無人戰鬥機”的技術性能來看,X-37B的機身長度大約為9米、翼展大約為4.57米、機身直徑大約為2.9米、空重加上載荷重量約8.9噸,發射的時候則是靠ULA(“發射聯盟”)的宇宙神-5(Atlas-V)火箭打上去,該型火箭在發射X-37B的時候,LEO運力約9噸,整流罩直徑5米。這麼一番分析,咱們能夠看出來,這個“可重複使用試驗型航天器”,就算跟X-37B不是雙胞胎,估計長得也差不多了,難怪大家給這個密級極高的飛行器起了一個外號:X-37鱉(大霧)。

美國X-37B可執行的任務

既然咱們的這個“可重複使用試驗型航天器”的大小、形狀大概率和美國國防部高級研究計劃局的X-37B蜜汁相似,那麼按照“鴨子定理”,咱們這個“可重複使用試驗航天器”的具體技術性能、任務設計和美國的X-37B估計也是差不多了,X-37B能承擔什麼類型的任務?

相信大家對2011年我國“天宮一號”空間試驗飛行器發射前後鬧出來的所謂“美國絕密飛行器可能危害天宮一號安全”的新聞記憶猶新:是的,咱們的“天宮一號”試驗飛行器於2011年9月29日21時16分,從酒泉衛星發射中心發射升空前後,於2011年3月5日UTC 22時46分成功發射的X-37B型飛行器(OTV-2號任務)實施了一次變軌機動,變軌後的軌道參數與我“天宮一號”試驗飛行器軌道參數極其相似,一時間“X-37B可能對天宮一號實施抵近偵察”、“有可能使用機上配備的機械手捕捉乃至破壞天宮一號”之類真真假假、模糊不清的言論在當時還很原始落後的諸多網絡論壇上大行其道。

當然了,雖然X-37B型飛行器軌道距離“捕捉並破壞天宮一號”差的還遠、所謂“美國絕密飛行器危害我航天飛行安全”事後證明也是虛驚一場,但X-37B作為美國航天飛機軌道器項目的“非正牌繼承人”、冷戰時期一干腦洞大開的太空武器項目的“正宗繼承人”,從其任務設計與技術性能上來講,的確還是“有兩把刷子”的。

按照目前X-37B在多次任務中已經充分展示出來的能力來看,美軍的該型密級極高的航天飛行器起碼具備如下幾種關鍵能力:

一、太空機動變軌性能強大

從X-37B的分系統設計來看,該型飛行器的軌控發動機採用了洛克達因的R-4D型“毒發”,燃料採用的是大家非常熟悉的、在長征系列運載火箭上用了很多年的偏二甲肼加上四氧化二氮,該型發動機價格便宜、性能可靠、性價比很高且可多次點火;而在姿控發動機上,X-37B在頭部、機身兩側、機身尾部安裝有多台小型姿控發動機,可能 “平移”了航天飛機軌道器的姿控發動機技術,可確保X-37B實施多次在軌機動。

而從X-37B已經執行、且目前仍在軌執行的6次OTV(軌道測試飛行器)任務來看,幾乎每一次任務都有大量的變軌機動動作,如於UTC2010年4月22日23時52分發射升空的X-37B-OTV-1任務,一直到發射17天后才被加拿大天文愛好者使用光學望遠鏡發現,在其長達225天的任務時間之內,這架X-37B先後實施了5次在軌機動,包括軌道面內的兩次軌道抬升和三次軌道降低;

而到了2011年3月5日X-37B-OTV-2任務時,雖然美軍對其軌道參數進行了嚴格保密,但根據世界範圍內天文愛好者使用光學望遠鏡的跟蹤數據,OTV-2任務中的X-37B在頭6個月的時間內,起碼實施過兩次軌道面內的變軌機動,而到2012年5月份,X-37B-OTV-2實施了一次軌道面外的機動,將軌道傾角從原先的42.8度調整為41.9度,調整幅度為0.88度。

值得注意的是,這次機動也是被南非天文愛好者使用光學望遠鏡費了好大勁、重新捕捉到了X-37B的新軌道後,才被確認的。美軍事後宣稱,說此次OTV-2號任務在變軌機動方面,“取得了驚人的成功”、“遠比OTV-1成功”,得意之情溢於言表,也算從側面證明了X-37B型航天器的確具備極強的在軌機動、軌道變更性能,而且極有可能在OTV-2任務中實施過不止一次秘密的在軌機動演練。

二、基於機動變軌性能和長續航時間而具備的多任務能力

從之前的論述中,我們已經可以發現,X-37B型飛行器具備極強的在軌機動能力,而根據OTV-2任務中美軍事後公布的信息,X-37B除了可以使用機上的鋰離子蓄電池與備用電池供能,還在機身載荷艙內增加了大面積的太陽能帆板,由太陽能帆板為鋰離子蓄電池充電。

在具備了在軌充電功能後,X-37B的任務時間相比先前有了巨大的延長,比如在OTV-1任務中,X-37B的任務時間只有225天,但等到OTV-2任務時,X-37B的任務時間就已經延長到了469天,隨後更是一路水漲船高,第三次飛了671天,第四次飛了718天,第五次飛了779天,而OTV-6任務剛於今年5月17日發射,目前依然在軌運行,目測又要打破OTV-5任務中創下的紀錄了。

而在X-37B具備機動變軌和長續航能力的情況下,則意味着它所能承擔的任務是極其複雜、極其多元化、密級也極高的,比如在著名的OTV-2任務中大家所擔心的“X-37B可能危害天宮一號安全”。事實上按照美軍目前已經部分公開的信息,X-37B的確試驗性地執行過對所謂的“非合作太空目標對接技術”,咱們都知道飛船與空間站的對接應該叫做“太空目標配合對接技術”,那麼這麼一個“非合作目標”到底是什麼東西、X-37B在具備變軌能力的情況下能怎麼處置這麼一個所謂的“非合作目標”,其實就是個見仁見智的事兒了。

而在另外一次於2012年12月11日UTC18時03分開始的OTV-3任務中,在太空飛行的X-37B軌道被非常“湊巧”地設定為正好穿過中國北京、伊朗、俄羅斯、朝鮮等國的敏感目標上空,既然能飛到人家頭頂上,那麼也許對美軍來說,在X-37B的載荷艙里裝些合成孔徑雷達、光學偵察相機之類的光電、雷達偵察設備根本不成問題。同時,以其強大的機動變軌性能,則意味着在作為“偵察構型”使用的情況下,X-37B的偵察性能將比軌道較為固定、變軌能力差的KH系列偵察衛星高效得多,甚至可以相當於一個“大號的空天偵察機”,具備對大部分時敏類目標實施實時偵察、機動偵察的性能。

中國“可重複使用航天器”的和平運用

那麼,在搞清楚了作為美軍同類裝備的X-37B的技戰術性能後,咱們這回發射上去的“可重複使用試驗型航天器”到底有幾分本事,相信大家也都應該清楚了。不過,大伊萬必須強調一下:和美軍搞的那些花里胡哨的玩意兒不一樣,我們的這個“可重複使用航天器”,“為和平利用太空提供技術支撐”!

比如說吧,你看現在太空中這麼多太空垃圾,根據NASA的數據,目前大概有一萬多個可能會對太空飛行造成嚴重威脅的“大垃圾”,還有一億多個肉眼不可見的“小垃圾”,清除這些太空垃圾、為人類未來大規模進入太空而“架橋鋪路”,自然是我們作為一個負責任的大國要做滴事業!故而,美軍X-37B具備的“非合作太空目標對接技術”,我們當然也要有,事實上這麼一個載荷打上去之後,不少大佬已經在暢想由它把咱們最早的“東方紅一號”衛星抓回來、擺在革命軍事博物館大廳中央展覽的場景了。

天上有“非合作太空目標”,水裡當然也有“非合作大型艦艇”

再比如說吧,你看我們現在有這麼多的大型商船、大型油輪,還有印度洋的海運生命線,有了這麼一個“可重複使用試驗航天器”,咱們的商船啊、油輪啊,現在到底跑到了什麼位置,上面運的貨到底丟沒丟、有沒有不懷好意的海盜啊海軍啊可能會跳幫搶劫,拿着這個“可重複使用試驗航天器”機動變軌、來回翻飛拍點兒照片,咱們地面站一看不就清楚了。

當然,能拍大型商船、大型油輪,對於某些“非合作大型艦艇”,咱們順手也是可以拍一拍的,加上有了機動變軌性能,對海域的普查性能自然也會遠遠超過目前的“海洋”、“高分”系列地球資源衛星,要是順帶能給岸基的“天降真理”指示個目標,幫助咱們反反海盜、搞搞護航,那就更是善莫大焉了。


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