绝密飞行：X-37B空天飞行器再创飞行记录

文/杨慧君

▲X-37B在轨飞行示意图

不久前，美国X-37B空天飞行器时隔两年半重返地球，再次创下新的飞行记录，在轨飞行时间超过908天。截至目前，X-37B已完成6次在轨飞行任务，累计飞行时间长达3774天，飞行里程超过21亿千米。虽然美国高调公布了此次飞行任务开展的在轨试验项目，却再次引发世界媒体对其真实目的的大猜想。那么，X-37B有何神秘之处？世界各国都有哪些空天飞行器项目？

神秘光环 难觅真相

2022年11月12日美国东部时间上午5点22分，在太空遨游908天的X-37B空天飞行器降落在美国宇航局肯尼迪航天中心，再次打破此前保持的780天的飞行记录。这是X-37B执行的第6次飞行任务，2020年5月17日由美国联合发射联盟“宇宙神”-5火箭搭载升空。

执行此次任务的X-37B是美国宇航局在20世纪90年代后期设计制造的两架轨道飞行器之一。外形构造与当时的航天飞机高度相似，拥有同样的圆钝形鼻子和梯形机翼，不同之处是将航天飞机的单垂尾改成了V型双垂尾，这样便于将飞行器安放在火箭的整流罩内。作为迷你版航天飞机，X-37B全机尺寸仅为航天飞机的四分之一，长8.99米、翼展4.55米，拥有一个2.1米×1.2米的载荷舱，最大搭载力不足5吨。

X-37B返回地面后，美国媒体对此次飞行任务做了简要介绍。X-37B搭载了美国海军研究实验室的“光伏射频天线模块”、美国空军学院的“猎鹰星”-8卫星，以及美国宇航局的两件试验设备，在轨完成了多项美国军方和美国宇航局的科学实验。

“光伏射频天线模块”用于验证将空间太阳能帆板收获的电力转换成射频微波，并回传地球的能力。“猎鹰星”-8卫星装在X-37B尾部新增的服务舱中，卫星携带了5件实验设备，包括磁梯度静电等离子体推进器、超材料天线、碳纳米管、姿控与能量储存商用反作用轮和“天上平板”。来自美国宇航局的试验设备主要用于研究辐射和其他空间条件对一块材料样板和粮食种子的影响。

▲2020年5月17日，X-37B由宇宙神-5运载火箭发射升空，执行第6次在轨飞行任务

作为美国最高机密项目，X-37B一直笼罩在神秘光环之下，此前美国空军一直避谈X-37B的在轨试验任务。根据公开渠道，外界仅能获取到X-37B每次飞行的部分公开任务，其前三次飞行均以测试飞行器性能为主。第一次验证了先进制导和热防护系统，太阳能帆板展开，飞行器自主再入和着陆，五次大幅度变轨测试。第二次验证了飞行器轨道横向机动能力，X波段雷达和机械臂等载荷能力。第三次验证了飞行器可重复使用性能，通过发动机周期性点火维持轨道高度恒定在距地球343～360千米。此后便开始进行载荷搭载试验，第四次测试了新型霍尔推进器、极高频通信及新材料等试验载荷，验证了在不同基地灵活着陆的能力。第五次测试了先进结构嵌入式散热器性能和重复使用能力，并首次开展了以更高轨道倾角进行机动的测试。

虚实相掩 欲盖弥彰

从最初的讳莫如深到现在的高调宣传其科学实验目的，美军都是在掩盖其研发X-37B的真实军事目的。虽然美军一再否认，我们仍然可以从X-37B项目的演变历程探寻一二。

▲ 2019年10月27日，X-37B在轨飞行780天后降落在肯尼迪航天中心

▲ 俄罗斯MAKS计划由安-225运输机搭载发射空天飞机示意图

▲2017年9月7日，“猎鹰”-9搭载X-37B发射升空，这是X-37B的第五次发射，也是美国空军首次将其交给非ULA（联合发射联盟）发射供应商

1996年出台的美国《国家航天政策》中明确提出“发展外层空间控制能力，以保证美国自由进出空间和利用空间，并限制他国自由进出空间和利用空间”的“控制空间”战略。1998年的《美国航天司令部长期规划——2020年设想》又提出“控制空间、全球交战、全面力量集成、全球合作”四种空间作战概念。在此背景下，美国开始大力发展空间作战平台技术，X-37B等多个项目应运而生。

1996年，美国宇航局提出了Future-X计划，包含“开拓者”X-33和“探路者”X-37两个子计划。由于种种原因，X-33半路夭折，但是X-37得以延续。1999年7月，美国宇航局与波音公司签署了4年合作协议，开始建造两架X-37验证机。2004年底，美国国防预先研究计划局（DARPA）接管该项目，并命名为X-37B项目。2006年美国空军快速能力办公室开始负责项目后续工作。美国太空军成立之后，开始承担X-37B的在轨运行和控制工作。

美军高度评价X-37B，盛赞其是第一型同时具备太空轨道飞行和再入大气层能力的飞行器。按照最初的设计，X-37拟由航天飞机携带进入太空，但是在随后的研究中发现，这一方式成本太高，后续改由“宇宙神”-5火箭和美国SpaceX公司的“猎鹰”-9搭载升空。在太空中，X-37自身携带的火箭发动机可实现25马赫的最高飞行速度，开展多项实验任务，然后再入大气层返回地球，水平降落至传统地面机场跑道上。

▲ 英国“云霄塔”空天飞机

▲ 德国“桑格尔”空天飞机

虽然外界媒体对X-37B军事用途做了大量猜想，但是美国军方从未正面回应，而这也恰恰从侧面证实了X-37B项目从未改变的启动初衷。根据美军设想，X-37B项目的远期目标是发展一种真正的空天飞行器，即能够自由往返于稠密大气、临近空间和轨道空间的可重复使用飞行器。这种空天飞行器将突破传统的航天器与航空器的局限，实现在大气层和空间自由穿梭飞行，具备廉价、便捷、安全、机动等优势。

执行军事任务的空天飞行器能够像普通作战飞机一样，在接到命令后随时升空作战，既能在低空飞行，也能在太空中按照预定轨道飞行；既能执行进攻性作战任务，又能执行防御性任务。空天飞行器所执行的军事任务可以包括情报搜集、空中/太空打击、战场通信服务等，几乎涵盖了美国空军和太空军的所有任务类别，是一种真正全能的飞行器。

竞相发展 全面布局

以X-37B为代表的空天飞行器是未来控制空间、夺取制天权的关键武器装备之一。世界各主要军事强国在这一领域展开了激烈的争夺，美国一直处在“领头羊”的位置，俄、德、英、法、印、日等国或重启原来的研制计划，或奋起直追，呈现出你追我赶的局面。

60多年来，美军一直把空天飞行器当作长期的发展蓝图。经历了从早期的技术摸索，到一系列空天飞行器项目方案研究和演示验证试验，美国于2001年提出了“国家航空航天倡议”，并在该倡议指导下完成了空天飞行领域从技术层面到应用层面的全方位布局，逐渐形成了多技术途径同步发展的空天飞行器新格局。目前，美国正在全力推进基于“佩刀”组合发动机的两级入轨空天飞行器研制项目，计划2030年左右具备可实现性。

作为对美国X-37B项目的回应，俄罗斯曾多次表示可能重启冷战时期的“多用途空天系统计划”（MAKS）。MAKS计划由安-225或安-124飞机搭载发射，包括载人型、一次性使用型和无人货运型三种型号，被认为是最接近空天飞行器的一种型号。

20世纪80年代以来，英国先后提出了“霍托尔”和“云霄塔”空天飞机研制计划，后者也将基于“佩刀”组合发动机，实现单级入轨。2019年9月，英国又公开宣称，将与澳大利亚合作开展“太空飞机”的研发工作。

2005年德国提出的SpaceLiner空天飞行器是一种亚轨道、带翼可完全重复使用的两级高超声速飞行器，有望2035年前开展原型样机首次飞行试验。

此外，德国“桑格尔”、印度“艾瓦塔”和日本“希望”号空天飞机也曾红极一时，但都因为技术难题和经费的问题黯然下马。

空天飞行器飞行空域大、速域宽、飞行剖面复杂、飞行力热环境恶劣，因此必然面临着动力、气动、结构材料、制导控制、生产制造、试验保障等众多领域的基础科学问题与关键技术的挑战，实现难度巨大。但是，空天飞行技术的发展将有助于大规模开发和利用空间，实现廉价、便捷、安全、机动的天地往返运输，推动空间产业快速发展。美国高层曾多次在公开场合表示，“谁控制了太空，谁就控制了地球的命运”。世界各国正在迎难而上，竞相发展，全面布局，其发展态势值得我们高度关注。