航天器有許多類型，國內耳熟能詳的航天器包括“天宮”空間站、“北斗”衛星和“嫦娥”系列月球探測器等。今天，我要向大家介紹另外一種航天器，軌道飛行器。
(資料圖)
現有的軌道飛行器依靠運載火箭，垂直發射進入空間軌道，集成衛星和飛機的技術特點，能像衛星那樣在太空實現軌道飛行，還可以像飛機那樣再入大氣層滑翔著陸，且具有重復使用能力，是可以多次往返于地球和太空的航天器。軌道飛行器最經典的應用案例莫過于由美國NASA研制的航天飛機。航天飛機由軌道飛行器、外掛燃料貯箱和固體助推器三大部分組成。軌道飛行器是航天飛機的主體，航天員在軌道飛行器前段內進行工作或休息，有效載荷則存放于軌道飛行器中段，軌道飛行器后段由垂直尾翼、三臺主發動機和兩臺軌道機動發動機組成，負責提供動力。外掛燃料貯箱與軌道飛行器相連，負責為軌道飛行器補充燃料。固體助推器則是為了在航天飛機起飛時，提供相應的推力。
航天飛機的用途廣泛，除了可以運送航天員和有效載荷，還支持在太空中進行大量的科學實驗和空間研究工作，也可以把人造衛星從地面帶到太空中釋放，或維修太空中失效的無人航天器。盡管航天飛機的功能如此強大，但其軌道飛行器的維修難度太大，導致復用的價格過高，平均每次發射成本為15億美元，且航天飛機維修后的發射風險仍然居高不下，迄今為止，已經有兩架航天飛機在任務中爆炸，導致14名宇航員喪生，航天飛機最終于2011年退出歷史舞臺。
雖然，航天飛機已經退役，但其相應技術得以保留，并為后續軌道飛行器的研發打下基礎。
目前，美國最新一代軌道飛行器，代號X-37B，由波音公司生產，其外型與航天飛機有異曲同工之妙，但整體尺寸只有航天飛機的四分之一，曾搭載宇宙神5和獵鷹9火箭進行發射，飛行器入軌后利用自身配備的軌道機動系統實現機動變軌。X-37B共執行過6次在軌飛行任務，其中最后1次任務于2020年5月17日開始，至2022年11月12日結束，在軌時長多達908天，但美國并未對外公布此次X-37B在軌飛行的任務清單。這不禁引發了專家們對X-37B的聯想，X-37B在過去兩年多的時間里執行了哪些任務？X-37B究竟具有哪些功能？
根據現有信息，為NASA執行最后一次發射任務的“亞特蘭蒂斯”號航天飛機長約37米、翼展約24米，運載能力為69噸。與“亞特蘭蒂斯號”相比，X-37B的尺寸較小，長約8.8米、翼展約4.6米，運載能力在2噸左右。因此，X-37B在運輸方面并沒有多少潛力可以挖掘，人們更多關注其在軍事方面的應用。由于X-37B是美國的絕密裝備，目前也只能根據現有信息對其軍事用途進行推測。首先，X-37B具有極長時間的在軌飛行能力，既可以充當通訊的中繼，也可以作為對地面監視的高空平臺，而且X-37B的變軌能力，將使得反衛星導彈無法命中。相反，X-37B在裝備激光武器或者其它武器后，可以利用自身的變軌能力攻擊其它衛星；其次，X-37B的最高飛行速度能達到音速的25倍以上，難以被偵測和攔截，環繞地球1圈僅需1個小時，若研發與之匹配的天基武器，美軍可在短時間內完成對目標的打擊，從下達命令到發射和摧毀目標，只需要不到半個小時，而且打擊范圍是全球；最后，X-37B有能力攜帶核彈并對目標進行打擊，但其實際意義還有待商榷。總而言之，我們對X-37B的功能只停留在猜測階段，但其相關性能確實引發了業界專家對其軍事用途猜想的共鳴。同時，X-37B的出現將有可能掀起一場更高層級的軍備競賽，太空武器時代也將在屆時拉開序幕。
科普主講人：戴佳橋（北京航天長征科技信息研究所）
科學審核：東海（航天科技工作者）
監制：戰釗
導演：金赫
榮譽出品：北京宇航學會 北京航天長征科技信息研究所
出品：中國科協科普部 光明網傳媒有限公司
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