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专家质疑空军X-37B机器人太空飞机的实用性

美国空军的X-37B(如图所示)是一架无人驾驶的军用太空飞机,能够在地球轨道上进行长时间飞行。机器人航天器有一个太阳能电池阵列和一个皮卡床大小的有效载荷舱。

对空军创新的无人驾驶X-37B太空飞机的新观测使该航天器的机密任务重新回到正轨。尽管许多人在思考这种飞行器的确切性质,但一些专家已经公开质疑是否需要机器人太空飞机。

根据癌症科学家联盟(UCS)在航天器当前任务期间发布的一项分析,X-37Brobotic太空飞机可能拥有的几乎每一种飞行能力都有更便宜的替代方案。该组织的专家希望奥巴马政府和国会重新审查美国对太空飞机计划的承诺。

华盛顿UCS的物理学家和空间安全专家LauraGrego说:“这并不是每个人的一切。”C.“实际上是非常有限的。”

正如空军官员在4月航天飞机发射前指出的那样,X-37B的主要独特优势可能是能够将实验或硬件返回地球进行检查。目前只有美国国家航空航天局的航天飞机具备这种能力,但航天飞机将在未来一年左右完成最后的任务。

大部分不确定性也在于该项目未知的价格标签。这架太空飞机的悠久历史不仅包括作为美国空军主要承包商的波音幻影公司,还包括美国国家航空航天局和五角大楼的国防高级研究计划局(DARPA)。

数数方法

Grego和UCS的同事David Wright于6月在他们的UCS博客“All Things Nuclear”上描述了他们的担忧,他们表示,X-37B的主要问题是缺乏令人信服的任务。他们最近还共同撰写了“保护天空”报告,概述了美国应采取的10个步骤来保护太空。

Grego和Wright说,其他没有返回地球的系统可以以低得多的成本将有效载荷送入轨道,在太空中机动,与卫星相遇,并释放多颗卫星或其他有效载荷。

将有效载荷带回地球的能力代表了X-37B极其独特的能力。然而,UCS的研究人员表示,卫星修复或回收没有多大意义,因为X-37B的有效载荷舱很小,只有皮卡床那么大。

相比之下,航天飞机的有效载荷舱可以容纳两个完整的X-37B。

至于部署太空海军陆战队,专家们说算了。X-37B的滑翔着陆方式将使其很容易成为防空系统的猎物,也很难证明放下几架战斗机的高昂成本是合理的。

格雷戈在接受太空网采访时表示:“很难想象是什么让这项任务进展顺利。”“它不能保护你免受空袭,如果你在Atlas V上发布,惊喜元素也不会真正对你有利。”

同样,UCS的研究人员表示,X-37B代表了极不可能携带导弹或其他武器的载体,因为其有效载荷限制、成本和作为慢速滑翔轰炸机的脆弱性。

他们的评估在很大程度上与前美国空军轨道分析师、现任安全世界基金会技术顾问Brian Weeden早些时候的分析一致。威登曾将敬畏的X-37B的可能性评为“零”

轨道间谍

威登与加州大学洛杉矶分校的研究人员一致认为,可重复使用的太空飞机存在“大量工程和技术问题”,限制了此类飞行器的成本效益。但他仍然认为X-37B是一个合理可行的轨道间谍,可以填补目前轨道卫星覆盖范围的空白

威登说:“我想说,现在太空飞机在满足战斗机需求方面的反应可能比我们现有的任何东西都要快。”“但这在很大程度上取决于周转时间。”

X-37B可以为每次任务重新配置其传感器有效载荷。威登建议,这种有效载荷将取决于军事指挥官或情报机构窥探世界某些地区的需求。

与永久卫星相比,拥有更多的推进剂燃烧许可也可以使X-37B改变轨道,从而在飞行中灵活地改变覆盖范围。

威登说,最后,在准备工作方面,太空飞机比卫星发射任务具有可能的时间优势。每颗卫星的设计都有一种独特的方式与携带它进入轨道的助推火箭“匹配”,这可能会在短时间内成为一个时间问题。

在紧急情况下,空军官员可以通过将任何传感器有效载荷插入X-37B的标准机身来绕过这个问题。

在不知道确切成本的情况下(它们是机密的),关于X-37B的大部分争论也可能归结为观点。UCS的研究人员甚至威登都认为缺乏任何一项引人注目的任务,而空军和美国国防部则很享受这种可能性。

威登指出,国防部近年来经常青睐这种“万事通”系统。

威登解释道:“X-37B在一件事上做得并不好,但它做了很多事情。”“所以,从这个意义上说,我可以为它辩护。”

机器人重返地球

关于X-37B的可重复使用性的大部分猜测最终取决于它在重返大气层和着陆过程中的表现。这种类似飞机的自动降落将是美国空军的第一次。

只有苏联以前用其布伦版本的美国航天飞机展示过这种自动滑翔返回能力。

威登说:“据我所知,它并不比航天飞机先进多少。”“就航天飞机而言,这是进化的,而不是革命性的。”

与绞盘式降落伞降落相比,这种降落对敏感或秘密的军事和情报有效载荷无疑具有优势。

格雷戈德米特说:“让它降落在跑道上比在海里或沙漠中降落时把它捞起来要好。”然而,她和忧思科学家联盟的赖特仍然不相信太空飞行器的成本是合理的。

无论X-37B现在的能力如何,它最初都是美国国家航空航天局以X-37命名的一个雄心勃勃的项目。早在1999年,美国国家航空航天局和波音公司就签署了一项1.73亿美元的合作协议,共同开发该飞行器。

美国国家航空航天局X-37项目前部门经理苏珊·特纳表示,空军早期就对X-37产生了兴趣,认为它可能是一种太空机动飞行器。但美国航天局对重新使用太空飞行器的整体技术更感兴趣。

构建更好的空间平面

特纳说,航天局的目标是引进一批全新的技术。其中包括自动重返大气层和着陆系统。

美国国家航空航天局还希望飞行控制完全由机电执行器(EMA)驱动,这种执行器消除了正常控制系统中庞大的液压回路,并采用了所谓的线控供电方式。X-37的制动系统也会包含EMA。

需要新的隔热砖来保护X-37免受重返大气层的高温,因为与航天飞机相比,X-37的倾斜角度更大。热负荷也会增加,因为X-37的尺寸较小,这意味着释放热量的表面积较小。

所谓的热结构是为舵舵器设计的,舵舵器结合了升降舵和舵控制面,有助于操纵航天飞行器。热结构旨在摆脱重新进入的热负荷,而不需要额外的瓷砖或毯子进行保护。

特纳回忆道:“我们打算用X架飞机填满天空。”她目前在阿拉巴马州亨茨维尔的美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心担任工程主任。

但X-37只能在美国国家航空航天局的一个项目中幸存下来,直到2004年,乔治·布什总统宣布他的以月球为中心的美国国家航空宇航局倡议,没有留下可重复使用的小型航天飞机的空间。

最终,美国国家航空航天局将X-37项目移交给了五角大楼的DARPA,后者又将该项目移交给空军。

X-37重生

尺寸限制使X-37B无法成为成熟的航天飞机替代品,至少就飞行人类而言是这样。特纳说,事实上,美国国家航空航天局曾考虑将前身X-37作为航天飞机内的第二有效载荷进行飞行。

特纳说:“这一直只是一种技术证明,它不会让人们处于危险之中,而且理论上成本比骗局低。”她补充说,美国国家航空航天局也曾一度希望将X-37作为长时轨道飞行器,这与空军对X-37B的考虑并无不同。

X-37也可能比航天飞机更频繁地发射可消耗的阿特拉斯或德尔塔4中型火箭。航天发射本可以更频繁地将科学有效载荷送入轨道,而不是排在航天飞机发射的长队中,并且仍然可以利用X-37的返回能力。

同样,美国国家航空航天局也对X-37感兴趣,认为它是一种可重复使用的平台,可以在太空中飞行硬件进行测试,这样工程师就可以知道这些系统的性能如何。特纳说,这些测试机会很少出现。

撇开成本和努力不谈,特纳似乎很高兴X-37最终像X-37B一样进入轨道,尽管外界专家仍在继续争论其作为空军运载工具的性能和成本效益。

特纳说:“我总是告诉人们很难接受一个好主意。”


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