X-37B重返太空轨道

李·哈德森（华盛顿），艾琳·克鲁兹（卡纳维拉尔角）

在第6次太空试验任务中，X-37B第一次加装服务模块测试多种试验任务载荷性能。同时评估太空环境对农作物种子生长情况的影响，测试太阳能转换成射频微波能量并传回地球等技术。

2020年5月，X-37B轨道试验飞行器（Orbital Test Vehicle，OTV）在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地搭乘联合发射联盟（United Launch Alliance，ULA）公司“宇宙神” V（Atlas V）运载火箭发射升空，执行第6次太空试验任务。在美国太空军成立之际，美军在任务执行前罕见公布了此次太空试验任务部分细节。

关于X-37B

X-37B轨道试验飞行器计划源自美国国家航空航天局（NASA）最初的X-37计划，1999年美国国家航空航天局开始实施X-37计划，1998年至2001年，该局使用X-40A进行了初步低速/低空试验。据悉，X-40A由美国空军研究实验室开发，是X-37的缩比机型。2004年9月美国国家航空航天局将X-37计划移交给美国国防预言局（DARPA），此后该计划成为美军的机密。在2005~2006年期间，美国国防预言局使用波音制造的X-37A开展了一系列运载和发射测试，这些验证演示的成功，促使美国空军决定启动X-37B轨道试验飞行器计划。2006年11月，美国空军宣布对X-37A进行改进，开发空军型号即X-37B。

表1 X-37B 概况表。

图1 主承包商波音公司已为美空军制造两架X-37B。

图2 X-37B等待发射。

X-37B轨道飞行试验器计划基于早期工业基础和政府的支持，美国国家航空航天局、美国国防预言局和美国空军均参与其中，目前该计划由美国空军快速能力办公室牵头。波音公司作为主承包商，已为美国空军制造两架X-37B。

X-37B于2010年4月22日在卡纳维拉尔角空军基地首次发射，迄今为止美国空军已经执行5次X-37B任务，即编号为OTV-1至OTV-5的任务。执行OTV-1到OTV-3任务时，X-37B降落在加州范登堡空军基地，近年执行的OTV-4和OTV-5任务，X-37B降落在佛罗里达州肯尼迪航天发射中心。

X-37B在轨飞行时间被设计为270天，但已成功演示了更长时间的飞行任务。截至目前，美国空军两架可重复使用OTV航天器共完成5次任务，累计在轨飞行时间2865天，每个任务的持续飞行时间从224天到779天不等。

美空军透露任务细节

尽管美国航空航天业正遭受新冠病毒大流行的重创，但国防部仍通过发射X-37B轨道试验飞行器执行第6次太空试验任务，以期降低可重复使用航天器的任务成本。这是美国太空军（USSF）成立以来首次发射X-37B，也是卡纳维拉尔角空军基地完成的第三次航天发射任务。5月中旬联合发射联盟 “宇宙神” V火箭搭载X-37B在卡纳维拉尔角空军基地升空。

由于执行新冠肺炎疫情防控措施，全美试验场地被关闭，人员活动减少。第45太空翼（Space Wing）部队指挥官道格·席斯（Doug Schiess）准将表示，6月30日之前航天发射都未回归正常。

表2 X-37B历次任务统计表。

美国太空军X-37B第6次试验任务，代号为USSF-7。今年5月东部靶场发射日程还包括空间X(SpaceX)公司的两次发射，其中包括美国国家航空航天局“演示”-2（Demo-2）前往国际空间站的载人飞行试验。6月30日空间X“猎鹰”9（Falcon 9）发射了GPS-3卫星，7月17日美国国家航空航天局火星2020“漫游者”（Mars 2020 rover）将由ULA公司“宇宙神” V发射。

太空军发言人威廉·拉塞尔少校（William Russell）表示，2010年4月以来轨道试验飞行器完成了一系列飞行任务，X-37B第6次任务将进一步发展可重复使用航天器的作战概念，同时略微调整其技术参数，以提供经济性更佳的可重复使用航天器。

空军部长芭芭拉·巴雷特（Barbara Barrett）在5月6日举办的太空基金会议上表示，空军快速能力办公室与空军研究实验室即现在的美国太空军，在共同合作执行一项任务，最大程度发挥X-37B的独特能力。

X-37B首次加装服务模块开展试验

在第6次太空试验任务中，X-37B第一次加装服务模块开展各种试验。服务模块安装在轨道试验飞行器尾部，以便在轨测试多种试验任务载荷性能。

国防部透露三项试验任务细节

国防部对外透露了X-37B第6次任务中的三项试验任务细节，即采用波音公司制造的X-37B为美国国家航空航天局开展两项试验，为海军研究实验室（NRL）执行一项试验任务。

（1）第一、二项试验

美国国家航空航天局的第一项试验是，使用X-37B评估太空环境对农作物种子生长情况的影响；第二项研究是使用一个材料样板来确定辐射及其他太空现象对各种材料造成的影响。

（2）第三项试验

海军研究实验室的试验科目是，测试将太阳能转换成射频微波能量并传回地球。该实验室引用战区网（The War Zone website）5月8日的一份报告指出，未来长航时无人机可能使用微波波束技术。此外，这项技术可以通过卫星向地球和其他在轨航天器提供可靠的动力。

微波波束技术将为条件较差地区的军事设施提供一种替代方案，以取代低功率太阳能系统，或不得不运输发电机和大量燃料消耗的应用。运用微波技术后，军事人员采用一个整流天线采集在轨卫星发射的微波波束能量。整流天线也称矩形天线，能将高功率密度的微波能转换为直流电。

减轻燃料重量和避免大量燃料消耗是海军陆战队多年的目标。在该试验之前，研究人员已尝试使用功率波束延长小型无人机的续航时间。2012年洛马公司向“潜行者”（Stalker）小型电动无人机上的光伏阵列板发射激光束，该机因此获得电能并在高空停留48h。根据海军研究实验室的概念，无人机将配备整流天线，以采集太空中发射的微波波束能量，进而为常规推进系统提供动力。

重要意义

图3 美国太空军首次发射X-37B执行第6次试验任务。

海军研究实验室认为，此次X-37B执行第6次试验任务，将改变人们对发电的看法，同时为未来持久无人飞行奠定基础。美国空军部长巴雷特表示，太空军将把这次飞行献给为新冠疫情而战的美国一线抗疫人员，他们的伟大付出使美国保持强大。

X-37B计划的大部分任务细节尚处于保密。美国空军表示，该项目旨在验证可靠、可重复使用和无人空间测试平台的军事技术。国防部希望验证X-37B可重复使用自主航天器返回地球的能力，也希望其航电设备、飞行系统、制导与导航、防热、隔热、推进和再入大气层系统完好无损。

太空军发言人拉塞尔表示，航天器改进和作战概念将吸取过去的经验教训，这些改进将有助于航天器性能检测，并对发射供应商，着陆通道和着陆点加以扩充，进而生成更灵活、更有效的集成、发射和着陆时间表。此前，ULA“宇宙神”V火箭曾4次搭载X-37B升空，空间X公司“猎鹰”9火箭仅1次搭载X-37B升空。■