#宇宙生活指南#

近日，中國成功發射“可重複使用航天器”引發外界關注，這種航天器與美國的X-37B比較相似，我們對X-37B的科學分析也不難判斷，此類航天器到底是做什麼用的。

2019年10月27日凌晨3:51，美軍第5架次X-37B軌道飛行器降落在肯尼迪航天中心跑道上，在軌飛行時間長達780天。這次任務結束之後，X-37B在軌飛行時間累計達到2865天，波音公司至少製造了2架X-37B進行飛行，證明了這款軌道飛行器具備可重複使用能力。

圖注：X-37B是個有翼航天器，意味着能夠在大氣層內進行飛行

圖注：中國成功發射了可重複使用航天器

2020年5月16日，第六架次X-37B發射入軌，這是美國太空軍成立之後第一次發射X-37B，此外，參與本次發射任務的機構還有美國防高級研究局（DARPA）和美國空軍快速能力辦公室。

X-37B持續多年的試飛都處於保密狀態，我們並不知道這個飛行器在軌道上做了什麼，但隨着時間的推移，一些測試項目也浮出水面。

X-37B前5次任務概述

X-37B第一次飛行是在2010年4月，第一架次飛行時間持續224天，第二架次在2011年3月發射，在軌飛行468天。需要注意的是，波音公司造了兩架X-37B，分別在前兩次飛行中升空，此時並不能檢驗X-37B的重複使用能力。

第三架次在2012年12月升空，在軌飛行674天，這次飛行首次證明了X-37B具備重複使用能力。

第四架次在2015年5月升空，飛行了718天，執行本次任務的很可能爲2011年執行第二架次飛行的X-37B。

第五架次在2017年9月發射入軌，軌道飛行780天，在2019年10月降落。

X-37B前5次任務均沒有出現較大的事故和差錯，一切都按照既定程序進行。

圖注：X-37B的特寫

從第四架次以來，美空軍對X-37B任務的保密程度有些鬆動，比如我們知道在第四架次上測試了航天器使用的霍爾推進器，會安裝到先進極高頻通信衛星上，作爲動力使用，該衛星主要爲美軍及其盟友提供通信服務。第五架次X-37B上安裝了結構嵌入式熱擴散器II（ASETS-II），這是安裝在航天器上的熱管控設備。本次入軌的第六架次X-37B，攜帶的儀器就更多了，更加透明瞭。

第六架次X-37B升空做些什麼

第六架次X-37B第一個任務是NASA進行的材料試驗，驗證一些材料在太空環境中的變化，此類測試在之前幾架次的X-37B上出現過，屬於系列化的實驗項目。

第二和第三個任務屬於兩大航天技術測試，如果技術成熟，能再次改變世界科技走向。第二個任務是由美海軍研究實驗室進行的射頻微波能量試驗，旨在將太陽能傳遞到地面上，未來的工程雛形可能是小型軌道發電站，將收集到的太陽能通過射頻微波傳遞到地面。基於電磁場空間的能量傳輸理論最早應該是特斯拉提出的，能量從發射端到接收端都不需要使用電纜，以電磁波作爲載體。X-37B上測試的射頻微波能量傳輸機制屬於電磁波無線輸能技術，之前美國測試過激光傳輸，但是效率和安全性沒有微波高。微波射頻輸能適合用於大規模、遠程輸電，在大氣中的衰減程度小，功率容量大等都是微波傳輸的優點。

圖注：X-37B有個載荷艙，可執行多種任務，攜帶各種小載荷

2007年，英國科學家利用電磁共振原理讓兩個相距2米的線圈實現了無限輸能，點亮了60W的燈泡。2009年，我國四川大學進行了國內首次遠距離微波輸能實驗，距離達到200米。X-37B在軌道上進行微波射頻實驗，意圖就非常明顯了，遠期力爭建造第一座軌道太陽能電站，近期可對衛星進行近距離供能。

第三個任務是釋放一顆由美空軍研究實驗室開發的FalconSAT-8小衛星，重量爲136公斤。釋放小衛星的操作體現出X-37B最大的一個特點，能夠利用載荷艙的空間裝載小型設備，在軌道上釋放，因此一些媒體依此認爲這是X-37B具備軍事用途的證據之一。FalconSAT-8小衛星預計在升空之後數天至數週內釋放，不出意外的是應該在月底釋放到軌道上，這顆小衛星也大有講究，FalconSAT-8小衛星本身是一個擁有電磁推進裝置的航天器，這是一個新的動力模式，推進方式不是依靠化學燃料，而是電磁機制推進，也號稱是反重力推進裝置。

圖注：X-37B的塊頭也不算很大

電磁推進系統理論上具備讓航天器脫離地球大氣層的能力，而且不需要攜帶大量的燃料，因此動力裝置可以很輕。我們目前所有的大型火箭雖然可以讓航天器進入軌道，但攜帶了相當於總重量90%的燃料，如果我們前往太陽系的其他天體，毫無疑問要使用電磁推進裝置。由於電能可以通過核電池、太陽能獲得，電磁推進裝置在延續性方面可以做到幾乎無限續航力，具備極爲誘人的可持續空間飛行的能力。

從軍用的角度看，FalconSAT-8小衛星上的電磁推進裝置具備雷達隱身能力，電磁推進裝置在工作時可利用等離子體包裹機體，形成可吸收雷達波的屏蔽層，具備雷達隱身能力。同時還有不依賴傳統燃料進行推進的特點，飛行過程中還能抑制紅外輻射的排放。該技術在軍民領域都有非常廣闊的前景，也是大國競爭發展的科技之一。

圖注：電磁推進技術將是未來航天領域重點突破的方向

X-37B未來發展方向

X-37B項目已經持續整整10年，目前已經演變成一個軌道實驗平臺，搭載NASA、美空軍、太空軍的各種實驗載荷。從材料領域，延伸到電磁推進、微波射頻實驗，一步步開啓了對未來航天技術的前瞻性研究窗口。這些正在軌道上測試的技術，不僅具備一定的工程化能力，還能改變世界格局，強化美國在太空中的技術地位，都暗示X-37B的作用正在顯露出來。

圖注：蘇聯設想的兩極入軌空天飛機

按照原計劃，X-37B接下來會演變成載人平臺，搭載4至6名宇航員，體積也會在一定程度上放大，但隨着私人飛船的成熟，X-37B是否會進行有人化升級，仍然是個變數。鑑於X-37B有着強烈的軍方背景，在美國成立太空軍之後，X-37B會有新的變化，除了載人外，還可能演變爲反衛星平臺，甚至部署太空武器。X-37B的存在讓美國在軌道上有了能進行祕密實驗的平臺，繞開國際空間站的公衆視線，以此X-37B不僅不會消失，還會繼續升級，以滿足更多在軌實驗的需求。