蘇育平觀點:SpaceX與美國的太空事業

2023-11-17 07:00

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美國空天飛行器

NASA向美國空軍借來測試高空高速飛行用的黑鳥SR-71高空偵察機,NASA歷史臉書粉絲頁。(圖:作者提供)
NASA向美國空軍借來測試高空高速飛行用的黑鳥SR-71高空偵察機,NASA歷史臉書粉絲頁。(圖:作者提供)

但是有沒有人類飛行器已經很像空天戰機,倒不是沒有。美國冷戰時期發明的高空偵察機U2與SR-71黑鳥偵察機,飛行高度分別為7萬英尺(21.3公里)與8萬英尺(24.3公里)高度,而一般來說海拔100公里高就是卡門線,越過卡門線就是外太空。所以這兩架高空偵察機縱使已經在很高的高空,空氣稀薄,但還是不能算是能進入太空的空天戰機。

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美國太空梭,比較更接近空天飛行器的概念,不過由於本身重量太大,無法靠自己的引擎飛越卡門線,還是必須使用綑綁火箭將自己推出外太空,因此也不算是真正的空天飛行器。

但美國曾經試驗過X-15試驗機,這是一款1959年試飛的火箭動力飛機,使用兩具XLR-11火箭發動機,最快速度可達6.7馬赫,而且是有人駕駛的航空器。在1960年代,這架飛機曾經13次飛到80公里高的大氣層邊緣,距離100公里高的卡門線已經很近,甚至許多航空學設定的太空起始高度比卡門線低得多,當時美國認定的80公里高度已經是太空,使得這些X-15飛行員也都獲頒太空人身份。另外有兩次X-15也確實飛到100公里高的卡門線,證明X-15火箭動力飛機可以說是世界第一架「有人亞軌道空天飛行器」。

X43A極音速無人飛行器,NASA。(圖:作者提供)
X43A極音速無人飛行器,NASA。(圖:作者提供)

NASA之後不斷建造各種有人、無人飛行器,探索各種動力模式,以用在航空飛行器,2000年後的X-43A到X-43B、X-43C、X-43D等就是一種極音速飛行實驗機(Hypersonic),使用的不是火箭動力而是「超音速燃燒衝壓引擎」,而且後端還外接一台「飛馬座火箭」,所以其飛行方式是由B52轟炸機改裝的NB-52B裝載在機翼下,在高空中脫離後,先由飛馬座火箭加速,火箭燒完分離後,再點燃自身超音速燃燒衝壓引擎進行超音速飛行,2004年時達到最高9.8馬赫速度(每小時11,200公里或7,000英里),成為人類最快的進氣式飛機。不過需要引擎進氣,就代表無法真正在外太空飛行,太空中目前只有使用火箭配合氧化劑才能做到推進的效果。

美國波音公司也開發一款X-37無人太空飛機,又稱為「軌道試驗飛行器」(Orbital Test Vehicle),它像太空梭一樣需要以運載火箭搭載升空,或可以用大型運輸機搭載升到高空後釋放,再依靠自身動力進入近地軌道。至於回程時就像太空梭一樣可以依靠機首隔熱瓦抵禦重入大氣層的高溫,並有機翼可以飛翔降落到機場跑道。如果以現代的美國科技要發展太空戰機,其實是可以這種概念來製作的。  

X-37後來衍生出A、B兩款,X-37A生產1架,X-37B生產2架,尚未大規模生產,還停留在試驗開發階段,但如果說美國近年還有在發射太空梭類之太空飛行器,其實就是這些無人操控的試驗性太空飛機了。

X-37軌道試驗飛行器,新浪軍事。(圖:作者提供)
X-37軌道試驗飛行器,新浪軍事。(圖:作者提供)

2023年12月7美國太空軍將雇用SPACEX的獵鷹九號火箭將X-37再度送入太空測試,而且將進入高軌道空間,中國對此戒心很重。 

X37B於2010年4月發射前樣貌,美國空軍網站,公有領域。(圖:作者提供)
X37B於2010年4月發射前樣貌,美國空軍網站,公有領域。(圖:作者提供)

美國之所以在近二十年幾乎沒有太空建樹,一與NASA預算少得可憐有關,二與沒有開發出適合的太空載具有關。美國是不是在暗暗研發憋大招?我們不知道,也許在中國不斷挑釁不斷秀太空腳步刺激下,終有一天美國會端出令人瞠目結舌的新科技?就讓我們拭目以待了。(其他內容待續)

*作者為國際政治觀察者。本文若干內容節錄自作者即將出版之《中國航天事業與中國火箭軍》部分內容。

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