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X-37試驗機

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X-37試驗機（X-37）
軌道試驗飛行器（OTV）
2010年4月前即將發射的X-37B
類型 太空飛機
製造商 美國 波音公司
首飛 2006年4月7日（投放測試）
2010年4月22日（太空飛行）
狀態 試驗開發階段
主要用戶 NASA / DOD（X-37A）
美國空軍（X-37B）
製造數量 X-37A：1架
X-37B：2架
發展自 X-40試驗機（英語：Boeing X-40）

X-37試驗機或稱為軌道試驗飛行器（英語：Orbital Test Vehicle，常縮寫為OTV）是美國波音公司研製的無人太空飛機。

X-37在起飛時需要以火箭搭載升空或大型飛機高空投放，再依靠自身動力進入近地軌道，並且在近地軌道上連續飛行一年以上。在回程時，其鈍型機首能使X-37較快減速，耐高溫隔熱瓦能抵受重返大氣層時所產生的熱力，然後像一般飛機一樣，滑翔飛行至跑道降落，同時還能在結束任務時自動返回地面，有視其為未來「太空戰鬥機」的雛形[1]。X-37的最高速度能達到音速的25倍以上。X-37試驗機至今已發展出X-37A和X-37B兩個版本，X-37B（OTV-3）於2014年10月17日完成連續飛行超過674天後[2][3]，第四次航行任務（OTV-4）於2015年5月再次升空，於2017年5月降落於甘迺迪太空基地，打破自身紀錄共飛行了718天[4]。

計畫發展至今，X-37B的存在價值一直備受爭議，而且美國軍方一直甚少透露它的任務與行蹤，令外界一直對它有諸多猜測，其中不乏認為X-37實質是一個太空戰鬥機的意見[5]。然而，美國空軍副助理部長佩頓（Gary Payton）則解釋，X-37B只是穿梭機的升級版，因為重返大氣設計，結構重量偏高，燃料和負載重量偏低，需由590噸的Atlas V大型火箭投入環地軌道，飛行器本身全重5噸，除去結構重量和變軌引擎及燃料後載荷只有250公斤，且不適合多次變軌機動，否認是一種太空戰鬥機[6]。

X-37B的存在，模糊了重返大氣武器和太空武器的界限，因其既可以像洲際導彈一樣，在戰時向目標發射，又可以在和平時期即發射入近地軌道，觸及了太空非軍事化底限。重返大氣武器如洲際導彈與太空武器的區別在於，重返大氣武器可在戰爭爆發時向任意方向發射，半小內時即可到達地球任意目標；太空武器一旦入軌則只能向一個方向飛行，變軌只能有限修改飛行方向，如果戰爭爆發時正處於目標前方則反應時間極短，若戰爭爆發時剛錯過目標則需再繞地球一圈，需約1小時才能再次抵達目標，實現「1小時全球打擊」。X-37B因其需重返大氣多次使用設計，增加的結構重量使其變軌能力進一步降低。

發展

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96年美國太空總署（NASA）提出了Future-X計劃，該計劃分為了兩個子計劃，其中的「探險者」計劃即成為了X-37計劃。[7]1999年，NASA與波音公司簽署協議，進行一項為期4年的X-37驗證機計畫，總投資為1.73億美元，其中波音公司投資了6700萬美元與價值1600萬美元的實物。其後，美國空軍也加入進來，同時投資了1800萬美元。[8]

2000年，波音公司研製出了X-40A（X-37的85%縮比測試機），並交付給NASA。2001年3月至5月間，X-40A由CH-47直昇機將其吊起在空中進行了七次高空投放無動力滑翔試驗。2002年，美國空軍停止了投資，而NASA與波音公司則繼續簽訂了3.01億美元的合約進行研製。[8]

2004年，NASA認為此計畫不再符合其長期目標，因此將它交給了美國國防部高級研究計劃局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）進行開發，同時也成為了機密計畫。[7][8]

無動力投放試驗

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白色騎士號

2005年，X-37準備進行無動力投放試驗。原先計劃使用B-52轟炸機攜帶X-37，但之後決定改用白色騎士號。[8]6月21日，X-37首次升空。2006年2月及3月，曾兩次計劃進行投放試驗，但因天氣原因而推遲。[8]

2006年4月7日，X-37首次進行了無動力投放試驗，但着陸時衝出跑道，頭部受損。8月18日與9月26日，又進行了兩次投放試驗，其中至少有一次成功着陸。[8]

X-37B軌道試驗飛行器

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穿梭機投放的想像圖

2006年11月，美國空軍宣佈以X-37A為基礎發展X-37B，稱為軌道試驗飛行器（Orbital Test Vehicle，OTV），由美國空軍下屬的快速反應能力辦公室（Rapid Capabilities Office）主持，同時NASA與美國空軍研究實驗室（Air Force Research Laboratory，AFRL）也參與研製。原定於2007年底至2008年初試飛的X-37B[7]，幾經推遲後將首飛時間改到了2010年。

2010年4月22日，第一架被命名為OTV-1的X-37B從美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地搭乘阿特拉斯-5型運載火箭發射升空[9]，並在12月3日成功在加利福尼亞州范登堡空軍基地降落。[10][11]

2011年3月5日，X-37B型太空飛機（又稱OTV-2）在佛羅里達州的卡納維拉爾角由火箭運載，於當地時間傍晚5時半左右升空，進行了第2次的環繞地球軌跡測試，並在太空飛行逾469天後在2012年6月16日美國西岸時間清晨降落加州范登堡空軍基地。它比X-37A飛行日數多出225天，比設計飛行日數多出199天。[12]

2012年12月11日，X-37B(OTV-3) 自佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空，歷經長達22個月(674日)的軌道飛行，已於2014年10月17日上午9時24分降落在加州的范登堡空軍基地，為目前待在太空中最久的X-37B[13]。2015年5月20日，X-37B將會執行「測試一種新的離子推進器」任務[14]。

2020年5月17日，X-37B在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空。這是美軍首次向外界公佈X-37B太空船的飛行任務[15]。

2023年12月28日，X-37B從佛羅里達州成功升空，執行第七次任務。這也是第一次由SpaceX獵鷹重型火箭發射。[16]

設計

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由火箭投放的狀況(最右)與大小比較圖

X-37至今可分為三個版本，其中X-37是最原始的技術驗證機，X-37B則是為美國空軍研製的版本，X-37C則是X-37B的載人版本發展方案。

三個版本的X-37均是一架可以重複使用的太空飛機。在X-37不同系列的測試任務中，美國官方經常採用不同的材料去製造X-37的機身，使其可以了解在不同軌道環境下對機身製造材料的影響。

機身構造

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X-37的機身採用全複合材料製造，機長大約八米、高度大約三米、翼展大約五米，其除了可依靠火箭搭載升空外，亦可透過大型飛機作為搭載平台，將X-37投放升空。

在目前最新一個版本X-37B中，其機身不僅採用了全複合材料，還採用了新型可重複使用的防熱材料[17]，使X-37B在重返大氣過程時所產生的極高溫度的熱力中存活。

先進設備

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X-37B採用了精準度極高的導航系統與自動着陸系統[18]，使X-37B在完成任務時能精準確定着陸方位並自動返航降落至地球的飛行跑道上。其次，X-37B還擁有太陽能電池板和鋰電池[17]，在進入預定軌道時X-37B可以依靠其自身的電力供應系統使其能夠在軌道飛行長達一年以上。

評論

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2010年返回後的狀況

中國軍事裝備專家張召忠少將認為美國會在此基礎上開發出徹底顛覆現有軍事武器體系的作戰系統。[19]

瑞典斯德哥爾摩國際和平研究所美籍專家香農·凱利在接受《環球時報》記者採訪時表示，如果太空戰機真的研製成功，那麼對它來說，現有的其他武器系統不過是原始的弓箭和長矛而已。「這比核武競賽更危險」。[20]

美國的《基督教科學箴言報》稱，X-37B的試飛「非常清楚地表明『太空武器化』已經開始」。[21]

俄羅斯空軍前司令科爾努科夫稱俄羅斯或因此成第二個「伊拉克或南斯拉夫」。他認為，俄羅斯沒有能力防禦來自太空的打擊，「這意味着短期內美國已具有出手無人能敵的能力」。[22]

亦有部分中國軍事專家認為X-37B因缺乏變軌機動性不是真正的太空戰機，美國的太空戰機SMV計劃距離投入實用還遙遙無期，美國現在公開此計畫更多的是出於戰略威懾和誘導的意義。[23]

技術規格（X-37B）

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2012年6月16日着陸影片

參考資料：USAF[24] Boeing,[25] Physorg.com,[26] Airspacemag.com.[27]

基本資訊

性能

  • 軌道速度： 每小時17500英里（每小時28200公里）
  • 軌道： 低地球軌道
  • 軌道飛行時間：最長780天[28]

相關條目

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參考文獻

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  1. ^ 美X-37太空飛機試飛 或引發太空軍備競賽. 鳳凰網. 2010-04-21 [2010-04-24]. （原始內容存檔於2019-09-02）. 
  2. ^ 存档副本. [2014-10-19]. （原始內容存檔於2019-12-03）. 
  3. ^ 存档副本. [2014-10-19]. （原始內容存檔於2014-10-19）. 
  4. ^ 江飛宇. 美軍X-37B完成神秘任務返航 航行718天破紀錄. 中時電子報. 2017-05-08 [2019-03-18]. （原始內容存檔於2019-09-09） （中文（臺灣））. 
  5. ^ 美“空天飞机” 欲成新威慑？. CCTV-4《今日關注》. 2010年4月22日 [2010-04-23]. （原始內容存檔於2010年4月28日）. 
  6. ^ 美太空战机试飞 俄将军谴责. 2010-04-24 [2010-04-24]. （原始內容存檔於2011-01-25）. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 X-37：屡遭挫折，最具潜力. 資訊時報. 2006-11-26 [2010-04-24]. （原始內容存檔於2015-06-04）. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 蹒跚起步—着眼未来的X-37验证机. 網易軍情觀察室. [2010-04-24]. （原始內容存檔於2011-06-29）. 
  9. ^ 美国试射太空飞机原型机 其“机械手”可捕获卫星. 新華網. 2010-04-23 [2010-04-24]. （原始內容存檔於2010-12-08）. 
  10. ^ 美国太空飞机今试飞 专家称其极具军事价值. 新民網. 2010-04-22 [2010-04-24]. （原始內容存檔於2016-03-04）. 
  11. ^ Unmanned US spacecraft returns after 7-month trip （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Associated Press story, Yahoo News, December 3, 2010.
  12. ^ 飛行15月 美神秘太空機回航 軍方研製 被指監視華航天技術. 明報. 2012-06-17. 
  13. ^ 美國航天飛機結束神秘任務返航. BBC. 2014-10-18 [2014-10-19]. （原始內容存檔於2014-10-21）. 
  14. ^ 美軍首次透露 X-37B 試飛任務. 2015-04-28. [失效連結]
  15. ^ 美军X-37B航天器成功发射升空. [2020-05-18]. （原始內容存檔於2020-11-24）. 
  16. ^ 美中太空战 美军秘密X-37B飞机成功发射升空. NTDChinese. 2023-12-30 [2023-12-30]. （原始內容存檔於2023-12-30） （中文）. 
  17. ^ 17.0 17.1 軍用無人航天飛機？揭秘美軍最神秘飛行器X-37B（2）. 2014-04-20 [2015-05-12]. （原始內容存檔於2019-09-04）. 
  18. ^ X-37B能快速進入太空 助美軍“1小時打遍打擊”. 2014-10-22 [2015-05-12]. （原始內容存檔於2015-05-18）. 
  19. ^ 美“空天飞机” 欲成新威慑？. CCTV-4《今日關注》. 2010年4月22日 [2010年4月23日]. （原始內容存檔於2010年4月28日）. 
  20. ^ 美国将发射首架空天战斗机 比核武器更危险. 環球時報. 2010-04-08 [2010-04-24]. （原始內容存檔於2010-04-13）. 
  21. ^ 美国拉大空天优势令世界不安. 解放軍報. [2010-04-25]. （原始內容存檔於2019-09-11）. 
  22. ^ 空天飞机让美军“无人能敌” 俄担心成第二个伊拉克. 環球網. 2010-04-24 [2010-04-24]. （原始內容存檔於2019-09-09）. 
  23. ^ 蹒跚起步：着眼未来的X-37验证机. 2010-04-08 [2010-04-24]. （原始內容存檔於2011-06-29）. 
  24. ^ US Air Force. "Factsheet: X-37 Orbital Test Vehicle". af.mil, April 14, 2010.
  25. ^ X-37B Orbital Test Vehicle （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. Boeing
  26. ^ Antczak, John for Associated Press. "Air Force to launch robotic winged space plane" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. Physorg.com, April 3, 2010.
  27. ^ Klesius, Michael. "Space Shuttle Jr." （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. Air & Space Magazine, January 1, 2010.
  28. ^ Harwood, Willian. Air Force spaceplane returns to Earth after 780-day mission. CBS News. OCTOBER 27, 2019 [2019-10-27]. （原始內容存檔於2021-12-05）. 

外部連結

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