中國復用航天器第三次任務已飛268天，有望破908天紀錄

從2020年9月的首飛到2026年2月的第四次任務，中國在可重復使用航天器領域的進展速度令人矚目。首次任務在軌不到兩天，像是初步驗證。第二次任務從2022年8月飛行到2023年5月，在軌276天。第三次任務從2023年12月到2024年9月，持續268天。每一次飛行時間的大幅延長都意味著技術成熟度的提升。現在的第四次任務會飛多久，外界只能猜測。但從歷史規律看，長時間在軌驗證正在成為常態。

可重復使用航天器是航天領域的珠穆朗瑪峰。目前只有美國和中國掌握這項技術，而且兩國的飛行器都籠罩在神秘色彩之中。美國的X-37B由波音公司制造,長約9米,高2.9米,翼展4.6米,外形類似縮小版的航天飛機。它從2010年開始執行任務,至今已完成七次飛行,最長的一次在軌908天,創下紀錄。

美國航天飛機計劃是可重復使用航天器的鼻祖,從1981年運行到2011年。但這個雄心勃勃的項目最終因成本和安全問題而終結。航天飛機設計時承諾每次發射成本僅1000萬美元,每年可飛行50次。現實是每次飛行成本高達7.66億美元,30年間總共只飛行了135次,平均每年不到5次。兩次致命事故奪走了14名宇航員的生命,讓整個項目蒙上陰影。

X-37B從航天飛機的失敗中汲取了教訓。它不載人,大幅降低了安全要求和任務復雜性。體積更小意味著發射成本更低,可以使用現有的運載火箭而不需要專門設計。最重要的是,它不追求高頻率發射,而是專注于長時間在軌驗證和靈活的任務調整。這種思路更符合實際需求,也解釋了為什么X-37B能持續運行十多年。

可重復使用航天器面臨的技術挑戰是多方面的。首先是熱防護系統。飛行器以超過7公里每秒的速度再入大氣層,表面溫度可達1650攝氏度。需要能夠承受極端高溫并可重復使用的防熱材料,這比一次性熱盾復雜得多。航天飛機使用的陶瓷瓦片系統維護成本高昂,每次飛行后需要大量檢查和更換。

其次是姿態控制和精確著陸。在軌飛行期間需要頻繁變軌以完成不同任務或規避空間碎片。再入過程中要精確控制下降軌跡,最終以滑翔方式降落在跑道上,容錯空間極小。X-37B的著陸精度以米為單位,這需要先進的導航系統和控制算法。

第三是長壽命系統設計。在軌數百天意味著所有子系統都要承受長期的太空輻射、溫度循環和微重力環境。太陽能電池板要持續供電,推進劑要夠用,電子設備要可靠運行。這些看似簡單的要求在極端環境下都是巨大挑戰。

中國飛行器連續三次成功完成長時間在軌飛行并安全返回,證明這些關鍵技術已經得到解決。更值得注意的是任務節奏的加快。第二次和第三次任務之間間隔僅7個月,第三次和第四次之間更是只有5個月。這表明飛行器的檢修周期正在縮短,復用能力正在增強。

中國官方強調該項目是為"和平利用太空提供技術支持",但可重復使用航天器的軍民界限本來就很模糊。美國空軍公開承認X-37B進行軍事實驗,包括測試新型傳感器、通信系統和太空態勢感知技術。第七次任務中,X-37B搭載了能量波束實驗裝置,探索從太空向地面傳輸太陽能的可能性。

可重復使用航天器的軍事價值是多方面的。它可以作為靈活的空間平臺,搭載不同載荷執行偵察、通信中繼或電子戰任務。它的軌道機動能力使其可以接近其他衛星進行檢查或干擾,這引發了"太空殺手"的擔憂。它還可以作為快速響應系統,在需要時迅速部署到關鍵軌道位置。

私營太空服務公司LeoLabs的分析指出,中國飛行器在276天任務中展示的機動性能和軌道變換能力"非常出色"。這種能力對任何需要靈活調整軌道位置的任務都至關重要,無論是科學實驗、技術驗證還是軍事應用。

可重復使用技術的終極目標是降低太空進入成本,開啟大規模商業應用。SpaceX的獵鷹9號火箭通過一級回收將發射成本降低了約30%,證明了可重復使用的經濟價值。但火箭只是運載工具,而可重復使用航天器可以在軌執行復雜任務后返回,這開啟了完全不同的可能性。

中國商業航天企業已經開始布局太空旅游。深藍航天、星際榮耀等公司宣布計劃在2027到2028年實現亞軌道載人飛行,票價預計在150萬到300萬元人民幣。雖然價格高昂,但比早期太空旅游的數千萬美元已經大幅降低。隨著技術成熟和規模擴大,成本有望進一步下降。

可重復使用航天器在太空制造、在軌服務、空間站補給等領域也有廣闊應用前景。它可以將實驗樣品帶到空間站,進行微重力環境下的材料合成或藥物研發,然后將成果帶回地面。這種雙向運輸能力是傳統一次性飛船難以比擬的。

但從實驗飛行器到商業化產品還有很長的路要走。當前的飛行器更像是技術驗證平臺,測試各種新技術和操作概念。要實現商業運營,需要進一步提高可靠性,簡化地面操作,降低維護成本。更重要的是要找到足夠大的市場需求來支撐持續投資。

中國在可重復使用航天器項目上的高度保密與快速進展形成了鮮明對比。對外嚴格限制信息發布,對內加緊技術驗證和能力積累。這種"靜默狂奔"的策略既避免了過度炒作帶來的壓力,也為靈活調整方案留下空間。

從2020年首飛到2026年第四次任務,中國用不到六年時間完成了從初步驗證到常態化運行的跨越。相比之下,美國X-37B從首飛到第四次任務用了約六年半時間。雖然X-37B的總飛行時數和任務復雜度仍然領先,但中國的追趕速度不容小覷。

第四次任務選擇在2月初發射,距離第三次任務結束僅5個月,這是迄今為止最短的任務間隔。這可能意味著團隊對飛行器的性能和可靠性更有信心,也可能是為了加快技術迭代和能力驗證。無論如何,頻繁的飛行測試正在積累寶貴的工程經驗和操作數據。

當長征二號F火箭從戈壁灘升空,將又一架神秘飛行器送入軌道時,它不僅僅是一次技術驗證,更是中國在太空能力競賽中的堅定宣示。在這個只有兩個成員的俱樂部里,沉默不代表缺席,而可能意味著更專注的耕耘。下一次當這架飛行器安靜地降落在某個跑道上時,它又會帶回什么樣的答案?外界只能繼續猜測,而答案或許要等很久才會揭曉。但有一點是確定的:在通往太空的道路上,中國正在以自己的節奏和方式向前奔跑。