航天飞机也能当太空轰炸机用？60年前，还真有国家这么想过
防走失，电梯直达安全岛报人刘亚东A
来源：航空知识作者：王亚男主编
上世纪80年代，美国的航天飞机曾被誉为人类载人航天技术史上的重大创新与突破，承载着无数光辉的期望。然而，经过30年的服役，航天飞机最终黯然谢幕，成为人类载人航天史上一个深刻的教训。
“奋进”号航天飞机
航天飞机所面临的问题，固然与其系统设计和方案选择有关，但若追溯其概念的起源，我们会发现最初的航天飞机并非如此庞大复杂。它原本是一种小型、可重复使用的飞行器，能够以可控再入的方式滑行着陆，具备一定的合理性。这一概念的起点可以追溯到上世纪50年代后期的美国X-20动力翱翔计划。时至今日，仍有人认为X-20动力翱翔计划是美国载人航天历史上最具价值却错失的方案之一。那么，X-20究竟是什么呢？
实际上，X-20的构想最初借鉴了纳粹德国的航天技术。在20世纪40年代，纳粹德国曾提出“银鸟计划”，由桑格尔等科学家主导。该计划旨在利用弹跳式弹道技术，使大型载人空天轰炸机从德国本土起飞，通过再入大气层并再次起飞的弹跳式飞行方式，直接跨越北大西洋，攻击美国的大城市。完成任务后，飞机将在太平洋上某个日本控制的岛屿着陆，随后返回德国。这一计划后来被美国获悉，不仅获得了相关技术资料，还吸纳了一批德国科学家。
依托纳粹德国的“银鸟计划”，美国于1958年正式启动了X-20动力翱翔计划。尽管该计划并非纯粹的轰炸机项目，但其设计过程中严肃考虑了军事需求，体现了当时对航天技术军事化应用的重视。
在X-20计划的竞标中，共有9家企业参与角逐，最终波音和贝尔两家公司脱颖而出。经过多轮竞争，波音成为最终的赢家。尽管方案在研发过程中经历了多次改进，但最终的设计已经趋于成熟。波音提出的X-20是一款下单翼、三角翼、无尾布局的飞行器。从今天的视角来看，它俨然是一架缩小版的航天飞机，但其体积和重量都远小于后来的航天飞机，起飞重量仅为5吨。该飞行器被设计为安装在运载火箭的顶端，以裸露的方式直接发射入轨。在完成轨道任务后，X-20会通过可控再入的方式，像航天飞机一样返回地面机场。为支持X-20项目的研发，美国开展了大量的基础研究工作，涵盖可控再入技术、热防护技术、通信技术以及控制技术等领域。这些研究不仅推动了X-20项目的进展，也为后续的航天技术发展奠定了重要基础，使相关技术在当时达到了较高的水准。
艺术家对X-20在爱德华兹空军基地着陆的印象图
上世纪60年代，美国为X-20动力翱翔计划选定了6名航天员组成任务团队，计划进行载人测试。尽管这6名航天员中没有任何人真正驾驶过X-20，但他们中的一些人后来成为了航天史上的传奇人物，其中包括第一位踏上月球的宇航员尼尔·阿姆斯特朗。X-20计划在轰轰烈烈地推进了5年后，却面临了一系列重大挑战。其中，1957年苏联成功发射了世界上第一颗人造卫星，这一事件使得美苏之间的载人航天竞争迅速升温，成为两国科技与战略较量的焦点。在这一背景下，美国不得不重新审视其载人航天的发展方向，尤其是如何以最有效的方式将人类送入轨道并安全返回地球。
斯普特尼克1号
苏联在载人航天领域选择了传统的飞船加运载火箭的技术路线，而美国虽然积极推动X-20这样的可控再入飞行器项目，但由于技术难度极高，进展并不顺利。为了在载人航天领域与苏联站在同一起跑线上，美国最终也选择了类似的方案，即采用传统飞船加运载火箭的模式。尽管美国对X-20的规划充满雄心，尤其是在军事用途上，提出了许多宏伟的设想——例如在轨捕捉敌方卫星、在轨维修卫星、携带侦察设备从轨道和亚轨道高度进行侦察，甚至携带核武器从轨道和亚轨道高度直接投放，使其成为一款轨道轰炸机。然而，这些设想虽然美好，但实现起来却面临巨大的技术挑战。要知道，在上世纪50年代末期，即便是科技实力雄厚的美国，要打造一款可重复使用的航天飞机也绝非易事。此外，随着弹道导弹技术成为美苏两国竞争的焦点，可重复使用航天器的实际价值也受到了质疑。与此同时，美国空军的可控再入验证项目与NASA的载人航天计划之间也产生了矛盾。当时，美国载人航天的主要负责机构是NASA，空军虽然参与其中，但并非主导者。美国政府内部不断有人质疑，载人航天究竟应该由NASA主导，还是由空军负责？空军对此解释说，他们的项目主要关注可控再入等尖端技术，与NASA追求稳妥的载人航天目标有所不同。
艺术家想象中的X-20再入大气层过程然而，经过评估，到60年代初期，X-20项目已经耗费了6.6亿美元。如此巨额的资金投入，仅仅是为了突破可控再入技术，其终极目标是否值得？即便技术能够突破，美国军方所设想的军事蓝图能否实现，仍然存在很大的不确定性。经过多次评估，美国国防部长麦克纳马拉最终决定终止X-20项目。
美国最终依然选择了火箭加飞船的传统技术路线，但X-20项目虽然终止，其许多基础研究成果并未被浪费，而是被广泛应用于美国后续的高速飞行器研发中，特别是航天飞机的技术领域。到了上世纪70年代，航天飞机进入全面研制阶段时，本可以依托X-20的蓝本使其“复活”，但遗憾的是，美国军方和NASA提出的方案是一个膨胀型的方案。他们要求航天飞机必须能够一次性将10吨以上的载荷送入地球轨道，并具备执行多人多天轨道任务的能力。这一需求使得航天飞机的设计不得不大幅增重，最终演变成一个体量巨大的复合体式飞行器。这种设计客观上增加了航天飞机的技术难度，尤其是在发射和再入阶段的风险控制方面，最终导致航天飞机成为一个失败的案例。然而，其起点——X-20这样的缩比版动力翱翔方案，仍然具有重要的参考价值。如今，航天飞机的概念正在悄然复兴，但未来的设计不会再是巨无霸级别的体量，而很可能是5吨、8吨甚至稍重一些的载人可控可重复使用飞行器。中国的“昊龙”项目正是这一潮流中的重要工程之一。
“昊龙”货运航天飞机
“昊龙”的出现及其未来在中国载人航天项目中的应用，将为中国空间站任务提供更加高效的勤务保障手段。我们期待“昊龙”的成功，也期待以“昊龙”为代表的缩比版可重复使用航天飞机，能够为人类载人航天轨道作业开辟新的篇章。
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