美國太空梭的繼任者來了！——XS-1新型空天飛機

（文章來源：兵工科技）

圖註：XS-1空天飛機

2017年5月底，經過幾家公司的競標後,美軍選中波音公司負責XS-1可重複使用空天飛機研究計劃,旨在研製一種完全可重複使用的空天飛機。美國太空梭終於迎來了它的繼任者。然而，XS-1空天飛機與傳統太空梭並不一樣，它與美國另一項空天飛機計劃X-37B也有顯著不同，這款別具一格的空天飛機，即將書寫美國航天新的一頁！

什麼是XS-1空天飛機？

XS-1空天飛機，是一種與航空飛行器相似，但可以在太空進行飛行的無人飛行器。該飛行器可以在地球大部分地區使用，地勤規模小，並且可以每天進行一次任務飛行。其主要作用是以更快的速度和更廉價的方式將小衛星運載至預定軌道，是可以替代現役火箭和太空梭執行航天發射任務，但卻比前兩者便宜、快速得多的新一代航天運載器。

XS-1空天飛機分為兩級，第一級為空天飛機主體部分，用火箭運載發射，發射後進入低地球軌道等空天軌道，釋放載荷後自主返回並像常規飛機一樣在大氣層中飛行並在機場滑跑降落；第二級則為不可重複使用的上面級，可在空間與第一級分離，運送載荷進入更高的軌道。

XS-1跟傳統太空梭的不同

從技術結構上看，XS-1作為太空梭的繼任者，同樣採用火箭垂直發射、同樣採用兩級分離結構設計，看上去就像是「新太空梭」，但世上，XS-1與傳統太空梭有顯著區別！

第一，與太空梭剛好相反，XS-1空天飛機的助推級為可重複使用的，載荷級（上面級）反倒是一次性的。而太空梭的載荷級可以返回地球降落，助推級則為一次性的。由於載荷級的成本遠低於助推級，因此XS-1將助推級重複使用，所節約的發射成本自然遠大於傳統太空梭，因此發射使用成本比傳統太空梭低得多。

第二，在飛行軌道上，XS-1空天飛機也與太空梭大為不同。太空梭需要進入距離地球185~1100千米的軌道，而XS-1僅需要在20~100千米低軌道/臨近空間就能完成發射任務。通俗地說，太空梭需要自身進入地球中低軌道才能完成任務，而XS-1本身運行在低軌道，只需要在低軌道把載荷級打入更高的軌道，就能實現發射任務。我們知道，航天器運行軌道高度越高，就需要承受更低的環境溫度，在返回時則需要承受更高的返回溫度，因此太空梭的冷熱防護系統規格極高，一架太空梭需要敷設3萬塊隔熱瓦，每塊在發射前都要仔細檢查，不然就會發生機毀人亡的事故。這不但耗費大量時間，而且極大增加了太空梭造價和發射成本。而XS-1工作軌道低，對冷熱防護材料和技術要求更低，造價和發射成本自然大幅下降。

與X-37B也不一樣

美國NASA正在同時研發另一種航天發射系統，即X-37B，那麼，XS-1跟X-37B是不是重疊衝突了呢？實際上，兩者設計定位存在很大不同，在未來美國航天發射系統中，處於不同的位置。

首先。XS-1空天飛機比X-37B要大不少， XS-1空天飛機僅其第一級的長度就達到18米左右，而X-37B長度僅為不到9米，相當於XS-1的一半；其次，XS-1具有更大的載荷能力，它可以將1360~2268千克的載荷運送到低地球軌道，而X-37B的有效載荷預計接近2噸；第三，XS-1的結構和功用與X-37B也略有不同，X-37B相當於一個小號的低軌道太空梭，採用單級結構；而XS-1採用兩級結構設計，其第一級工作於低軌道或臨近空間，可以在空天自由往返，但其第二級卻能把更多載荷運送到更高的軌道，相當於將空天飛機與火箭上面級的功用合二為一，既能擔當X-37B的大部分職能，還能替代目前美國航天發射系統的主力火箭「人馬座」上面級的功能。應該說，XS-1空天飛機項目比X-37B更具雄心，系統更為龐大，技術也更為複雜，X-37B可以看作是為XS-1空天飛機打下了階段性技術基礎，而XS-1空天飛機，將成為未來50年美國軍民用航天發射的主力航天器。

結語

波音公司擊敗洛馬等強敵獲得XS-1研製合同後，會馬上展開XS-1項目的全面設計研發工作。美軍對它充滿信心，稱其具備10天內連續發射10次的能力，能夠在幾個星期內將美國國防部所屬的衛星全部換一遍。相信XS-1如果研製成功並服役，必將極大改變美國太空作戰系統的面貌，值得我們研究和警惕。

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