根據美國太空部隊公布的新數據,中國發射的絕密空天飛機已于近日進行了一次大幅變軌,遠地點軌道高度大幅抬升249公里。那么,中國空天飛機的這種變軌能力究竟意味著什么?美國能夠時刻監測到中國空天飛機,會不會泄密?
一個多月前,我國用長征二號F運載火箭發射了一個可重復使用的航天器,外界普遍認為這是中國版的空天飛機,理論上可以重復往返于太空和地面。這是我國第三次開展空天飛機飛行試驗,有可能三次試驗中的空天飛機是同一架。
作為“太過先進,不便展示”的一個典型,中國空天飛機的三次試驗都沒有相關配圖和視頻,外界對其情況是一概不知。只有從此前有過露面的整流罩殘骸,才能讓我們大致了解到該航天器確實是空天飛機。
理論上,空天飛機應該是從跑道上水平起飛,依靠自身發動機產生的動力飛入太空,并進入預定軌道。但目前受制于成本、發動機等因素,空天飛機還需要像其他航天器那樣,被裝在火箭的頂部,由整流罩包裹住,然后搭乘火箭進入太空。
在第二次空天飛機試驗中,長二F火箭的整流罩有被回收展示過,不同于常規流線型的整流罩,包裹空天飛機的整流罩有幾處往外突出的部分。因為空天飛機的兩翼和尾翼超出了正常整流罩的尺寸,所以需要對原有的整流罩進行改造。
在第三次試驗中,中國空天飛機一開始被送入高度為333×348公里的近地軌道中,其傾角將近50度,周期約91.3分鐘。隨后多天,空天飛機似乎沒有什么動靜,軌道一直在自然衰減,高度慢慢變低。
而此前外界所傳的中國空天飛機釋放出多個物體,后來事實表明并非如此。空天飛機入軌后,美國太空部隊跟蹤到了6個物體,其中一個是空天飛機本體,另外5個都是來自于火箭殘骸。
在入軌差不多三個星期后,中國空天飛機開始啟動發動機,把遠地點軌道高度小幅抬升了11公里。這次機動有可能是為接下來的大幅變軌做準備。就在這次調整半個月后,空天飛機有了大動作。
從美國太空部隊的跟蹤數據來看,中國空天飛機目前的遠地點高度已經抬升到597公里,這要比最開始的入射軌道遠地點高度了抬升了249公里。而近地點軌道高度目前是334公里,與之前相差不大。也就是說,空天飛機現在的軌道偏心率要比之前大了很多。
在第二次試驗中,中國空天飛機也進行了一次類似的變軌機動,先抬升遠地點高度到595公里。不久后,再抬升近地點高度到類似的高度,由此進入了一個近圓形的軌道中。
照此來看,中國空天飛機接下來應該還會抬升近地點軌道高度,目前的軌道應該只是一種調相軌道。預計當空天飛機某次運行到遠地點時,發動機將會再次點火,使其達到合適的速度來保持在597公里高的近圓形軌道中。這種變軌方式利用了霍曼轉移軌道,可以有效節省燃料。
在大幅抬升軌道之后,中國空天飛機還能實現大幅降軌。在上次試驗中,中國空天飛機進入595公里高的軌道中運行一段時間后,又降軌回到了340公里高的軌道中運行。
中國空天飛機的一大用途是給其他航天器提供在軌服務,而有了這種強大的機動能力,空天飛機可以根據航天器的需要,主動變換軌道,進入目標航天器的軌道,然后與其進行對接,并對其開展在軌服務,如加注燃料,維修和更換設備。
至于美國太空部隊能夠跟蹤中國空天飛機是否泄密了,答案是否定的。美國知道我們空天飛機的軌道參數,但也僅此而已,空天飛機在太空中究竟開展怎樣的任務,他們是完全無法得知的。
根據美國航天專家的分析,中國空天飛機憑借著靈活的機動性能,它可以模擬部分軌道或亞軌道飛行,使其行蹤將變得難以預測。空天飛機還能攜帶各種載荷,有必要時可以投放出來,也能收回去,這在上次試驗中已經有過嘗試,這次試驗也很有可能會再次開展。
事實上,在某些時候,我們還能用肉眼看到空天飛機從天空中飛過。當然,由于距離很遠,我們是看不到任何細節的,只能看到一顆明亮的星點在天空中快速飛行。
至于什么時候能夠看到,通過美國太空部隊公布的中國空天飛機TLE軌道根數可以推算出來。比如觀測地點選在紐約,在今年2月初,中國空天飛機幾乎每天都會過境紐約。
具體以2月2日為例,當天晚上23時21分47秒,中國空天飛機會從西南偏西方向飛來,4分鐘后達到最大高度角為79度,再過兩分鐘后消失在東北方向天空。在過境的6分鐘時間里,當地人可以看到明亮的空天飛機從天空中飛過。
根據中國空天飛機的50度軌道傾角來看,它可以從南緯50度到北緯50度的全球地表上空飛過,繞飛地球一圈只需一個半小時。在美國航天專家看來,這是一種太空威懾,但我們強調我們的目的是和平利用太空。
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