据《科技日报》日前报道，美国商业航天公司Gravitics宣布其已被美国太空军选中设计和演示一种“轨道运载机”，项目投资高达6000万美元。
“轨道运载机”就像航空母舰搭载战机在大洋中游弋，得到命令时起飞战机去作战，轨道运载机则搭载着卫星在太空中围着地球绕行，必要时释放卫星执行各种任务。
太空中的“预制舰”
笔者认为，轨道运载机其实更像是一种“太空装备预制舰”。装备预制舰是美国军事海运司令部的重要组成部分，通过在全球关键区域预先部署作战物资，包括弹药、食品、饮用水、油料及战斗装备等，以减少对海外基地的依赖，加快后勤保障的快速反应能力。而轨道运载机的核心设计理念，是将传统运载火箭的 “一次性发射”升级为“轨道预置+按需释放”的模式。Gravitics发布的示意图显示，轨道运载机的主体结构类似圆柱形空间站，内部可容纳多颗折叠太阳能板的卫星，通过自主推进系统在近地轨道长期驻留。
Gravitics公司公布的“太空航母”概念图。
有消息称，轨道运载机在太空中具备多维度机动能力，通过高精度推进器组合，它可实现轨道高度调整、姿态控制甚至规避碎片碰撞。同时，为保障卫星长期储存，舱体采用多层隔热材料与主动温控系统，在极端温差（-180℃至 120℃）下维持设备性能。此外，特殊设计的辐射屏蔽层可抵御太空粒子流，延长卫星的寿命。
这种设计突破了传统火箭“发射即消耗”的局限，将卫星部署从 “地面准备—发射入轨”的链式流程，转变为“轨道待命—即时释放”的并行模式，这对于提升快速响应空间能力意义重大。
Gravitics首席执行官柯林·道恩表示，“轨道运载机改变了游戏规则，可充当太空中的预置发射台。它绕过了传统的发射限制，使航天器操作员能根据需要快速选择部署轨道”。
“空间响应能力”的大变革
当今随着航天技术的发展，外层空间利用已逐渐成为各国关注和发展的大方向，外空所涉及的国家安全、经济等利益与日俱增，但随之而来的就是航天器受到的威胁也越来越大。一方面由于各种航天活动频繁，导致目前近地空间漂浮着多达70万件太空垃圾碎片，这些碎片是其他航天器轨道上的“拦路虎”。另一方面随着相关国家太空军事化步伐的加快，未来在太空爆发军事冲突的可能性大大增加，而卫星在各国军事体系中的地位可谓举足轻重，因此在未来军事冲突中围绕军用卫星等航天系统展开的攻防对抗将很难避免。
针对以上问题，“快速响应空间能力”概念应运而生。快速响应空间能力指的是在己方太空能力受损，或由于突发事件（如发生特大自然灾害）急需太空能力时，在短时间内发射备用卫星补网或强网的能力。传统航天发射准备时间往往需要数月，而快速响应空间能力的关键就是突出一个“快”字。
2023年9月15日，萤火虫太空运输服务公司的“阿尔法”火箭从加利福尼亚州范登堡基地起飞，成功完成了美国太空部队的一次快速响应发射任务。
美国在相关领域早已投入了大量的精力。美国空军最早提出“太空快速响应”（ORS）的概念，重点强调在接到需求命令后，全部的开发工作可在6至9个月内完成；从提出作战需求到航天器部署完毕，只需要几天或者几周时间。在卫星方面，美国国防部在2002年就已经开始了相关的研究，2003年美国国防部转型办公室正式提出了“战术卫星”的相关概念，意图构建低成本而且具备快速反应能力的空间平台来负责在战场当中的快速侦察。而在发射能力方面，美国的长远目标是拥有快速响应的可重复使用运载器，目前的技术解决方案主要有3种，包括空射型运载火箭、基于洲际弹道导弹设计思想的陆基火箭以及可重复使用运载器。
资料显示，目前美军将快速发射系统按照响应级别划分为0～4级。其中0级是指系统在发射台、就位的船只或飞机上准备完毕，加注完好，准备按指令发射，且所有轨道计算都已完成，并装入地面和箭上计算机。1级是指系统集成完整，保持在发射台或船上，尚未加注推进剂，这种状态实际上可以无限期保持。2级是指系统处于贮存状态，有效载荷和运载器尚未集成，有效载荷已组装好、包封在运载火箭整流罩内，并可以向上加载某些软件，人员处于警戒状态(2级) ，或不处于警戒状态(2a级)。3级是指航天器大部分组装完成，一个或多个即插即用的组件也已造好，但未组合成一体。4级是指航天器 (快速响应航天器) 和有效载荷两者的即插即用组件都已造好，并准备按照新确定的飞行任务要求进行组装和测试。
轨道运载机的出现无疑为“快速响应空间能力”的发展提供了一条新思路，也标志着太空军事博弈或将进入“轨道预置时代”。相比之前需要时从地面紧急发射补充的模式，轨道运载机可预先搭载卫星在目标轨道附近待命，一旦出现紧急需求（如敌方摧毁关键卫星），数小时内即可释放载荷并完成部署。这种能力对军事行动意义重大，例如在冲突爆发时，轨道运载机可迅速补充侦察、通信卫星，重构战场感知网络；而在太空攻势行动中，轨道运载机也可用于释放干扰装置或破坏装置，瘫痪敌方空间系统。未来如果以此为基础继续改进，使其具备空间捕获、维修或燃料加注能力，则可以充当太空补给修理船，提高己方航天器的生存能力和工作时间。另外从民用角度考虑，轨道运载机或许可以帮助打开太空经济的新维度。
以太空物流为例，以往传统卫星发射需经长时间的准备，而轨道运载机可预先搭载卫星在目标轨道待命。这种“太空仓储”模式将发射响应时间从周级压缩至小时级，为商业航天提供了“即时货架”。在具体应用中，通信公司可快速补位失效卫星，农业监测企业能动态部署遥感星座，甚至影视剧组也可临时发射专用拍摄卫星。
未来如果轨道运载机具备了修理整备功能，同样可以用于民用卫星的在轨检修与功能升级，如更换失效部件，向模块化接口加装新型载荷等；而轨道运载机所采用的温控系统与辐射屏蔽技术，也为卫星提供了理想的在轨养护环境，使立足于卫星维护的“太空4S店”成为可能。此外，轨道运载机的多星异轨部署能力可支持“太空摆渡车”模式，通过多次点火将卫星精准投送至不同轨道，效率较传统“一箭多星”技术将会有明显的提升。
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