據《科技日報》日前報道，美國商業航天公司Gravitics宣布其已被美國太空軍選中設計和演示一種“軌道運載機”，項目投資高達6000萬美元。

“軌道運載機”就像航空母艦搭載戰機在大洋中游弋，得到命令時起飛戰機去作戰，軌道運載機則搭載著衛星在太空中圍著地球繞行，必要時釋放衛星執行各種任務。

太空中的“預制艦”

筆者認為，軌道運載機其實更像是一種“太空裝備預制艦”。裝備預制艦是美國軍事海運司令部的重要組成部分，通過在全球關鍵區域預先部署作戰物資，包括彈藥、食品、飲用水、油料及戰斗裝備等，以減少對海外基地的依賴，加快后勤保障的快速反應能力。而軌道運載機的核心設計理念，是將傳統運載火箭的 “一次性發射”升級為“軌道預置+按需釋放”的模式。Gravitics發布的示意圖顯示，軌道運載機的主體結構類似圓柱形空間站，內部可容納多顆折疊太陽能板的衛星，通過自主推進系統在近地軌道長期駐留。

Gravitics公司公布的“太空航母”概念圖。

有消息稱，軌道運載機在太空中具備多維度機動能力，通過高精度推進器組合，它可實現軌道高度調整、姿態控制甚至規避碎片碰撞。同時，為保障衛星長期儲存，艙體采用多層隔熱材料與主動溫控系統，在極端溫差（-180℃至 120℃）下維持設備性能。此外，特殊設計的輻射屏蔽層可抵御太空粒子流，延長衛星的壽命。

這種設計突破了傳統火箭“發射即消耗”的局限，將衛星部署從 “地面準備—發射入軌”的鏈式流程，轉變為“軌道待命—即時釋放”的并行模式，這對于提升快速響應空間能力意義重大。

Gravitics首席執行官柯林·道恩表示，“軌道運載機改變了游戲規則，可充當太空中的預置發射臺。它繞過了傳統的發射限制，使航天器操作員能根據需要快速選擇部署軌道”。

“空間響應能力”的大變革

當今隨著航天技術的發展，外層空間利用已逐漸成為各國關注和發展的大方向，外空所涉及的國家安全、經濟等利益與日俱增，但隨之而來的就是航天器受到的威脅也越來越大。一方面由于各種航天活動頻繁，導致目前近地空間漂浮著多達70萬件太空垃圾碎片，這些碎片是其他航天器軌道上的“攔路虎”。另一方面隨著相關國家太空軍事化步伐的加快，未來在太空爆發軍事沖突的可能性大大增加，而衛星在各國軍事體系中的地位可謂舉足輕重，因此在未來軍事沖突中圍繞軍用衛星等航天系統展開的攻防對抗將很難避免。

針對以上問題，“快速響應空間能力”概念應運而生。快速響應空間能力指的是在己方太空能力受損，或由于突發事件（如發生特大自然災害）急需太空能力時，在短時間內發射備用衛星補網或強網的能力。傳統航天發射準備時間往往需要數月，而快速響應空間能力的關鍵就是突出一個“快”字。

2023年9月15日，螢火蟲太空運輸服務公司的“阿爾法”火箭從加利福尼亞州范登堡基地起飛，成功完成了美國太空部隊的一次快速響應發射任務。

美國在相關領域早已投入了大量的精力。美國空軍最早提出“太空快速響應”（ORS）的概念，重點強調在接到需求命令后，全部的開發工作可在6至9個月內完成；從提出作戰需求到航天器部署完畢，只需要幾天或者幾周時間。在衛星方面，美國國防部在2002年就已經開始了相關的研究，2003年美國國防部轉型辦公室正式提出了“戰術衛星”的相關概念，意圖構建低成本而且具備快速反應能力的空間平臺來負責在戰場當中的快速偵察。而在發射能力方面，美國的長遠目標是擁有快速響應的可重復使用運載器，目前的技術解決方案主要有3種，包括空射型運載火箭、基于洲際彈道導彈設計思想的陸基火箭以及可重復使用運載器。

資料顯示，目前美軍將快速發射系統按照響應級別劃分為0～4級。其中0級是指系統在發射臺、就位的船只或飛機上準備完畢，加注完好，準備按指令發射，且所有軌道計算都已完成，并裝入地面和箭上計算機。1級是指系統集成完整，保持在發射臺或船上，尚未加注推進劑，這種狀態實際上可以無限期保持。2級是指系統處于貯存狀態，有效載荷和運載器尚未集成，有效載荷已組裝好、包封在運載火箭整流罩內，并可以向上加載某些軟件，人員處于警戒狀態(2級) ，或不處于警戒狀態(2a級)。3級是指航天器大部分組裝完成，一個或多個即插即用的組件也已造好，但未組合成一體。4級是指航天器 (快速響應航天器) 和有效載荷兩者的即插即用組件都已造好，并準備按照新確定的飛行任務要求進行組裝和測試。

軌道運載機的出現無疑為“快速響應空間能力”的發展提供了一條新思路，也標志著太空軍事博弈或將進入“軌道預置時代”。相比之前需要時從地面緊急發射補充的模式，軌道運載機可預先搭載衛星在目標軌道附近待命，一旦出現緊急需求（如敵方摧毀關鍵衛星），數小時內即可釋放載荷并完成部署。這種能力對軍事行動意義重大，例如在沖突爆發時，軌道運載機可迅速補充偵察、通信衛星，重構戰場感知網絡；而在太空攻勢行動中，軌道運載機也可用于釋放干擾裝置或破壞裝置，癱瘓敵方空間系統。未來如果以此為基礎繼續改進，使其具備空間捕獲、維修或燃料加注能力，則可以充當太空補給修理船，提高己方航天器的生存能力和工作時間。另外從民用角度考慮，軌道運載機或許可以幫助打開太空經濟的新維度。

以太空物流為例，以往傳統衛星發射需經長時間的準備，而軌道運載機可預先搭載衛星在目標軌道待命。這種“太空倉儲”模式將發射響應時間從周級壓縮至小時級，為商業航天提供了“即時貨架”。在具體應用中，通信公司可快速補位失效衛星，農業監測企業能動態部署遙感星座，甚至影視劇組也可臨時發射專用拍攝衛星。

未來如果軌道運載機具備了修理整備功能，同樣可以用于民用衛星的在軌檢修與功能升級，如更換失效部件，向模塊化接口加裝新型載荷等；而軌道運載機所采用的溫控系統與輻射屏蔽技術，也為衛星提供了理想的在軌養護環境，使立足于衛星維護的“太空4S店”成為可能。此外，軌道運載機的多星異軌部署能力可支持“太空擺渡車”模式，通過多次點火將衛星精準投送至不同軌道，效率較傳統“一箭多星”技術將會有明顯的提升。