7月28日，美国太空军宣布与空军快速能力办公室合作，计划于2025年8月21日在佛罗里达州的肯尼迪航天中心完成发射X-37B轨道测试飞行器（OTV-8）的第八次任务。此次任务将搭载SpaceX猎鹰9号火箭发射，这次发射的任务目标是完成激光通信和有史以来在太空测试过的性能最高的量子惯性传感器的测试和实验。这次任务还同美国空军研究实验室和美国国防创新部门共同配合完成。

谈到这次要测试的量子惯性传感器，美国太空部队德尔塔9号指挥官拉姆齐·霍恩（RamseyHorn）上校强调：“此次量子惯性传感器演示是提高太空作战韧性的可喜进步。无论是在地月空间进行超地轨道航行，还是在GPS信号缺失的环境中运行，量子惯性传感都能在GPS导航无法实现的情况下提供强大的导航能力。最终，这项技术将显著提升我们第五太空作战中队乃至整个太空部队的推进力，即使在GPS信号缺失的环境中也能保证行动和机动性。”

图：拉姆齐·霍恩上校

来源：USSF

拉姆齐·霍恩上校所在的美国太空部队德尔塔9号的第五太空作战中队与空军快速能力办公室合作，负责X-37B的日常在轨运行任务。

01

两大核心任务：

激光通信和量子惯性传感器的测试

激光通信的测试和实验是此次任务的目标之一。

激光通信即利用激光来传输数据，现已成为未来太空通信重要组成部分，因为红外光的波长较短，增加了每次传输的数据量。在此次飞行任务中，该团队将通过利用低地球轨道上已部署的商业卫星网络进行激光通信演示，助力提升美国天基通信架构的弹性、效率和安全性。此外，由于激光束的定向性更强，激光通信比传统的射频传输更安全。

关于激光通信演示的重要性，太空作战司令ChanceSaltzman将军表示：“OTV-8的激光通信演示将标志着美国太空部队在利用太空网络构建多元化的太空架构方面迈出了重要一步。这将增强我们卫星通信架构的弹性、可靠性、适应性和数据传输速度。”

美国台空军在新闻稿中宣称的“有史以来在太空测试过的性能最高的量子惯性传感器的测试和实验”在此次任务中更加让人期待。

图：X-37B轨道测试飞行器为第八次任务做准备。

来源：USSF

量子惯性导航系统（QINS）是一种利用量子精密测量技术的惯性导航系统。它通过对原子等微观粒子的量子态进行精确操控和测量，来感知运动载体的加速度和角速度，从而实现自主定位、导航和授时的功能。

与传统的惯性导航系统一样，量子惯性导航系统也属于自主式导航，不依赖外部信号，因此在卫星导航信号受限、受干扰甚至被拒止的情况下，仍能正常工作。但相较于传统的惯性导航系统，量子惯性导航系统赢在了高精度和高稳定性上。因为量子惯性导航系统是利用量子力学的原理去对微观世界进行更精密的测量，所以无论是在理论还是实践中都能够提供更高的精度和更低的误差率。

量子惯性导航系统的核心在于利用原子干涉和原子自旋等量子效应来构建高精度的量子加速度计和量子陀螺仪。除了传统惯性导航系统也有的信号采集与处理单元、导航处理器和电源系统之外，量子惯性导航系统的核心是量子惯性测量单元。这一单元通常由多个量子传感器组成，比如原子陀螺仪、原子加速度计和原子钟等。因此，这一发射任务的核心也是在于完成对于这些量子惯性传感器的测试与实验。

量子惯性导航系统的工作主要由感知、接收、更新、推算、修正这几个步骤组成。首先是原子陀螺仪和原子加速度计基于对量子态的精确操控和对微观粒子物质波干涉效应的观测，测量出载体的角速度和线加速度，这些原始惯性数据由导航处理器接收，并对于这些数据进行处理做到实时更新载体的姿态。在高精度原子钟提供时间基准的前提下，通过对于加速度的处理得到速度和位置的数据。最后通过系统内部算法进行误差补偿，进一步提高精度。

这次任务将通过探测原子的旋转和加速度，实现精确的太空无辅助导航。这项技术可以用在GPS信号缺失的环境中，从而增强美国航天器在应对当前和新兴威胁时的导航弹性。同时，由于量子惯性传感器可用于地月空间导航，它们还有望推动远程太空旅行和探索的技术前沿。

02

美国太空军X-37B的第八飞：

战略意义

尽管对于美国太空部队X-37B的第八次任务的具体细节仍高度保密，但公开信息表明其主要目标是测试和验证下一代空间技术，这对于美国在太空领域的战略优势至关重要。

首先，对于激光通信和量子惯性传感器的测试一定程度上增强了美国对于太空系统的空间感知和导航弹性。激光通信能提供更高的数据传输速率和更强的安全性，对于未来战场上的信息共享至关重要。量子惯性传感器则实现在无需GPS或其他卫星网络下的精准导航，这在“GPS拒止”环境中也具有重要意义。这意味着即使在敌对行为下，美军的太空资产也能保持精确的定位和机动能力，大大增强了其太空系统的韧性。

其次，X-37B作为一个可重复使用的太空试验平台正在推动美国的太空能力的现代化。通过完成将实验对象送入轨道并在任务结束后返回分析，这种过程的多次重复正在加速美国对于新技术的开发和验证。在此次任务中提到的与商业卫星网络的激光通信演示，表明了美国太空部队正在积极探索与商业部门的合作。

最后，X-37B长时间在轨和高度保密的特性，本身就构成一种战略威慑。美国在向潜在对手传递着一个明确信号，美国正在积极投资并掌握先进的太空技术，试图具备在太空进行长期、复杂操作的能力。

03

X-37B的系列飞行

从2010年到2025年，15年间美国太空军组织并完成了X-37B的8次飞行，从多次飞行任务中能够看到许多进展与突破。

第一是在轨时长不断创新高。首次发射任务是在2010年4月22日，此次在轨飞行共224天。第二次任务于2011年3月5日发射，在轨飞行共468天。第三次任务于2012年6月11日发射，在轨飞行674天。第四次任务于5月20日发射，在轨飞行共718天。第五次任务于2017年9月7日发射，在轨飞行780天。第六次任务于2020年5月17日发射，在轨飞行共908天。在以上六次飞行中，每一次的任务时长都有所刷新。

第二是发射任务的实验内容逐渐深入。X-37B的早期任务可能更多地集中在平台自身的测试和基本技术验证。但在最近的几次发射任务中看，X-37B的实验内容已经深入到激光通信、量子传感等前沿领域。美国空军部长芭芭拉·巴雷特此前针对第六场发射任务表示，该次任务将最大限度发挥X-37B的独特性能，并进行多项实验，包括由美国海军研究实验室负责的将太阳能转化为射频微波能，并传输至地面的空间太阳能实验；由美国空军学院负责在轨道上部署“猎鹰8号”小型卫星的实验；美国宇航局研究辐射等空间效应对农作物生长影响的两项试验。这也是X-37B迄今为止最大的科学负载。

图：SpaceX猎鹰重型火箭准备在USSF-52之前发射，该火箭携带美国太空军X-37B轨道测试飞行器从肯尼迪航天中心39A发射场发射。

来源：美国太空军

同样，2023年12月28日，美国太空军与SpaceX合作完成了第七次发射，也是首次在猎鹰重型火箭上发射。这次的目标测试也已经扩展到在新的轨道状态下运行、试验空间域感知技术以及研究对NASA材料的辐射影响等多个方面。

而这一次，计划在2025年8月21日发射的X-37B，将在太空展开关于激光通信和量子惯性传感器最先进的实验和研究，又会给全球的量子发展带来多少的助力呢？我们将拭目以待。

参考链接

[1]https://www.oxts.com/zh/what-is-an-inertial-navigation-system/

[3]https://www.airandspaceforces.com/x-37-eighth-mission-laser-comms-gps-alternative/

[6]https://boeing.mediaroom.com/2025-07-28-Boeing-Built-X-37B-Spaceplane-Set-for-Eighth-Mission

[8]https://sat.huijiwiki.com/wiki/X-37B_OTV-7