通常认为,亚轨道飞行是在距地球35到300公里高空进行飞行。在亚轨道飞行仍然会受到地球引力的牵引,但在一定时间内(高于卡门线,失去空气阻力的时)可以体验到失重的感觉。300公里以上的飞行就被认为是轨道飞行,而国际空间站的运行轨道在400公里左右。
亚轨道飞行的最高点必须高于卡门线,即海拔一百公里的大气层上界面,否则空气阻力将使得轨道不确定,从而不能认定为亚轨道飞行。
飞行特点亚轨道飞行与轨道飞行的最大区别在于亚轨道不能环绕地球一周。从速度上来说,也就是发射初速度达不到环绕地球所必须的第一宇宙速度,所以抛射体在到达最高点(远地点)之后高度就会一直下降,并且在绕回发出点之前就会落地。所以,亚轨道飞行可以看做一个近地点附近轨道在地面以下的椭圆轨道,也可以看做是一种非理想状态下、特殊的抛体运动。
亚轨道和抛射体一样,通过改变抛射角度,可以在很大范围内随意调整弹道的最高点、射距与落点。这一特性使得它在军事上大显神威。2
主要用途亚轨道飞行主要用于弹道导弹与太空旅游,弹道导弹由于需要落回地面,所以使用亚轨道;而太空游为了节约成本,减少发射时燃烧的燃料,也使用亚轨道飞行。
美国水星计划的最初几艘飞船也是进行了亚轨道飞行,为后来的轨道飞行打下基础。2
亚轨道飞行器亚轨道飞行器有时也称为临近空间飞行器,它是最先进的空间运载器,它综合并发展了火箭、飞船、再人飞行器和飞机的特点,具有独特的使用价值。亚轨道飞行器的军事应用是其开发研究的主要方向和目的,它在情报搜集、监视以及通信保障领域大有前途。亚轨道飞行器既能比卫星提供更多、更精确的信息并节省使用费用,又比常规航空器受到地面攻击的危险更小。同时,它能像卫星一样覆盖范围广,留空时间长,也可以像无人机那样对战术级作战要求作出快速反应。这些飞行器的推进系统各不相同,有的配备常用推进器,有的则配备非常规的浮力调整系统。
亚轨道飞行器与其他飞行器相比较,具有两大独特优势:优势之一,目前世界上绝大多数的作战飞机和地空导弹都无法达到这一高度,且外太空武器还没有进入实战阶段,临近空间便成了相对独立的“真空”层,从而有相对安全的工作环境;优势之二,临近空间飞行器能够比卫星提供更多、更完备的信息(尤其相对于一些特定区域),而应用成本要比卫星和高空侦察机便宜得多。
亚轨道飞行器为预警、侦察、监视等军事用途提供了不可多得的空中载体,而且将其用于巡航导弹预警和跟踪是未来巡航导弹防御领域的必然趋势,所以亚轨道飞行器成为各国近期的研究热点。美国、俄罗斯、欧盟、韩国、日本、以色列等国家和地区都在投入大量的经费开展亚轨道飞行器总体技术的研究。
亚轨道飞行器是航天运载器发展的必然趋势,不仅具有重要的民用价值,更重要的是具有巨大的政治和军事价值。亚轨道飞行器在导弹防御方面的军事价值已受到美国等军事大国的重视,2005年美国导弹防御局高空飞艇项目进入样机制造和演示验证阶段,2005年11月,美国高空哨兵亚轨道飞艇成功进入亚轨道。可以相信,在不久的将来,亚轨道飞行器将成为导弹防御的另一个重要平台,在未来天战中将扮演极为重要的角色。目前各军事大国围绕亚轨道飞行器的关键技术开展了广泛深入的研究,20世纪中期,冯·布劳恩和钱学森就提出了重复使用天地往返运输系统的概念。亚轨道飞行器既可以快速、方便地向空间运送有效载荷,也可以较长时间在轨停留和在轨机动,完成各种空间任务,完成任务后,还可以安全、准确地降落在地面,因此它是航天、航空技术高度融合的结晶。1