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見證連接與計算的「力量」

首頁 如何進行太空戰(zhàn)?又該如何避免太空戰(zhàn)?

如何進行太空戰(zhàn)?又該如何避免太空戰(zhàn)?

2019-07-25 10:26
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2019-07-25 10:26 ? MIT Technology Review

去年3月,印度成為繼俄羅斯、美國與中國之后,世界上第四個能夠成功擊毀軌道衛(wèi)星的國家。印度的Mission Shakti是一種裝載于直升機之上的反衛(wèi)星武器(ASAT)——更直白地講,這是一種能夠從地面附近發(fā)射的導彈。一般來說,這類反衛(wèi)星武器包含有“殺傷部”,即一塊擁有自導航能力的金屬部件,安裝在彈道導彈頂部。在導彈離開大氣層后不久,該殺傷部即脫離導彈主體并在接近目標時進行小幅航向修正。無需任何爆炸物,在軌道運行速度之下,單憑動能其足以對衛(wèi)星造成致命損害。

如何開展太空戰(zhàn)?又該如何避免太空戰(zhàn)?

早在衛(wèi)星剛剛誕生之時,人們就萌生了將其擊落的念頭。美國第一次反衛(wèi)星武器測試可以追溯至1958年,雖然未能成功,但當時距離Sputnik發(fā)射升空還不足一年。在冷戰(zhàn)期間,美國與蘇聯(lián)都開發(fā)出先進的反衛(wèi)星武器。美國擁有能夠從戰(zhàn)斗機上發(fā)射并可消滅短文衛(wèi)星的核彈頭導彈(于1985年測試成功)。中國則在2077年首次成功完成了反衛(wèi)星武器的測試。

盡管擺出了戰(zhàn)斗姿態(tài),但還沒有哪個國家敢于真正摧毀他國衛(wèi)星——這是因為大多數(shù)擁有這種能力的國家,同時也具備核大國身份。但隨著衛(wèi)星與平民生活以及軍事行動中的各個層面交織在一起,人們越來越有可能讓攻擊衛(wèi)星視為一種值得嘗試的冒險性手段——并最終引發(fā)世界上第一次全面的太空戰(zhàn)爭。

至少在某種意義上,超級大國幾乎在進入人造衛(wèi)星時代的同時已經(jīng)開始發(fā)動太空戰(zhàn)爭,包括利用衛(wèi)星偵察敵人的行動并協(xié)調我方部隊。在冷戰(zhàn)期間,美國和蘇聯(lián)都在利用太空優(yōu)勢監(jiān)控可能發(fā)生的核攻擊與核武器部署動向。在那個時候,太空行動已經(jīng)成為核打擊的必要前提。

如今,越來越多的民用基礎設施開始依賴于GPS與衛(wèi)星通信,因此對其發(fā)動攻擊可能導致大規(guī)?;靵y。此外,軍方也更多依賴于衛(wèi)星:武裝無人機的數(shù)據(jù)與視頻輸入——包括美國軍方用于覆蓋阿富汗及伊拉克的死神無人機——都能夠通過衛(wèi)星發(fā)送至其他人類作戰(zhàn)人員。情報與圖像信息也由衛(wèi)星進行收集,并傳送至世界各地的作戰(zhàn)中心處。安全世界基金會華盛頓辦公室主任Victoria Samson表示,“當人們談到太空中的戰(zhàn)爭時,往往認為接下來將要發(fā)生的一切都將帶來災難性的影響。沒錯,而且這一切正在變成現(xiàn)實。”

太空領域的對抗,開始呈現(xiàn)出與地面部隊戰(zhàn)斗類似的狀態(tài)——換言之,針對衛(wèi)星的攻擊不再成為核災難的必然序曲。因此,華盛頓特區(qū)智庫CSIS太空安全項目負責人Todd Harrison表示,“目前太空中的威懾不再像冷戰(zhàn)時期那樣明確。”像朝鮮與伊朗這樣的小國,也開始掌握了能夠摧毀太空大國衛(wèi)星系統(tǒng)的武器。

所謂太空對抗,并不是說一定得炸下幾顆衛(wèi)星來。其它一些相對溫和的方法包括網(wǎng)絡攻擊,以及干擾衛(wèi)星與地面站之間的數(shù)據(jù)流。就目前來看,一部分黑客恐怕已經(jīng)擁有了這種攻擊能力。

舉例來說,2008年挪威地面站曾遭遇一場網(wǎng)絡攻擊,并導致NASA的Landsat衛(wèi)星遭遇長達12分鐘的干擾。同年晚些時候,黑客劫持了NASA的Terra地球觀測衛(wèi)星,并除了發(fā)送命令之外并未執(zhí)行其它操作。目前尚不清楚黑客是沒有能力執(zhí)行其它操作,還是故意沒有這樣做。雖然當時一些評論人士認為是中國發(fā)動了攻擊,但至今仍沒有確鑿的證據(jù)能夠揪出幕后的黑手。專家警告稱,黑客完全能夠關閉衛(wèi)星通信,導致其徹底癱瘓。此外,他們也可以下達命令燒盡全部推進劑,或者將成像傳感器指向太陽以造成永久性的物理損壞。

另一種常見的攻擊方式是阻塞或者欺騙衛(wèi)星信號。這種方式比較簡單粗暴,而且執(zhí)行方式也遠低于黑客入侵,畢竟所需要的一切裝備都有現(xiàn)成的商用版本可供選擇。

通常來說,這類安裝在卡車后部的干擾器采用與GPS或者其他衛(wèi)星通信系統(tǒng)相同的工作頻率,能夠有效阻擋其信號傳播。安全世界基金會太空政策專家Brian Weeden指出,“他們一般會在這些用于干擾衛(wèi)星信號的設備周邊加上一點偽裝以掩人耳目。”這種干擾會破壞從地面基站到衛(wèi)星的命令信號,或者在信號到達最終用戶之前向其注入大量噪音。

也有人強烈懷疑俄羅斯在挪威與芬蘭組織北約作戰(zhàn)演習期間,一直在干擾雙方的GPS信號,甚至在其他沖突當中也曾使用類似的策略。Weeden指出,“俄羅斯絕對曾利用干擾器對整個烏克蘭地區(qū)的太空系統(tǒng)實施攻擊。”但由于主動干擾與無意干擾很難被區(qū)分開來,這就讓歸因工作變得相當困難(美國軍方就經(jīng)常意外阻塞自己的通信衛(wèi)星)。美國國防情報局(DIA)最近發(fā)布的一份報告稱,中國目前正在開發(fā)能夠針對各種頻率的干擾器,其中也包括軍用通信頻段。據(jù)信,朝鮮曾從俄羅斯手中購買干擾器,而且伊拉克與阿富汗的叛亂分子也曾使用過這種干擾器。

與此同時,攻擊者也可以發(fā)出偽造信號,用以誤導地面上的GPS或者其他衛(wèi)星接收裝置。這種作法的難度同樣不高。2013年夏季,得克薩斯大學的一些學生使用一部公文包大小的設備欺騙GPS信號,并導致一艘價值800萬美元的私人游艇在地中海航線上偏離數(shù)百米。他們的行為并未被發(fā)覺(他們后來主動承認了此次攻擊)。俄羅斯方面似乎也將欺詐行為作為保護關鍵基礎設施的一種重要方式。有分析人士認為,普京總統(tǒng)在四處走動時可能會借此隱藏自己的位置以避免遭遇無人機的暗殺。

除了消除對個人加以鎖定的可能性之外,這種干擾與欺詐行為還能夠在敵人心中種下懷疑的種子,讓他們不知道在特定時刻是否還能繼續(xù)信任自己的通信設備。更重要的是,這些干預能夠隨時停止,這也讓歸因變得極為困難。

但有時候,有些人也可能打算直接干掉空中的衛(wèi)星——這時候,就輪到激光武器粉墨登場了。

目前還沒有哪個國家能夠通過在太空中投射激光的方式擊落衛(wèi)星。無論是采用電驅動還是使用化學品,都很難為這種激光器提供足夠的功率支持。

然而,在理論上,高功率激光器確實可以通過地面站發(fā)射或者安裝在飛機上,目前各主要太空大國也都在投入研究經(jīng)費以研發(fā)此類武器。盡管機載激光已經(jīng)完成了在大氣層內對導彈進行的摧毀性測試,但還沒有證據(jù)表明有任何國家在利用激光摧毀太空中的目標。DIA方面的報告顯示,中國已經(jīng)擁有地面激光,能夠在明年年初摧毀近地軌道上的衛(wèi)星光學傳感器(到2020年中期,預計其將能夠破壞衛(wèi)星的物理結構)。一般來講,激光武器的意圖并不是將衛(wèi)星從空中擊落,而是破壞其圖像傳感器,使其無法拍攝敏感區(qū)域內的圖像。這種損壞可能是暫時的,除非激光強大到足以產(chǎn)生永久性的破壞。

另外,激光也需要擁有極為精確的瞄準機制;而且為了提升攻擊效果,其還需要復雜的自適應光學設計以抵消大氣層產(chǎn)生的干擾——這一點類似于某些大型地面望遠鏡。然而,已經(jīng)有部分未經(jīng)證實的證據(jù)表明已經(jīng)存在上此類實現(xiàn)能力。2006年,美國官員聲稱美國成像衛(wèi)星在經(jīng)過中國領土時,曾經(jīng)被中國的激光瞄準。

Harrison解釋稱,“這種情況一直沒有得到太多重視。這更多屬于一種侵略行為的灰色地帶。目前各國雖然正在推動普適的行為極限與挑戰(zhàn)認定規(guī)范,但此類作法仍然不足以構成國家間沖突。”

2016年11月,航空航天公司AGI的商業(yè)航天中心發(fā)生了一些奇怪的跡象。在發(fā)射后不久,一顆據(jù)稱用于測試高性能太陽能電池與新型推進劑的中國衛(wèi)星開始接近其它一些中國通信衛(wèi)星,停留在其附近的軌道之上,而后繼續(xù)先進。其最極限的停留距離距另一顆衛(wèi)星只有幾英里遠。2017年與2018年,這顆衛(wèi)星又先后趨近其它衛(wèi)星。去年12月發(fā)射的另一顆中國衛(wèi)星則在到達地球同步軌道的某特定范圍之內后,似乎又發(fā)射出第二顆飛行物體。

有懷疑的聲音認為,中國正在演練一種所謂“共軌攻擊”的新方法——其將某個物體送入目標衛(wèi)星附近的軌道,通過操縱實現(xiàn)自動泊停,而后等待攻擊命令。當然,這樣的演習倒未必一定是基于惡意,畢竟衛(wèi)星檢查或修理等情況也需要這種泊停能力。然而,同軌泊停也可能被用于阻擋或者窺探短文衛(wèi)星的數(shù)據(jù),甚至對其發(fā)動物理攻擊。

俄羅斯也一直高度關注地球同步軌道。其Olymp-K衛(wèi)星一直在進行定期移動,有一次甚至插入兩顆Intelsat商業(yè)衛(wèi)星之間。另一次,它又跑到距離法國-意大利軍用衛(wèi)星旁邊,以至于法國政府宣稱這很可能是一次“間諜活動”。同樣的,美國也已經(jīng)測試了一系列能夠在太空當中實現(xiàn)機動移動的小型衛(wèi)星。

幾十年以來,作為太空空間中的主導者,美國目前面臨著最為嚴重的威脅。DIA報告指出,中國與俄羅斯都對軍隊進行了重組,以便在太空戰(zhàn)當中發(fā)揮更為重要的作用。(特朗普總統(tǒng)提出的復興太空力量的想法雖然在民間廣受嘲諷,但仍可能在軍事指導方針當中發(fā)揮重要作用。)美國軍方擔心美國正在甚至已經(jīng)失去優(yōu)勢。Harrison指出,“俄羅斯與中國在開發(fā)反太空系統(tǒng)方面的進展,要快于我們衛(wèi)星保護手段的發(fā)展速度,這使得我們越來越容易受到太空攻擊的影響。”

作為回應,美國軍方開始提高衛(wèi)星被發(fā)現(xiàn)以及遭受攻擊的門檻。例如,計劃于2022年發(fā)射的新型實驗性GPS衛(wèi)星NTS-3將擁有可編程的可操縱天線,能夠以更高功率廣播以對抗干擾。其設計能夠在失去與地面控制器的連接之后繼續(xù)保持準確,同時可檢測出阻塞信號到底來自哪里。

另一種解決方案則在提升單一衛(wèi)星彈性水平之外,嘗試建立星座通信體系,從而令每顆衛(wèi)星不再獨立工作。這正是Blackjack項目的基本思路,這一由DARPA提出的全新計劃希望在近地軌道上建立低成本軍事通信衛(wèi)星網(wǎng)絡。

美國戰(zhàn)略司令部懷念John Hyten將軍在今年4月的國家空間碎上指出,這些星座也可用于控制核武器。他表示,核指揮與控制不需要依賴于強化的通信鏈路,而將經(jīng)由“近乎無限的通道,通過各個空間元素實現(xiàn),包括強化軍事空間、商業(yè)空間以及不同類型的鏈接等等……這使得對手也許永遠無法摸清信息是如何傳遞的。”

1967年的《外層空間條約》明確禁止在太空或者像月球這樣的“天體”上使用大規(guī)模毀滅性武器。條約同時禁止在天體上建設“軍事基地、設施以及防御工事”,但并未約束地球軌道區(qū)域。雖然各主要航天大國很久之前就已經(jīng)接受了這項條約,但隨著各國鷹派言論與行動變得愈發(fā)普遍,條約中提出的和平利用太空環(huán)境的目標似乎正變得越來越遙不可及。

幾十年以來,聯(lián)合國一直努力敦促各國在禁止太空空間“武器化”方面達成共識。來自超過25個國家的代表于今年3月在日內瓦的一次非公開會議上討論了一項新的條約。英國??巳卮髮W太空事務律師Hitoshi Nasu表示,“打破僵局的最大難題,在于各主要大國之間仍然持續(xù)保持互不信任的態(tài)度。”目前,他正在與同事合作撰寫關于如何在太空空間內實施國際法的指南。

但正如冷藏時期的情況一樣,阻止太空沖突的唯一方法就是首先明確表達意愿,而后建立抵御沖突的能力。Harrison總結道,“目前我們還沒有為這樣的沖突做好充分準備,而這種準備工作的缺失正是威懾力的根源,并最終給太空沖突埋下導火線。”

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