大氣層外的“9/11事件”? ——太空時代需警惕“太空恐怖主義”_風聞
钢铁沧澜-2021-12-23 11:23
警惕“太空恐怖主義”
作者:蘭順正
首發自:《太空探索》
9月14日英國航天總局局長、空軍中將空軍副元帥哈維·史密斯 (Harvey Smyth) 在倫敦舉行的軍警國防科技展(DSEI)2021上警告説,隨着進入太空的機會增加,發生“太空恐怖主義”的可能性也隨之提升,這與恐怖分子在“9/11”襲擊中使用商用飛機的方式相似。由於當天就在“9/11 事件”20 週年紀念日之後不久,因此史密斯的發言也引發了各界對於“太空恐怖主義”的關注。
向太空蔓延的“恐怖主義幽靈”
恐怖主義,是指通過暴力、破壞、恐嚇等手段,製造社會恐慌、危害公共安全、侵犯人身財產,或者脅迫國家機關、國際組織,以實現其政治、意識形態等目的的主張和行為。從 20 世紀 80 年代起,國際恐怖主義、民族分裂主義和宗教極端分子在海內外製造的恐怖襲擊案件嚴重破壞了全球的穩定局勢。根據美國馬里蘭大學恐怖主義及反恐怖主義研究所建立的全球恐怖主義數據庫( Global Terrorism Database,GTD),全球1970—2018 年共發生了192212起恐怖襲擊事件。而2001年9月11日,美國紐約的世貿大廈遭兩架飛機撞擊轟然倒塌,更是改變了整個世界的運行軌跡。在之後發起的反恐戰爭中,美國花費大約8萬億美元,導致約90多萬人喪生,但是時至今日恐怖主義的幽靈仍不時在世界各地肆虐。
正如筆者時常所言“人類能夠到達哪裏,戰爭就會打到哪裏”,隨着技術的發展,人類在太空的存在已經越來越來多,而恐怖主義向太空蔓延的問題也變得愈加需要認真對待。
至關重要的太空安全問題
現在太空對於全世界的重要性早已不言而喻。太空資源的開發與利用、太空科技的發展,對一國的社會經濟發展有着巨大的推動作用。科學技術是第一生產力,太空科技則是第一生產力王冠上的明珠。同時太空是高風險、高投入的技術密集和資本密集的領域,其技術成果一經轉為民用,會帶來巨大的市場價值。研究顯示,太空領域的投入產出比在1∶7到1∶12之間,即每投入1元於航天領域,未來能獲得7至12元的直接和間接收益。對於現在的世界各國而言,加快發展太空科技,是帶動未來經濟發展,實現產業升級的高效手段。根據歐洲諮詢公司發佈《2020年航天經濟報告》,包括政府航天投資和商業航天收入在內2020年全球航天經濟總量達到3850億美元;2020年全球共實施114次發射任務,追平1991年以來的發射次數紀錄,發射航天器共計1277個,創歷史新高;另外地球觀測衞星、氣象衞星在救災、環境保護等領域發揮着不可替代的作用。
而太空系統的作用越大,也意味着太空系統一旦失去功能將會帶來越嚴重的後果。以通信衞星為例,哈佛大學史密森尼天體物理中心的創始人——喬納森·麥克道爾曾表示,隨着遠距離通信衞星被摧毀,很多通信方式將在瞬間消失,所有的國際長途電話和數據傳輸都不得不改道發送,這將給地面和海底電纜施加巨大的壓力;過多的數據傳輸請求將使這些系統的容量發揮到極限,從而使得許多電話無法撥通;數以億計的互聯網連接將消失,或者嚴重超載;大約同樣數量的手機也會變得無法使用。而對一些偏遠地區的人們來説,他們看的電視、用的互聯網、收聽的收音機全都依賴衞星傳輸信號,屆時所有這些服務都會消失。
同時,現在像GPS這類全球衞星定位系統已經變得無處不在,而且對此類系統形成依賴的周邊系統數目驚人。一旦沒有全球衞星定位系統,不單是廣大“驢友”會迷路,航空公司更是將不得不退回到先輩遺留下來的導航系統和程序上,考慮到今天航空交通的龐大數量,事故恐怕就難以避免。而且衞星定位系統的癱瘓也會讓授時服務停止,那麼在數小時內,任何要求嚴格同步的分佈式網絡將開始嚐到“時鐘漂移”的惡果,從而導致嚴重的性能問題和徹底的服務中斷。這種崩潰將會影響人類生活的各個方面,從電網到金融領域都將受到影響。
根據我國的新型太空安全觀,太空安全對傳統意義上的國家領土、領海和領空安全影響越來越大,成為國家安全的重要支柱和組成部分,維護太空安全已成為決定國家未來生存和發展空間的重要國家安全戰略。而國家主席習近平也明確指出,太空資產是國家戰略資產,要管好用好,更要保護好。
無所不用其極的“太空恐襲”手段
筆者認為,“太空恐怖主義”將會以在軌航天器、航天員或者航天服務為目標,以干擾、破壞乃至劫持為手段,進而製造恐慌或幫助實現其他利益需求。
在過去,由於受到技術和成本等因素的制約,恐怖襲擊的範疇很難脱離大氣層。但科技發展的“雙刃劍效應”,導致脱離地球引力的成本逐漸降低,因此太空也將不會是“淨土”了。其實就安全而言,在軌航天器本就存在“短板”。首先在軌航天器雖然飛得高飛得快,但其中大多數軌道相對固定,通過天文觀測就可以掌握如軌道高度、軌道傾角、過頂時間等關鍵數據。第二,太空系統天生脆弱,由於身處空間極端環境中,所以一點微小的破損就可能帶來致命的傷害。雖然防禦一方可以採取各種主被動防禦措施,如提高衞星機動能力以躲避攔截和跟蹤,加裝短程武器或定向能武器之類的主動防禦系統以阻止或摧毀其他靠近的太空裝置,發展護航衞星,以及給衞星配置光閘、保護過濾裝置和防干擾裝置等。但這些所能起到的作用有限,無法從根本上改變攻方的優勢地位。
筆者預計,未來“太空恐襲”除了攻擊相關地面航天設施外,可能還會有以下幾種手段。
首先是採用各種地基反衞星技術攻擊在軌航天器。一些地基反衞技術相對代價小,性價比高,特別是定向能手段。當前,已經具備部分實戰能力並且擴散程度最大的定向能反衞技術是微波,因為該技術相對成本低、難度小,一些小國和民間團體都有可能具備。如在軍事科學院翻譯的美國軍事科幻小説《太空戰——第三次世界大戰的頭六個小時》中,恐怖分子脅迫俄羅斯科學家制造了一台微波激射器用來襲擊美國的太空產業,其原理為:首先向太空中的衞星發射一束高能激光,但其作用不是破壞衞星而是在天地之間建立一個“波導管”,隨後由地面產生一個高壓電脈衝沿激光開闢的電離通道直達衞星,導致衞星內部電器元件因過載而短路或燒燬,最終使衞星失效。在書中該系統成本非常低,卻給美國的空間系統帶來了巨大的損失。而在現實中類似的事件已經出現過,如在1998年3月14日下午14時10分,中國通訊廣播衞星公司使用的“亞太1號”衞星2A轉發器,突然受到壓制性不明外來信號的干擾,其強度為正常信號的10倍。干擾造成公司1000多個單雙向數據VSAT小站的通訊全部中斷,另有1000多個受到不同程度的干擾阻斷,致使國家地震預報衞星網中斷,金融資訊網絡和尋呼也受到影響。事後查明,此次攻擊衞星事件乃是位於境外的法輪功非法組織所為。2004年9月15日,美國空軍部長詹姆斯·羅氏宣佈,伊拉克叛亂組織在2003年企圖用干擾器阻止聯盟的全球定位系統精確制導彈藥,但行動失敗,他表示這是敵對勢力第一次試圖利用太空阻止美軍。2007年4月11日,美國《空間新聞》週刊披露:印度洋上空的一顆國際通信衞星信號被美國國務院列入恐怖組織黑名單的斯里蘭卡泰米爾猛虎組織“劫持”或“竊占”,造成某一通道的衞星信號被猛虎組織強行佔用。相信在未來此類手段將成為“太空恐襲”的主要方式。
其次是採用共軌反衞星技術實施襲擊。共軌式反衞技術是指將攔截平台送入目標衞星的軌道平面,然後對目標衞星進行破壞。目前主要的共軌反衞手段是使用殲擊衞星,即將裝有自毀裝置的衞星發射升空後,指令其接近目標衞星,當距離足夠小時啓動自毀裝置,通過自爆產生的碎片來摧毀目標。在過去,共軌反衞技術對於一般恐怖組織可望而不及,但是目前這種手段的“門檻”卻變低了不少。
一方面,微型衞星技術開始普及。微型衞星即小而輕的衞星,目前公認的是小於1000千克的衞星稱為微型衞星。微型衞星的研發是 20 世紀八九十年代在一些商業企業和大學實驗室開始的,最初是基於西班牙 90年代以來研發的低成本製造商用和通信衞星。隨後,微型衞星產業得到了迅速增長。現代微型衞星建立在微機械、微電子和輕型材料發展的基礎上,其最大的特點是集成化、模塊化,其基本目標是選用高新技術,增加容量和性能,減小體積和重量,使成本和風險降為最低,促進衞星功能密度的不斷提高。相對於傳統的大衞星來講,現代微型衞星的技術優點主要存於以下幾個方面:發射質量低、體積小、能耗低、機動性強、研製成本低、研發週期短、新技術含量高、發射與使用方式靈活。此前美太空軍司令約翰·雷蒙德就曾表示,微電子技術與先進推進技術將使微型航天器成為太空領域的變革者。
另一方面,進入太空變得更加方便。目前除了歐洲空間局外,全球有 11 個國家擁有獨立發射能力,還有 15 個國家和地區具有把物體發射到亞軌道的能力( 能夠把火箭發射到太空,但是達不到環繞地球軌道所需要的高度) 。它們包括阿根廷、澳大利亞、巴西、加拿大、捷克、丹麥、德國、印度尼西亞、意大利、黎巴嫩、新西蘭、波蘭、中國台灣地區、西班牙、瑞士等。但值得注意的是,私人太空實體公司已經成為了不可忽視太空角色。當今知名度較大的私人太空公司包括埃隆·馬斯克(Elon Musk) 的太空探索技術公司(SpaceX) ,傑夫·貝索斯(Jeff Bezos) 的藍色起源( Blue Origin ) ,理查德·布蘭森 (RichardBranson)的維珍銀河(Virgin Galactic) 和保羅·艾倫(Paul Allen) 的平流層發射( Stratolaunch) 等,它們已經成為了私人公司參與太空競賽的全球領跑者。以SpaceX為例,得益於新技術的採用,其“獵鷹”9火箭的地球靜止軌道單位載荷發射價格為0.65萬美元/千克,近地軌道為0.29萬美元/千克,不到原市場價格的1/3。
以上兩方面結合,就意味着只要稍具實力的組織或個人,都可能通過自我研發或購買的方式擁有自己的微型衞星,並將其送入軌道。而微型衞星同樣具有變身“軌道殺手”的潛質,如在馬斯克的星鏈計劃中,其使用的微型衞星都帶有離子電推進發動機,能夠實時接收到來自地面的太空碎片監控情況。必要的時候,能夠自主進行最優規避軌道的在軌優化計算並實施變軌,以免被太空碎片擊中。有分析指出,星鏈計劃所採用的這種防撞技術,只需稍作修改,就能用來攔截敵方彈道導彈,因為如果衞星能夠按最優軌道規避碎片,也就同時具備了按最優軌道攔截洲際彈道導彈彈頭的能力。正如此次史密斯所説的那樣“現在幾乎任何人都可以訪問空間,而這種可訪問性可能會帶來潛在威”。
第三,蓬勃發展商業太空旅遊未來也可能成為恐怖分子的目標。
近年來,商業太空旅遊成為了熱詞。就在今年7月11日,英國維珍銀河公司的太空船二號完成首次滿員亞軌道試飛,該公司創始人理查德·布蘭森作為機組成員參與此次試飛;幾天之後在7月20日,藍色起源公司的創始人傑夫·貝索斯和其弟弟馬克·貝索斯也乘坐該公司研發的新謝潑德火箭成功進入了亞軌道;另外在9月15日,SpaceX的“獵鷹”9-1.2型火箭從卡納維拉爾角肯尼迪航天中心第39A號發射台發射了一艘“載人龍”飛船,執行了稱為“鼓舞四人組”(Inspiration4)的全球首次全私人、“全平民”載人軌道飛行任務。以上的試飛都堪稱是商業亞軌道旅行的里程碑,而馬斯克還計劃用自己研製的“星船”運送大量貨物和人員殖民火星或在全球範圍內的城市間進行軌道運輸,因此未來一定會有很多旅客進入太空,以此類推發生劫持飛船甚至“太空911”事件就並非是天方夜譚。
另外,不能排除恐怖分子採取“軌道封鎖”的可能。眾所周知,太空垃圾已經是人類航天活動的大敵。由於各種航天活動頻繁,導致目前近地空間“擁擠”異常。據保守估計,目前在地球近地軌道上漂浮着多達70萬件太空垃圾碎片,總重量約為4500萬噸。這些太空垃圾危害驚人,試驗表明,直徑3.6毫米的鋁彈丸在6.22千米/秒左右的速度下就能擊穿50毫米厚的鋁蜂窩板,而且空間碎片撞擊衞星的平均速度可達10千米/秒。所以毫米級碎片不但對星外設備構成重大威肺,還對星內設備造成威脅,特別是一些對撞擊敏感的電子設備儲能設備等。而毫米級以下的碎片即使不會對星內設備造成威脅,但對星外設備也能造成不同程度損傷,進而造成分系統、甚至整體功能的失效。未來如果恐怖分子或極端組織通過發射自爆衞星的做法有意向軌道撒佈大量的太空碎片,無疑會讓太空的“交通”狀況變得非常不堪。更有甚者,根據美國科學家唐納德·K·凱斯勒於1978年提出理論假設,當在近地軌道運轉的物體密度達到一定程度時,將讓這些物體在碰撞後產生的碎片能夠形成更多的新撞擊,形成級聯效應,這意味著近地軌道將被危險的太空垃圾所覆蓋。凱斯勒認為,由於失去能夠安全運行的軌道,在之後的數百年內太空探索和人造衞星的運用將變得無法實施。筆者認為,雖然凱斯勒的理論還只是假設,可如果未來恐怖分子決定孤注一擲,那麼全球都會後脖頸子發涼。
綜上,隨着各種非國家勢力與個人都開始具備廉價進入太空的能力,太空恐怖主義將成為一個現實的威脅,對此各方應早做準備,防止地面上的悲劇在太空重演。