2020年1月30日,一位业余卫星观察者在推特上写道,“一些潜在的值得关注的东西。”俄罗斯探测卫星“宇宙2542”(Cosmos 2542)“徘徊在”美国间谍卫星“美国245”(USA 245)周围,他写道,“就在我打这封信的时候,这个偏移距离在150到300公里之间移动。”美国245号随后调整了轨道,以远离宇宙2542,而宇宙2542反过来又调整了自己的轨道,再次接近。“这些都是间接证据,”观察者写道,但“许多情况下的地狱让它看起来像是一颗已知的俄罗斯侦察卫星目前正在检查一颗已知的美国间谍卫星。”
研究太空技术的天体物理学家劳拉·格雷戈(Laura Grego)看到了这些推文;她给卫星编目,所以她一直在阅读业余观察者的通讯,她说,“从Twitter发明之前就开始了。”一个国家的卫星跟踪另一个国家,这正是像格雷戈这样担心太空战的人所担心的。太空战不是战士们在太空中互相射击。这也不是所有军事高地中最高的战争:“卫星不会‘投掷’炸弹,”格雷戈说,“而且也不比其他轰炸方式更快、更好或更便宜。”太空战是对卫星的战争。宇宙2542可能被装备成干扰或破坏美国245,或将其炸成碎片。如果它这样做了,美国可能会进行报复,可能会摧毁一艘俄罗斯航天器,我们可能会爆发一场太空战。那么文明依赖哪些卫星,哪些服务就会被摧毁呢?
对美国来说,太空战可能是毁灭性的。这个国家在很大程度上依赖它的卫星为GPS、信用卡交易、医院系统、电视台、天气预报传输信号;清单不胜枚举。但它比任何其他国家都更依赖其军事卫星进行通信和监视。所有的卫星--明亮的、在可预测的公共轨道上运行的--基本上都是坐以待毙,几乎不可能防御;太空战就是军方所说的“进攻主导”。
美国军方对脆弱性的解决方案当然是军事解决方案。去年12月,国防部成立了太空部队,称俄罗斯和中国已经“武器化了太空”,太空现在是“战斗领域”。太空部队的工作是保护美国卫星,并对敌方的不良行为作出回应。
当时的太空部队负责人约翰·雷蒙德将军严厉地告诉“时代”杂志,宇宙2542号“有可能在太空中制造危险的局面”。但是宇宙号的跟踪并没有引发一场太空战。Grego和业余观察者都不知道Cosmos在做什么,但他们最好的猜测是,这就像俄罗斯拖网渔船在美国海军舰艇周围徘徊时所做的那样:惹恼,如果可能的话,或者恐吓,看看他们能看到什么。无论如何,3月中旬,这位业余观察者在推特上表示,美国245号航空母舰进行了一个小动作,“如果不是几个月的话,它将在未来几周内保持数千公里的距离”,此后,宇宙2542号将自己带到了其他地方。在此之前,Grego添加了她自己的推文:“这是建立一些关于多接近才是太接近的共同理解的好时机。”
格雷戈在忧思科学家联盟(Union Of Concerned Science)工作,这是一个非营利性组织,隶属于专注于太空战的三个世界-非政府组织(NGO)、军事和外交。对她来说,阻止太空战的最好方法是签订一项国际协议,以防止或限制太空战。到目前为止,谈判在国际政治中陷入停滞。格雷戈说,外交官们的工作从来不会很快,但现在他们“在外交的泥潭里四处飞溅”,没有做太多事情。
因此,我们在这里,随着一场升级的太空战的可能性,这将带来某些和不可估量的平民后果。然而,外交上的尝试一直乏善可陈,军方的回应听起来既有攻击性,也有保护性。“我不知道太空战争是否迫在眉睫,”约翰·劳德(John Lauder)说,他在情报界的军备控制监测工作中有30年的经验,“但有一些趋势使太空变得更加危险。”它没有坐在我们的上面,但它正快速地朝我们的方向移动。“。
几乎自从有卫星以来,就一直有武器可以用来对付它们,也有网络来跟踪它们。第一颗卫星,当然是人造卫星1号,由前苏联于1957年10月4日送入轨道。Sputnik和它的继任者立即被业余爱好者用相机追踪到;到1959年2月,国防高级研究计划局已经建立了第一个卫星监视网络。第一枚反卫星武器是美国于1959年9月22日发射的名为“高处女座”的导弹。1963年,前苏联试验了第一架“卫星战斗机”;在1968年的一次试验中,另一架卫星战斗机与苏联目标卫星MANE进入同一轨道。
在这个充满活力的开始之后,美国和前苏联将注意力从太空战转向冷战的核平衡。安全世界基金会(Secure World Foundation)的布莱恩·维登(Brian Weeden)说,美国在接下来的几十年里建造了“功能精湛、耗资数十亿美元、功能非常非常好”的卫星。“但他们并不是抱着让对手对他们做些什么的想法建立起来的。”他说,一旦苏联解体,“美国认为它将永远在太空中占据主导地位。”
太空战曾在2001年短暂出现在美国的议程上,当时由唐纳德·拉姆斯菲尔德(Donald Rumsfeld)在卸任国防部长之前领导的一份安全委员会报告警告美国的脆弱性,其中包括一个著名的短语“太空珍珠港”。道格拉斯·洛弗罗(Douglas Loverro)当时是一名空军项目主任,他开始倡导一种太空部队,但“9/11事件发生了,每个人都忘记了太空,”他说。
与此同时,格雷戈说,法国、日本、英国和印度已经发射了自己的卫星,更多的国家建造、购买或运营了其他国家发射的卫星。洛弗罗和其他官员在阿拉巴马州众议员迈克·罗杰斯(Mike Rogers)和田纳西州众议员吉姆·库珀(Jim Cooper)的帮助下,一直在推动建立一个军队的太空部门,直到2019年12月,总统菲亚特创建了太空部队。“神奇的是,我们复活了,”洛弗罗说。
这一突如其来的事件意味着,在一段时间内,太空部队夸夸其谈,但缺乏具体细节,并受到互联网上人们的嘲讽。当它的第一个官方行动是设计制服(伪装,即使是对战场在电脑前的士兵来说也是如此)和标志(美国空军和国家侦察办公室的部分人员共享的三角洲形状的机翼-以及星际迷航)时,它的公众形象也没有得到改善。然而,到了6月份,太空部队及其作战司令部美国太空司令部(U.S.Space Command)开始招募精通科技的人员,与国际盟友协调,决定购买哪些技术,并进行作战模拟,在模拟中,团队进行攻击、反击和智胜。太空司令部下属的联合特遣部队-太空防御的指挥官托马斯·詹姆斯准将说,太空战争“不一定是不可避免的”,但“这是一件非常严肃的事情,我们非常认真地对待它。”
任何攻击卫星的人都可以从长长的、多种多样的武器菜单中进行选择。最可塑性的选择,被称为直接上升反卫星武器,或DA-ASAT,是从地球发射的导弹炸毁航天器。自冷战以来,美国和俄罗斯一直拥有DA-ASAT导弹。中国和印度都在自己的卫星上测试了DA-ASAT。俄罗斯最近的一次测试是在刚刚过去的4月份。
攻击卫星的另一种选择是机动卫星,比如宇宙2542,它可以接近另一个国家的飞行器。出于安全原因,卫星经常使用小型发动机移动,例如为了避免空间碎片,而机动卫星可以用于加油或维修。但机动卫星可以是两用的,同样可以与其他卫星相撞,或者监视或射击它们。在过去的几年里,美国和俄罗斯已经使用卫星部署了四处漫游的较小的子卫星:宇宙2542发射了宇宙2543,宇宙2543也跟踪了美国的245。美国有X-37B,这是航天飞机的一个较小的机器人版本,通常做一些秘密的事情,包括发射子卫星。这些子卫星能做什么是母卫星做不到的,也是秘密的,因此也不清楚:威登说,我们对它们的所有了解都是我们所看到的。
相比之下,我们看不见的太空战技术是电磁辐射。卫星可以携带设备干扰他人从地面站到地面站的通信,也可以发动欺骗性攻击,欺骗其他卫星进行错误的通信。美国、中国和俄罗斯经常用导航卫星干扰其他国家的链接。卫星上或地面上的激光可以使卫星的成像传感器眼花缭乱或失明,尽管究竟谁拥有什么激光技术,哪些能力又是保密的或未知的。
在所有这些敌对行动中,美国损失惨重。在大约3200颗正在运行的卫星中,美国拥有1327颗。其中,935颗是商业卫星,提供广播和安全的全球通信。大约200颗美国卫星是政府和科学卫星,它们收集数据以预测飓风,监测干旱,观察大陆的蠕动,并像哈勃太空望远镜一样,了解宇宙。剩下的少数是军事和情报卫星,其中大部分用于通信-例如指挥和控制部队,或指挥无人机-以及间谍活动。这些卫星共同促成了现代文明。它们为互联网接入提供了一种
为数不多的军事和情报卫星对美国的安全至关重要,也是其脆弱性的来源。早期导弹预警系统仅使用10颗卫星,情报部门的高分辨率图像可能由十几颗卫星提供,军事指挥和控制通信仅依赖6颗卫星。“主要的军事问题是,”格雷戈说,“我们把自己扩展到了太空,现在我们是脆弱的。”
这个漏洞很重要,因为没有人确定卫星可以如何防御。也许成像卫星可以安装一个对过多光线反应迅速的快门,或者保镖卫星可以保护其他卫星。这种防御措施是否已经付诸实施尚不得而知。“由于机密的原因,你不会找到很多防御技术的官方细节,”Weeden说,“由于保密的原因,你不会找到很多关于防御技术的官方细节。”他说,“隐形”卫星在技术上是可行的,但也很昂贵和困难。你可以使航天器对雷达或望远镜来说是暗的,但不能同时对两者都暗,这一过程可能会阻碍卫星的性能。
大多数防御努力往往集中在威慑上。Grego说:“军队的自然去处是通过惩罚来威慑。”“您在我身上使用ASAT;我将在您身上使用它。”然而,惩罚的第一个问题是不可预测的升级。第二个是美国脆弱性的另一面-俄罗斯和中国不像美国那样需要他们的军用卫星。“真正需要在世界任何地方对任何人采取军事行动的,实际上只有美国,”威登说,而俄罗斯和中国对国防通信的大部分需求都是地方性或地区性的,“通常可以用[其他]方法来解决”。这句话的意思是:“在任何时候,美国都需要对任何人采取军事行动。”而俄罗斯和中国对国防通信的大部分需求都是地区性的,“通常可以通过[其他]手段来解决。”
或者,美国可以通过否认袭击的好处来威慑袭击。换言之,一个冗余的、有弹性的系统,既能承受损失,又不会失去效力,就不会像目标那样有吸引力。这是标准的威慑理论;五角大楼是否在实践还不清楚。今年6月发布的官方国防空间战略在非机密版本的报告中避免了这一级别的细节。
然而,商业航天工业有效地提供了否认利益的威慑。传统上,五角大楼与洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)、雷神公司(Raytheon)和诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)等国防工业巨头签订了建造卫星的合同。空军研究实验室太空车辆管理局的埃里克·费尔特上校说,这些航天器往往是大型皮卡的大小,其中一个原因是经济效益。他说,不管你需要什么新功能,“只要把它粘在你正在构建的任何东西上就行了。”然而,所谓的新太空公司-SpaceX,Blue Origin,Virgin Galaxy,Planet-拥有西瓜大小的可重复使用的发射器和卫星,成本是西瓜的四分之一到十分之一。费尔特说,节省下来的费用使军方能够更频繁地发射更多卫星,将不同的功能分散到不同的车辆上,并使更换变得更容易。
新的空间公司正在将成百上千颗小卫星连接成大型星座,以确保互联网接入和对全球每一个地点的持续成像覆盖,并充当教科书上的否认利益的角色。相比之下,天基红外系统(SBIRS)是一个由10颗大型预警卫星组成的星座,乔治梅森大学国家安全研究所的约书亚·胡明斯基(Joshua Huminski)说,它是“一个肥大、多汁的目标”。“我击中了三颗SBIRS卫星,而你没有得到预警。”但如果SBIRS是一个由小卫星组成的巨型星座,他说,“我拿掉三颗,这很烦人,但这个星座会自行愈合的。”
费尔特说,Space Force正在与New Space公司发展密切关系,正在采用New Space的规则,不是按规格订购新技术,而是按功能订购新技术(“我需要一个5英寸的咖啡杯”,而不是“我需要一个咖啡因输送系统”),并用信用卡购买足够好的商业图像。
到7月中旬,在宇宙2542发射宇宙2543并离开美国245年几个月后,业余追踪者注意到宇宙2543突然伴随着一颗名为45915的抛射物,然后它以每小时700多公里的速度变焦,显然是用自己的马达。雷蒙德称这是一次“在轨武器试验”。英国国防部在推特上表示,希望俄罗斯与国际伙伴合作,在太空中采取负责任的行为。
让航天国家同意守规矩并非易事。管理空间的国际法是一项正在进行的工作:非政府组织正在编写空间法手册,Weeden说,但“关于空间冲突的法律到目前为止还没有定义。”具有约束力的国际条约是非特定的、古老的或无限期搁置的。《联合国宪章》禁止将对领土完整的威胁延伸到外层空间。外层空间条约禁止在太空中使用核武器,但于1967年签署,当时太空技术还没有取得巨大进步。2014年,俄罗斯和中国提出了“防止在外层空间放置武器条约”,该条约禁止在太空部署武器;美国不同意该提议的条款,但没有提出反建议。最近,联合国和平利用外层空间委员会就21项不具约束力的行为准则达成一致-例如,“根据需要通过、修订和修改外层空间活动的国家监管框架”-格雷戈说,这些准则“做了相当多的工作,但当你读到它们时,确实看起来有点含糊和平淡无奇。”如果你希望他们能解决太空战问题,你会失望的,但他们不是故意的。“。
各国必须达成一致的问题既复杂又棘手。你如何包括所有人-不仅仅是大象般的美中俄三国,而是所有10个左右可以进入太空的国家?“武器”的定义是什么?比方说,机械臂可以用来取代失效的传感器,也可以用来抓取另一个国家的卫星?如何设置通信线路,以便在误判和升级发生之前发出“对不起,我不是有意要撞击您的卫星”的消息?什么算侵略-用DA-ASAT导弹攻击另一个国家的卫星?悄悄靠近另一个国家的卫星?多近才算太近?你如何证明没有人在协议上作弊?猎鹰研究所(Falcon Research)研究员、乔治华盛顿大学空间政策研究所(George Washington University‘s Space Policy Institute)讲师约翰·克莱因(John Klein)问道,哪些攻击目标会越过战线?“如果你炸毁了所有的GPS卫星--这是关键的基础设施;那很可能就是战争。”干掉一颗小卫星,很可能不是战争。“。
与此同时,Grego指出,各国或多或少遵守非官方的行为准则:登记送入轨道的新卫星,将濒临死亡的卫星脱离轨道以避免产生碎片,不在自己的卫星上测试DA-ASAT,也不摧毁其他国家的卫星。那么,如果一份具有约束力的条约太难了,那么基于当前规范的不具约束力的国际协议又如何呢?“美国和俄罗斯正在讨论这件事,”劳德说。“我们并不是详细知道他们在谈论什么,但他们正在谈论的是一件好事。”因为没有人有信心打赢一场太空战。“。
格雷戈同意这样的共识,即最好是以目前的规范作为谈判的起点,但她有点厌倦了外交进展的速度。她说,这种情况“早在几年前就应该由某种商定的限制来管理”。国务院不应该着手处理这件事吗?“我们是,”国务院新兴安全挑战办公室主任埃里克·德索特尔斯(Eric Desautels)说。2020年7月,美国和俄罗斯官员讨论了开通沟通渠道,以防止误判和升级-这是自2013年以来的首次此类讨论-并表示有兴趣继续讨论。与此同时,美国支持一项新的联合国协议,该协议将“打破太空僵局”,并降低升级的风险。
空间安全的根本需要是知道每颗卫星在哪里以及它是如何运作的。太空部队2020年6月的原则称之为“太空领域意识”。官方说法是,这种意识是通过卫星和地面望远镜上的传感器组成的全球网络来实现的,该网络一直覆盖所有轨道,跟踪超过10厘米的一切:3200颗活卫星,以及2.4万个不起作用的“僵尸”和空间碎片,如果以每小时35400公里的速度与卫星相撞,将导致灾难性的解体。
这些信息被发送到位于加利福尼亚州范登堡空军基地联合空间作战中心的航天部队第18空间控制中队。关于秘密卫星的数据被放在一边,其余的进入一个名为Space-Track的公开、免费的在线目录,当两颗卫星看起来可能太近时,就会从这个目录发出“联合通知”。
第18太空控制中队在一个秘密的行动中心工作,从新闻稿的照片来看,这个中心更看重功能性,而不是人性化--米色墙上错综复杂的联网电脑桌、一排排墙上的显示器和闪亮的金属字母,上面写着“太空优势从哪里开始”。在这个谷仓般的房间里,18中队的5到7名成员坐在