2031年12月7日清晨,美国空军航天司令部某指挥所的士兵和往常一样工作着,突然屏幕显示太空中的一些卫星开始变轨,与其他卫星相撞,还有一些卫星工作异常,下传异常信息或提供错误导航信息……这只是一个虚构的事件,但却是美国军队担心可能发生的太空“珍珠港”事件。
美军的担心并非杞人忧天,现实中的网络攻击卫星事件已经在上演。美国著名网络安全公司赛门铁克(Symantec)20日表示,该公司基于人工智能的网络安全监控工具最近发现,黑客组织正在针对美国和东南亚国家的卫星通讯、电信、遥感成像服务和军事系统进行网络攻击。
赛门铁克的声明说,黑客组织这次对电信部门和卫星操作系统的袭击行动显示,黑客可以拦截甚至篡改网络运营机构传输给用户的通信。
“高高在上”的卫星易受网络攻击
赛门铁克公司在一份声明中称,该公司自2013年开始追踪这一取名为“特里普”的黑客组织。声明说,赛门铁克基于人工智能的“针对性攻击分析”(Targeted Attack Analytics,TAA)工具在2018年1月发现,一些来自若干地区的计算机展开了针对卫星系统的恶意攻击行动。
赛门铁克公司认为,这一组织的袭击属于网络间谍行为,但暴露了他们破坏袭击目标的操作系统的策略。赛门铁克公司称,因此可以判定,该组织可以对目标采取更具进攻性和破坏性的行动。
在很多人眼里,只有那些反卫星导弹、激光和航天器才能对“高高在上”的卫星构成威胁,但现实是对卫星构成威胁的还有“看不见”的网络攻击。中国网络空间战略研究所所长秦安向澎湃新闻(www.thepaper.cn)表示,事实上,网络攻击已经远远超出了很多人认为的计算机攻击,网络已经成为一个网络空间,不仅可以攻击常见的计算机,还可以攻击卫星、电力设施等。
“卫星运行会与地面联系,地面会发送指令给卫星,卫星也会向地面传输信息,地面与卫星通过通信链路进行联系,所以卫星整个系统也是一个网络空间,存在被网络攻击的可能性。”秦安说。
据“关心外空科学家联盟”统计,太空中有1300多颗卫星在运行,包括军事、民用和商用应用等不同用途的卫星。其中,美国拥有大多数,达549颗卫星,中国有200颗,俄罗斯有135颗。同时,超过60个国家正在投入长期的空间项目。
近年来,不少智库和军事专家都对航天系统面临的多种多样卫星网络威胁发出警告。这些威胁可能包括使用无法检测的远程接入软件后门程序、不安全软件的泛滥、无保护的协议和使用未加密的通道。
相较于传统反卫星中采用硬杀伤的手段,使用网络攻击卫星有三点关键优势:一是攻击不会造成外太空不可控的太空碎片;二是对卫星实施网络攻击成本低,而且如果手段高超,可以做到“神不知鬼不觉”;三是对卫星进行网络攻击风险较小,平时的攻击可以扰乱对手的太空活动,削弱其情报、监视和导弹预警等能力。
撰写网络安全与太空政策报告的美国印第安纳大学(Indiana University)法学教授戴维·菲德勒表示,美军和私营企业如今极度依赖卫星技术,但国际社会均不够重视可能发生的太空网络攻击。
美国正加紧提升卫星防御能力
庞大的卫星群是美军太空中的重要基础设施,各种不同用途的卫星为美军提供侦察、导弹预警、导航、通信和气象保障等信息支援,是美军打胜仗的关键。但由于卫星网络攻击技术的兴起,这些卫星不再高枕无忧。
“卫星网络攻击的门槛很低,这点是最大的威胁。以往只有军事强国才具备研制反卫星导弹、激光等反卫星武器,这样的强国屈指可数。”军事专家韩东向澎湃新闻表示,“而卫星网络攻击,不仅国家可以实施,恐怖分子或黑客组织也具备这样的能力。”
目前,为了确保太空卫星的安全,美国正积极提升卫星的防御能力,这些防御能力包括反制网络攻击、抗干扰等。“卫星网络攻击不仅可以攻击卫星本身,还可以攻击地面支持卫星运行的设施。因此,卫星和地面设施都要加强防御能力,这样才能达到更好的效果。”秦安告诉澎湃新闻。
2015年,由于担心美国军用卫星抵御袭击的能力日益薄弱,五角大楼计划到2020年,拿出50亿美元用于新的卫星防御项目。五角大楼负责太空政策的官员道格拉斯·洛韦罗说:“我们知道威胁正在增加。我们已得出结论,我们需要向前进,投入更多以保证我们的太空力量在需要的时候能发挥作用。”
美国官员希望,通过50亿美元的支出,可以使美国的导航和通信卫星具有更强的抗干扰能力。
美国国防部2018年4月24日发布的一项信息请求(RFI)显示,随着美国国防部计划将廉价的近地轨道卫星用于国防部的太空计划,美国国防部高级研究计划局(DARPA)希望收集信息,探究如何将安全性纳入这些卫星当中。DARPA正在探索卫星技术架构(从开发到报废)各个方面的网络安全创新,比如自动检测并响应恶意网络事件、通信链路加密等。
近期,美国军方官员再次强调确保卫星网络安全的重要性。美国防务新闻网站5月17日报道称,在近期举行的第三十四届国家空间安全(美国)研讨会上,美国空军部长希瑟·威尔逊表示,美国将采取措施,与盟国、商业航天公司和国际组织合作,确保卫星网络的安全。
“美国积极提升卫星防御能力目的依然是为了保护自己的太空资产,保持太空优势。”韩东说。
延伸阅读
美国欲建“第六军种”太空部队 它拥有怎样的作战手段和兵器?
正当《变形金刚》《异形》等外太空题材电影热播时,美国《防务新闻》周刊网站发表题为《美国议员提出“太空部队”议案》的报道,称当前美军的太空部队分别归属于四大军种,而众议院计划新成立一支独立的“太空部队”,负责国家安全空间项目。太空部队还将成为美国战略司令部内一个新的下级联合司令部,从而成为美国继陆军、海军、海军陆战队、空军与海岸警卫队之后的第六大军种。
作为在科幻小说中的“成熟概念”,太空部队拥有怎样的作战手段和兵器?它的发展历程如何?
长天雄兵:“天军”与“空军”大不同
所谓太空部队,简称“天军”。天军的“天”,指大气层外的外太空,以区别于大气层内行动的“空军”。太空部队是以太空部署的兵力、兵器和其他装备为主要手段,以太空为主要战场进行军事行动的部队。它既包括前述太空的设备,如卫星、空间站、航天飞机、空天飞机等,也可包括与之配套的地面设施与人员。
一般来说,太空部队可分为航天发射部队、航天测量跟踪管理部队、防天监视作战部队和军事航天员部队等。
其中,航天发射部队,主要负责运载卫星和其他航天器的发射任务,包括检查、测试、总装、对接、推进剂加注、瞄准发射等。他们算是太空部队中负责“送上天”的团队。
航天测量跟踪管理部队,主要负责航天器的轨道测量和控制、航天器的内部监测和航天器控制。他们负责把为“送上天”的航天器提供各种数据参数信息。
防天监视作战部队,主要负责监视和攻击敌对国的航天器和洲际导弹。他们是太空部队的战斗组,对敌方的导弹、卫星、飞船等构成直接威胁。
而军事航天员部队则是指位于外太空的航天员。航天器材当然可以在地面遥控操作,但更复杂的军事任务,还是离不开人类的现场控制。因此,少数精锐的航天员,将在航天飞机、空间站或宇宙飞船上执行特任务。外太空当然不是适宜人类生存活动的好场所,他们的环境非常艰苦和危险,然而正因为此,才能发挥出最大威力。
作战平台:围绕航天母舰形成空天部队
舰船可以浮在海面,战车火炮可以停放在地面,战机可以飞翔在大气中,但空荡荡的太空,武器装备也好,航天员也好,如何能够停留?这就需要有作战平台。
最基本的作战平台,当然是人造卫星。经过发射后,卫星在地球轨道上运行。在卫星上搭载侦查、通信、干扰和攻击武器,便能实现作战。但卫星整体来说,只能沿固定轨道绕行,或进行简单的轨道变换,机动性不足,且承载设备物资容量有限。故而虽然是最简单最基本的平台,威力却也泛泛。
在太空中,能够发挥较大威力的平台,主要有三类。
首先是载人飞船(航天飞机)和空间站系统。一般来说,载人飞船可以通过火箭发射进入太空轨道,然后在遥控或人操作下,在太空中航行,其机动性远胜过人造卫星。而空间站在地球轨道运行,这一点与卫星差不多,但其体积庞大,设备众多,能够容纳宇航员生存,或搭载大量军用设备,这方面远胜卫星。将载人飞船与空间站结合,以载人飞船作为往返地球和空间站之间的工具,运送人员、物资和沈北;而将空间站作为载人飞船在太空中的基地,补充作战物质、修整武器装备,调度人员,从而形成一体化的灵活作战平台。
其次是太空轰炸机(轨道轰炸机)。这种轰炸机能够在外太空轨道运行,相对大气层中的普通轰炸机,其快速机动,能够在短时间内到达地球上任何目标区域上空,并采用各种武器对目标进行致命打击。轨道轰炸机还可以进行机动变轨,令敌军防不胜防。
其三是航天母舰。航天母舰可以认为是太空版的航空母舰,是航天飞机的起降平台。计划中的航天母舰体型十分巨大,可装载多架航天飞机或空天飞机。它运行在距离地面数百公里乃至数万公里的太空中,主要依靠其搭载的航天飞机进行军事任务。相对于空间站,它更为机动灵活。围绕着航天母舰,可能形成的空天舰队,在太空中神挡杀神,佛挡杀佛。
太空作战:优势巨大 也有短板
太空部队的作战,有其优势所在。一般来说,位于陆地或海面的作战平台,很容易遭到敌方空军、陆军和导弹部队的袭击,大气层的空军战机,也面临敌方战斗机、对空导弹和防空火炮的威胁。此外,在大国战争中,敌方会想方设法在重要目标前构筑陆海空多重防线,普通三军部队很难突破。
然而距离地面数百乃至数万公里的太空部队,却不存在这种问题。太空中不容易遭到敌军的反击,普通导弹很难打出大气层。太空部队也不容易遭到拦截。通过外层空间,空天战机能够很容易高速机动到敌国目标上空进行攻击,而使得敌国在地面和大气层中部署的拦截全部失去效果。太空中居高临下,在某些情况下也能发挥武器的威力,对敌造成致命损害。
然而,太空部队也存在短板。上太空就是一件很麻烦的事,要把哪怕一公斤的物品送上地球轨道,都需要耗费大量的燃料。因此太空部队的部署、调度、补给,都是非常昂贵和艰巨的任务。从太空中发射一枚导弹的成本,比从陆地上发射要大得多。而且太空中的机动技术要求更高。毕竟既没有空气可以借力,也没有地面、水面可以依托,一个简单的变向都需要以燃料的损耗为代价。
太空部队参与战争的模式,主要有三类:一是利用太空中的设施,对敌情进行监控,或承担中继通信、遥感等方面的支持任务。二是利用太空中部署的武器和作战平台,对地面、大气层内部或大气层边缘的“低处”目标进行攻击、拦截。三是利用太空中部署的武器,对敌方的太空军事设备进行打击。
支持部队:海湾战争美军调集70多颗卫星
太空支持部队,指利用太空设施,进行侦察、监视、通信等辅助作战工作。这也是当前最成熟的太空作战模式。目前承载这一任务的主力是人造地球卫星。自从冷战初期美苏两国开始发射卫星以来,当前已经拥有侦察卫星、军用气象卫星、军用导航卫星、军用测地卫星等多种类型。在战争时,一些民用卫星也可用于军事用途。最著名的,如美国的GPS卫星网,虽然平时为全球民用通信提供信号,却具有很强的军事价值。
早在1991年的海湾战争期间,军用卫星组成的支持系统就大显身手。当时,美军总共调集了70多颗卫星,支持对伊拉克作战的多国部队。多国部队前线总指挥传送给五角大楼的战况有90%是经卫星传输的。多国部队以美国全球军事指挥控制系统(WWMCCS)为核心,进行战略任务的组织协调工,以国防数据网(DDN)为主要战略通信手段,用三军联合战术通信系统(TRI-TAC)来协同陆、海、空的战术通信,构成完整的陆、海、空一体化通信网。多国部队共动用了14颗通信卫星,各军兵种都配有国防通信系统接收机和通信接口。另外,美军部队还在沙特部署了一支20人的卫星地面站操作分队。
正是这些卫星提供的精确信息,确保数十万多国部队如同一架精密的机器,不断向伊拉克发动手术刀式的打击。也正是它们,使得海湾战争成为划时代的一次战争,让世人第一次见识了电子战、信息战的威力。
目前正在使用的有代表性的军用通信卫星系统,是美国的国防卫星通信系统DSCS-Ⅲ卫星,与它类似的还有欧洲的Skynet4 卫星及美国的Fleetsatcom 等。此外,美国的电子窃听卫星也较为先进,能够收集地面雷达系统的信息,监听导弹试验的遥测信息,从而判断导弹的性能,在作战期间还可窃听敌方的作战命令及密码等。
除了采用卫星,空间站、空天飞机等也能承担支持作战的任务。但整体来说,还是卫星更加经济适用。
雷霆万钧:“从太空中扔出个拐杖”
传说中的上帝之杖
从太空中对地面和大气层中的目标进行攻击,可谓是泰山压顶。
目前被寄予厚望的太空攻击方式是定向能武器,包括高能激光束、粒子束和微波束等。这些定向武器具备能量巨大、速度快、发射精准等优势,但在远距离上使用,需要强大的功率。用这些定向能武器照射目标,可以使目标烧毁。
其中最成熟的定向能武器首推激光武器。早在80年代,美国的“星球大战”计划中,激光就是拦截苏联导弹的重要手段。美国方面宣称,要用地面和空间站的激光器,发射多道激光,再配合太空的激光反射器,形成激光的天罗地网,将苏联的洲际导弹击毁在外太空。然而即使以时隔三十年余后,今天的技术还是远不能实现如此长距离的激光攻击。“星球大战”成了一个引诱苏联军备竞赛的幌子。
目前较为现实的一种激光武器,是太空飞行器上,用来击落弹道导弹。这种激光武器估计要在2020年后才可能正式生产出来。
另一类对地攻击武器是动能武器,即利用高速弹丸的动能摧毁目标。其中电磁炮是正投入使用的一种值得期待的武器。电磁炮利用电磁场产生的洛伦兹力,推动金属弹丸,高速发射出去。目前美国正在进行名为“电磁轨道系统”的天基武器研究计划,据称模拟安装在太空中的电磁炮,已经能够以8.6公里的惊人秒速发射小型弹头,用于拦截洲际弹道导弹和中低轨道卫星。
还有一种动能武器被称为“上帝之杖”,简单说就是从太空中扔个金属棒子,把敌人砸死。“上帝之杖”由钨、钛或铀等高密度金属制成,每一根长达6米,直径30厘米,重达数吨,装有小型的助推器,以控制落点方向。“上帝之杖”由卫星平台释放,利用小型火箭助推坠入大气层,在卫星制导下飞向攻击区域。从1000公里高度坠下的数吨重的金属棒,将以高达上万公里的时速撞击目标,其攻击力甚至可与小型核武器相比,而且集中在很小的触地面积内释放出来,甚至可以穿透数百米的地下掩体,摧毁目标。而一个卫星携带的上百根“上帝之杖”的释放,将把一个区域彻底变成蜂窝。
当然,对于上帝之杖的威力,也存在很大的质疑。简单说,要把一磅重的东西送上太空,需要耗费如此大的能源。如果送上去后目的就是为了把它原封不动砸下来,还要减去来回的空气摩擦消耗,这种亏本买卖是否有点太惨?
还有一种攻击方式,是利用空天航母及其搭载的空天战斗机和各种导弹,通过外太空飞行到敌国上空,然后发动猛烈突击。美国设想的空天航母绕着地球轨道,攻击一万公里外的目标只需要20分钟。在一次模拟的未来战争中,美军先以地球亚轨道上游弋的空天母舰赶到帝国上空,释放出空天战斗机,5分钟即以精确制导炸弹摧毁了敌军的地下指挥所、地面防空火炮阵地、核导弹发射场的控制中心等目标,打破国整个军事系统陷入彻底混乱。随之赶到的美国常规战机,再从已经撕开的缺口不间断地突入“敌国”上空,取得战争的主动权。
而终极的作战方式,大约从太空平台发射核武器攻击地面。相对地面的洲际导弹发射,太空发射速度快,时间短,而且没有飞出大气层再进入的过程,敌方很难拦截。然而,把核武器放入太空,本身就意味着全人类的风险增大。
争夺太空:对付卫星将是重要手段
太空部队既然在未来可能发挥重要价值,那么摧毁敌人的太空部队,也就成为敌对方的重要任务。这里面,对付敌国数量众多而价值巨大的卫星,或许将是“争夺太空”的重要手段。
卫星通常按轨道方式运行,反卫星武器的拦截相应有三种方法。第一种是拦腰撞击,即进入长椭圆轨道,与目标卫星轨道交叉,在交叉点时以高速将其撞毁。第二种是追尾或迎头撞击,即进入与目标卫星相同的轨道,以较快速度冲撞攻击目标。第三种是头顶下巴,就是从低轨道上升至目标卫星轨道,在上升过程中将卫星撞毁。反卫星拦截器可以直接以起爆炸药装置来击毁卫星,也可以释放金属颗粒、干扰物等破坏卫星上的光电器件,或导致卫星星体脱离运行轨道而坠毁。
美国最初想用核武器爆发的高温和电磁脉冲来摧毁苏联卫星,但核武器的杀伤范围太大,同时会对己方卫星造成影响,因此从70年代以战斗机投放反卫星导弹(空基反卫星)作为主要手段。80年代后期,又开发了智能卵石拦截弹,在轨道空间拦截目标(天基反卫星)。该拦截器高度1米,直径10多厘米,只有几公斤重,但装备有可见光和紫外线传感器,高分辨率宽视场摄像机,可以看到数千公里外建筑物大小的目标。同时具备较高硬件处理信息和人工智能,机动速度达600米/秒以上,碰撞时可穿透和压碎卫星结构、碰撞毁掉关键附属部件。
此外,美国太空部队的未来规划中,航天飞机、空间站也都具备反卫星的能力。其采用的武器包括电磁炮、激光武器等。
忠实走卒:日本太空部队信息与美国共享
日本作为美国的跟班,航天技术也是世界一流。怀着重返大国队伍的美梦,日本不断寻找机会,建立自己的太空部队。
2008年,日本通过了改变该国航天开发中“非军事和平利用原则”的《宇宙基本法》,允许以防卫为目的的“非侵略”航天活动,为太空军队建设迈开第一步。
2012年,日本政府在内阁府内设立“宇宙政策委员会”,以加强日本对太空的开发以及包括军事领域的太空利用。
2014年5月,日本和美国官员在华盛顿举行会谈,讨论太空开发问题。双方承诺将加强合作,利用卫星进行碎片监测和海洋监测同年8月,日本防卫省对外宣布,决定在2019年左右建立自卫队首个太空监测部队。这支部队主要负责监控完成使命的人造卫星、火箭及其碎片等飘浮在太空的“太空垃圾”,防止其与人造卫星发生冲撞等。日本防卫省毫不掩饰地说,此举有牵制中国的意思。日方将把得到的信息与美国共享。 杨益
来源:北晚新视觉网综合 凤凰网
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