新的軍備競賽在太空爆發

原標題：新的軍備競賽在太空爆發

本文來源：全球技術地圖

特朗普提出的建設「太空部隊」的呼籲，加劇了美國、中國和俄羅斯之間的一場平靜而危險的競爭——這場競爭的後果沒有人真正了解。

2007年1月11日下午，美國空軍少將威廉·謝爾頓坐在加州范登堡空軍基地指揮中心的一張桌子的前面，每隻耳朵都對著一部電話。謝爾頓是負責維持美軍太空「情景感知」的指揮官，而目前的形勢似乎正在迅速惡化。其中一部電話將謝爾頓與他的上司、內布拉斯加州的美國戰略司令部的負責人聯繫起來；另一部電話連接到謝爾頓的運營中心，隔壁一個擠滿了分析人員的沒有窗戶的房間。謝爾頓面前擺著一罐胡椒博士汽水，桌子旁邊圍了一圈日益緊張的高級職員。

幾天來，美國情報部門一直在搜集中國即將對外太空進行導彈試驗的跡象。隔壁的分析師——以及他們在世界各地的同行——正在追蹤地面雷達信號，監測紅外感測器，並研究來自太空望遠鏡的圖像。他們都在實時向謝爾頓彙報他們所觀察到的情況。下午2點28分（太平洋標準時間），他們的讀數顯示，一枚彈道導彈從位於四川省茂密山區的西昌衛星發射中心起飛。這枚導彈升入離地球表面約500英里的低地球軌道，似乎正在接近一顆老化的中國氣象衛星。

然後望遠鏡顯示出明亮的閃光。

幾分鐘後，雷達屏幕開始追蹤越來越多的碎片——謝爾頓知道，這些碎片至少有3000塊碎片，在接下來的幾年裡，它們將以遠遠超過子彈的速度在地球周圍運行。謝爾頓驚呆了。中國人剛剛打擊了一顆衛星。

這不僅是一項驚人的技術成就——從地面發射導彈並擊中了一個以每小時17000英里速度飛行的天體。它還顯示了幾十年來太空中從未見過的大膽程度。謝爾頓回憶說：「我們無法想像他們會去對抗一顆真正的衛星。」「因為這些碎片產生了，這簡直不可思議。」這就像是一通警鐘。

在會議室里，謝爾頓吐了一口氣，放下了他的兩部電話。「這改變了一切。」他對同事說。

幾十年來，美國的衛星一直在地球上空盤旋，安全地避開了地緣政治的演變。自1985年以來，全球一直在非正式地暫停反衛星武器的試驗；其間的幾十年一直是冷戰後的和平時期——美國霸權。在這幾十年里，衛星已經成為美國軍事機器和全球經濟的關鍵。到2007年，海上船隻和空中戰機已經變得越來越依賴與數千英里以外的地面站進行即時衛星通信。政府預報員依靠氣象衛星；情報分析人員依靠高-解析度圖像預測和跟蹤全世界的敵人。GPS也許已經成為人類設計的最不可或缺的全球系統——世界上其餘的基礎設施都是基於這個系統的。（國土安全部指定的16個關鍵基礎設施部門中，有14個與能源和金融服務一樣，依靠全球定位系統進行運作。）

現在，謝爾頓擔心，所有的衛星都變成了巨大的、無裝甲的、價值數十億美元的易被擊中的目標。

自中國首次成功地進行反衛星導彈試驗以來的十年中，謝爾頓的預感已基本成為現實：太空中的一切都發生了變化。美國、中國和俄羅斯之間，以及在較小程度上朝鮮之間，展開了一場秘密、激烈的軍備競賽。比賽的目的是：想出更多更好的方法來迅速削弱對手的衛星。經過數十年來美國無可匹敵的霸主地位、多國合作、以及關於為和平用途保留空間的外交共識，軍事官員們開始將地球軌道視為一個新的「作戰領域」。

在地面上，軍方開始對飛行員、船長和地面部隊進行再培訓，使他們能夠安全無故障地航行，而不依賴GPS，比如天體導航。美國軍方必須重新學習如何「不疲勞」地戰鬥，並在太空中保衛自己。美國戰略司令部司令約翰·E·海滕上將在2015年表示：「我們應該知道如何做到這一點，但不知怎麼忘了。」

前國家情報總監詹姆斯·克拉珀在奧巴馬政府任期結束時告訴我，美國在太空的對手越來越複雜，這是他所擔心的三大戰略威脅之一。克拉珀的繼任者丹·科茨去年春天警告說，「俄羅斯和中國仍然致力於發展能力，以挑戰那些被認為在太空存在的敵人，尤其是美國。」

自上任以來，特朗普總統多次暗示他從軍方和情報機構領導人那裡得到的警示。在國際空間站上與宇航員進行春季直播期間，他暗示「太空中的巨大軍事應用」，這一暗示既間接又缺乏背景。他一再提出建立專門用於天體作戰的新的武裝力量的想法——上周他發表了一個演講，命令參謀長聯席會議開始為新的「太空部隊」制定計劃。

但是，如果太空確實正在成為-戰爭領域，重要的是要理解其中的利害關係，不僅是美國的戰略地位，也是為了我們人類這一物種。一場俄美太空戰很可能以全球經濟的癱瘓、基礎設施無法運作以及行星被衛星碎片覆蓋而告終——順便說一句，這些碎片會影響到我們地球上的所有人，直到我們想出一個清理它們的方法。在這樣一場衝突之後，我們可能需要幾年才能將新的衛星星座恢復到軌道上。為軌道戰做準備已經迅速成為美國軍方的一個優先事項，但更緊迫的優先事項是找到防止軌道戰的辦法。

威廉·謝爾頓在俄克拉荷馬城長大，夢想是成為一名飛行員。在他發現他的眼睛不夠好之前，他已經進入了空軍學院。於是他成了一名天文工程師。1976年，他開始擔任范登堡空軍基地的發射設施經理，該基地是軍事上最古老的太空和導彈發射基地，位於聖巴巴拉以北的加利福尼亞海岸。他是在美國空軍開始了解太空對其未來有多重要的時候到那裡任職的：美國的第一顆預警衛星是為了追蹤蘇聯的導彈發射而被送入軌道的，衛星圖像對情報收集的重要性正變得越來越大。事實證明，視力不佳倒讓謝爾頓進入了空軍新邊疆的中心。

1990年8月，當時還是中校的謝爾頓指揮著位於科羅拉多州的第二航天作戰中隊（2Sops）。他到崗時，空軍正忙於建立一個新的衛星群——每隔幾個月從佛羅里達州卡納維拉爾角發射新的衛星群，最終建立一個全球系統，旨在幫助美國提高其導航能力，並提高其炸彈和導彈的精度。這就是新的全球定位系統，而謝爾頓在「2Sops」的首要任務之一就是為新的目標建立支持和熱情。為了給遊客（包括高層）留下深刻印象，他攜帶了一個價值3000美元重10磅的GPS演示裝置，能準確地告訴美國的士兵、水手、飛行員和海軍陸戰隊他們在地球表面的位置。

2Sops運行新系統的能力被證明比任何人想像的都要快。海灣戰爭引發了最後的準備工作，以便讓GPS準備戰鬥。1991年1月17日凌晨2點30分左右，裝備GPS的直升機偷偷潛入伊拉克，利用這項技術引導自己穿越漆黑的沙漠，擊毀防空雷達。戰爭的第一次轟炸行動已經開始。記者們驚嘆於精確-制導炸彈瞄準目標，巡航導彈似乎在拐角處擊中了正確的建築物。

隨著技術的進步，GPS的精度也隨之提高。該系統最初提供的準確性在17碼以內；有了它，你可以準確地定位一片松樹林。今天，如果你使用的是智能手機，它通常可以將一個物體定位到5碼以內——這個解析度足以確定那片森林中一對松樹的位置。不久，它就能瞄準松果：加州大學河濱分校的研究表明，最新的技術能確保一英寸內的精確度。研究表明，1毫米的精度最終可能實現——這意味著系統可以在松果中定位出單個種子。

今天，地面部隊使用GPS導航外國街道；無人機飛行員可以在數千英里外規劃飛行計劃。因為GPS衛星也存放著美國的核爆炸探測系統，我們依靠它們來告訴我們朝鮮是否發射了核武器，並告訴我們導彈和炸彈在哪裡可以找到它們的目標。「當你審視美國的戰爭方式時，我們的戰略在很大程度上是由太空資產支撐的——導航、預警、時機，」謝爾頓說。

這只是軍隊。GPS的創造者可能從未打算讓這個系統成為日常生活的支柱，但它確實做到了。我在報道這個故事的時候訪問了科羅拉多州，並試圖密切關注我依靠GPS所做的一切。有明顯的應用場景——我乘坐Uber去機場，乘坐美國航空公司飛往丹佛的航班，駕駛租賃汽車用谷歌地圖導航到科羅拉多斯普林斯郊外的施里弗空軍基地。但也有不那麼明顯的例子，比如我一路上打的電話（蜂窩網路依靠GPS數據來保持站點的同步）、我在ATM（銀行使用GPS跟蹤存款和取款）以及加油站的充值（信用卡系統也依賴GPS）。此外，全球定位系統不再是世界上唯一的地理分配機制。俄羅斯、中國和歐盟現在要麼已經部署，要麼已經開始在各自的導航衛星星座上開展工作，以確保它們不必依賴美國的系統。這也意味著，在戰爭的早期，這是一個公平的賭注，首批目標可能是這個國家或者是另一個國家的衛星。

在冷戰期間，駐守在富爾達峽谷的美國陸軍山頭哨站，是東西德之間最短的路線，是蘇聯入侵歐洲的預警線。如果俄羅斯坦克發動突然襲擊，北約的人知道，那裡的士兵很可能最先發現。

今天，2Sops的成員發揮了類似的作用。在施里弗空軍基地深邃、米色、無窗的400號建築深處——在我去科羅拉多的旅途中，我接入了谷歌地圖——每次有10人遠程操作天文星座的GPS衛星，這些衛星指導戰斧巡航導彈飛向目標，將Lyft乘客送到目的地，並幫助農民種植莊稼。他們還警惕系統受到的任何衝擊或攻擊。

全球定位系統的操作員平均年齡在25歲左右。在最近的一次調整中，整個全球定位系統由兩名19歲的操作員控制（美國空軍強調，他們接受了嚴格的訓練）。他們的指揮官，美國空軍中校彼得·諾爾斯基，現年三十五歲。他們一起監視大約36顆GPS衛星，排除了定位系統的故障，並注意到了每個軌道飛行器的古怪之處——這個衛星的太陽能電池板受損，那個衛星的通信鏈路故障——就好像他們在遠程照料一個馬廄，裡面住著一群性情古怪的馬。

除了施里弗空軍基地外，大多數人對GPS的工作方式知之甚少。從根本上說，GPS的功能是為地球提供一個共享的時鐘。GPS衛星使電話公司能夠保持系統同步，戰列艦能夠繪製開闊水域的海圖，而ATM機則通過三角測量來自頭頂的信號和測量從不同衛星發出的信號到達GPS接收器所需的時間，添加交易時間戳。

該系統的工作原理是，利用牛頓物理學和愛因斯坦相對論，以精確調整每顆GPS衛星在空間中傳播的時間——高科技版本的GPS將你祖父的時鐘調優到千億分之一秒之內。畢竟，時間是相對的；截至1月份，太空中的時間比地球的「協調世界時」提前了18秒，因為空間並不認識到閏秒，科學家為地球的旋轉變慢增加了地球時間。此外，每個衛星上的定時裝置給出了一個微妙的不同讀數，即原子鐘變化的結果，它通過測量原子的精確振蕩來顯示時間。（一些GPS衛星使用銣原子，而銣原子每天的精確度很高；有些衛星使用銫，而後者在較長時間內更為精確。）

全球定位系統的任何故障都有可能使全球經濟陷入混亂。2016年1月25日，2Sops的一名飛行指揮官亞倫·布雷恩上尉被半夜打來的工作時話吵醒。來自全國各地的用戶報告顯示，該系統的精度已經「搖擺」，測量越來越不準確。布雷恩開著他的福特皮卡中駛向施里弗，發現星座的時間差了約13微秒。這是一個無限小的數字——比眨眼的時間短25000多倍——但是對於精細調諧的GPS來說，這是一個巨大的誤差。如果不加以糾正，這些小故障可能會在全球經濟中造成嚴重後果，不僅會影響定位，還會干擾股票交易。

布雷恩和他的團隊大約花了6個小時才找到問題所在——一次損壞的測量——然後分別重置受影響的衛星。（俄羅斯的全球定位系統Glonass遭遇過更嚴重的的問題。2014年Glonass系統崩潰了10個小時，但許多Glonass接收器也可以使用GPS作為備份，因此系統混亂帶來的影響是有限的。）

那晚，人們避免了一場災難，但他們越來越擔心中國和俄羅斯在天上做什麼。2Sops最近將負責監控衛星的操作員數量增加了一倍，這樣，一個團隊就可以運行GPS星座，而另一隊人馬去面對最壞的情況——五角大樓稱其為「一個有爭議的、退化的和-在操作上受到限制的環境。」即太空戰。

從一個方面來說，太空已經像一個戰爭地帶：它越來越多地被飛行碎片射穿。據估計，地球軌道上有超過1億個碎片。中國2007年的反衛星試驗已經創造了約15萬個新碎片，其中還有許多碎片太小而無法跟蹤。2013年，其中一些碎片擊中了俄羅斯的一顆衛星，可能帶來更多的碎片。隨著像SpaceX和Blue Origin這樣的商業項目加速了其太空旅遊計劃，地球軌道將變得更加擁擠，既有垃圾，也有航天器。科學家們說，在某個點上，環繞行星旋轉的物體的密度達到了一個臨界點，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——稱為「凱斯勒效應」。

關於空間碎片另一個棘手的問題是，有時碎片不僅僅是碎片。美國的一項名為太空監視網路的軍事項目仔細跟蹤和監控每一塊比壘球更大的太空垃圾。目前，這個數字已達20000個——從舊的衛星部件到廢棄的火箭推進器，再到宇航員太空行走時丟失的一對鉗子。2014年，美國軍方稱之為2014-28E號物件的太空垃圾開始表現得怪異起來。這個源自俄羅斯的物件開始進行複雜的機械動作。謝爾頓說：「這很令人擔心，尤其是當你看到一些看起來像是碎片的東西活過來的時候。」2014-28E號物件實際上是一個能夠偏離軌道，並且可以潛入其他物體，包括美國的商業通信衛星的自主航天器。

在此後的幾年中，2014-28E號物件已經與俄羅斯其他空間物體相連接。分析家擔心，這可能標誌著被稱為衛星殺手——俄羅斯一項冷戰後關閉了的計劃的復甦。但即便是美國政府的分析師，也很難確切知道這種擔心是否有道理。幾乎所有與太空有關的事情都是保密的，因此很難評估任何對手的能力。辨別意圖尤其困難。「如果我想製造一顆看起來與實際任務非常不同的衛星，那並不難，」謝爾頓說。

如果一顆衛星靠近另一顆衛星，它可能正在進行修理工作，或者正在準備發動攻擊，並且它可能使用相同的工具。美國也一直在秘密發展可能是也可能不是太空武器的東西。去年5月，美國空軍宣布，一架看起來屬於機密的無人駕駛太空梭已經圍繞地球運行了718天，誰知道是怎麼回事。截至今年5月，另一個環繞地球運行的OTV已執行機密任務200多天。

華盛頓戰略和國際研究中心航空航天安全項目主任托德·哈里森解釋說，實際上有四類空間武器：動能（旨在摧毀衛星）、非能動（旨在不接觸衛星而使其失效）、電磁（旨在干擾衛星信號）和網路（旨在破壞發送給衛星的數據）。

美國在2008年測試了自己的反衛星導彈，擊落了一顆偏離軌道的間諜衛星。俄羅斯多次試射所謂的直接上升式武器——PL-19「Nudol」彈道導彈，這種導彈可以打擊軌道上的物體，儘管它沒有對一個軌道上的衛星進行實彈攻擊。自2007年中國擊落氣象衛星以來的十年中，北京已經發射了多枚彈道導彈，並延伸到了軌道上。此外，中國的三顆衛星也進行了類似於俄羅斯2014-28E號物件的「近距離作戰」。反衛星武器僅僅是中國所說的「殺手鐧」系統的一部分，這種系統可以在攻擊開始時使用，以實現對技術上優越的敵人的意外和決定性優勢。衛星上的網路攻擊也帶來了越來越大的挑戰：據報道，中國黑客已經侵入了美國的氣象衛星系統，一名羅馬尼亞黑客宣布，他已經訪問了美國宇航局的一個太空飛行中心的伺服器。在過去的十年里，至少有兩個非軍事的美國衛星系統經歷了與黑客攻擊相關的故障。

一些行為者開始利用的不是衛星本身的脆弱性，而是它們所傳播的信號的脆弱性。當GPS衛星發出的無線電信號從幾千英里以外到達地球時，它們很容易被同一頻率的較強信號廣播所覆蓋。簡單的GPS干擾機在線售價為119美元，但它們影響範圍有限。軍方似乎正在獲得更為強大的干擾技術。據報道，2016年，約有1000架飛機和700艘船隻在朝鮮附近海域遇到了GPS信號的問題。據信，朝鮮購買了可以安裝在卡車上的俄羅斯干擾器。這些裝置的有效半徑為30至60英里。美國也擁有類似的技術；2007年在聖地亞哥海軍基地附近進行的一次測試，讓手機網路運營商的GPS信號中斷了至少兩個小時。

不過，比簡單幹擾更麻煩的是「欺騙」的興起，它使用更強大的本地信號覆蓋正確的GPS數據，將虛假信息傳遞給接收方。2013年，德克薩斯大學奧斯汀分校的一個研究小組在地中海地區成功地使一艘價值8000萬美元的遊艇誤入歧途，制服了GPS接收器，將其送上了一條新的航線。欺騙的骯髒事實是，安全通道不能防禦它。「甚至我們的加密軍事GPS接收器也會被欺騙。」哈里森說。

謝爾頓在空軍服役38年後於2014年退休，住在科羅拉多州離2Sops不遠的地方。如今，他在一家名為空間基金會的非盈利性教育和宣傳機構擔任主席。他還在為天上發生的事操心。「作為一個國家，我們對這一威脅的反應太慢了，」他說。他尤其為美國未能獲得新的太空系統而煩惱。一些GPS衛星比運行它們的人老。「我們的系統已經過時了，」謝爾頓說。「因為空間資產非常昂貴，所以我們部署了「剛好夠用」的能力，沒有備份或額外能力。」（美國空軍指出，GPS星座由30多個衛星組成，這提供了一些冗餘。）

相比之下，中國則在其太空計划上投入巨資。今年，中國可能在月球遠端登陸。中國的全球導航衛星系統——北斗，有一些能力甚至超過美國的GPS。2015年，中國建立了以太空-為中心的新軍種，稱為中國人民解放軍戰略支援部隊。與此同時，美國還需要依靠俄羅斯火箭將宇航員送上空間站（儘管NASA已經與波音和SpaceX簽訂了合同）。正如程介南所說：「今天，中國是兩個可以把人送上太空的國家之一，而另一個國家不是美國。」

美國許多太空戰士，正如他們自己所說，都和謝爾頓一樣，認為美國對軌道戰的反應還不夠快。「我們需要加快步伐，」曾擔任奧巴馬總統空軍部長德博拉·李·詹姆斯說。「為什麼空軍高層沒有更多的太空和網路軍官？」正如詹姆斯的問題所表明的那樣，解決這些問題不僅僅是向太空工業綜合體投入資金，還涉及到組織的變革。美國空軍正在建設美國第一個太空任務部隊，由受過訓練的飛行員組成，以應對軌道戰的要求。在與2Sops指揮中心相同的基礎上，軍方建立了國家空間防禦中心，將來自各個軍事和情報部門的代表集中在一個屋頂下的空間上。國防授權法案對空軍的空間-作戰能力進行了全面升級，包括增設了負責空間作戰行動的空軍部隊。

不滿足於對空軍的修修補補，越來越多的華盛頓人——包括總司令——不得不贊成建立一個全新的專門從事太空作戰的軍事分支。今年5月，在西點軍校足球隊舉行的儀式上，特朗普總統對聽眾說：「我們在軍事上和其他方面的空間都變得非常大，我們正在認真地考慮太空力量。」在許多聽眾看來，這個評論聽起來像是另一個古怪的特朗普式切線。

但後來，據報道，在遭遇空軍的抵抗後，特朗普升級了。在6月中旬新成立的美國太空委員會的一次會議上，他宣布——這讓他自己的顧問和軍方本身都很吃驚——他命令五角大樓繼續前進。如他所說，「我在此指示國防部和五角大樓立即開始必要的進程，建立一支太空部隊，作為美國的第六支武裝部隊。我們將擁有獨立但平等的太空部隊。」

當然，空間部隊不是既成事實。任何軍事重組都必須得到國會的批准——這不一定是一條簡單的道路。（去年，美國眾議院通過了一項法案，其中包括設立這樣一個新的軍事分支，但該條款已從參議院的版本中刪除。）而建立一個新的軍事分支涉及大量的後勤和結構問題。

然而，特朗普的努力可能會加快向獨立太空部隊的自然演變。總統說，太空是「將在貨幣和軍事上發揮重要作用。我們不希望中國、俄羅斯和其他國家領導我們。我們一直領先。」

但是，我們在哪裡——又是為了什麼——我們在領導什麼呢？如何看待空間衝突的部分挑戰是軌道環境的複雜性——長期以來一直屬於民族國家，但它正日益成為商業和旅遊業的一個領域。各國如何保護自己的利益——在這裡也是如此？

目前，各國似乎都在競相建立自己的軍事能力——但軍備競賽不是唯一的答案。

上一次軍備競賽似乎準備超越太空，世界上的超級大國聯合起來簽署了1967年的《外空條約》，該條約禁止在太空使用大規模殺傷性武器，並認為「月球和其他天體」應用於和平目的。《外空條約》仍然有效，但現在它充滿漏洞。例如，法律學者就很難證明中國2007年的反-衛星試驗違反了該協議。

太空現在如此不穩定的部分原因是，要把現有的戰爭法則應用到太空上是很困難的。沒有一個國家可以宣稱在軌道上擁有主權，也不可能佔領那裡的領土。那麼，什麼算是領土侵略行為呢？甚至很難說，太空戰爭的物理學將會是什麼樣子。例如，我們不能很好地理解對衛星星座的動能攻擊是如何蔓延成螺旋形凱斯勒效應的。

埃默里大學法學教授、武裝衝突法專家勞里·布蘭克說，人類「在陸上炸毀東西方面有數千年的經驗」。「我們還在研究太空中所有這些行為的後果。」

布蘭克最近與一個國際法律專家小組一起創作了他們稱之為軍事空間行動國際法的伍默拉手冊——一種用來解決天體國際衝突的規則書，它將努力把地球上的戰爭法則翻譯成太空。這是一項艱巨的任務，其結果文件將不具有約束力。但是，布蘭克說，對於那些試圖遏制衝突的人來說，這是必要的第一步，從某種意義上說，衝突已經開始。

選自丨Wired

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