卫星站下一个中国美国俄罗斯博弈的战场

　　地球周围的卫星
　　充满卫星的地球轨道，有可能成为太空战争发生的地方， 而这些卫星既有可能成为被攻击的目标，也可能成为攻击别人的武器。
　　2021年2月9日，一名业余卫星观测者在微信朋友圈上写道：＂俄罗斯侦察卫星Cosmos 2542正＂徘徊＂在美国间谍卫星USA 245附近。 ＂他写道：＂当我打字的时候，这两颗卫星间的偏移距离在150到300千米间变动。＂随后，USA 245 调整了自己的轨道，试图远离Cosmos 2542，而后者也调整了自己的轨道，再次靠近前者。它们有时候的距离近到只有20千米。＂尽管这只是间接证据，＂观测者写道，＂但怎么看都是一颗俄罗斯卫星正在侦察一颗美国卫星。＂
　　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。格雷戈需要对不同卫星进行分类，所以早在推特出现之前就一直在关注业余观测者的观测结果。而她担心的正是这条推特所描述的场景：一个国家的卫星跟踪另一个国家的卫星，或者说太空战。太空战指的不是士兵在太空中相互射击，也不是从这个战场中最高的制高点发起攻击。＂卫星不会投下炸弹，＂格雷戈说， ＂用卫星投弹并不会比其他轰炸方法更快，更好或更便宜。＂ 实际上，太空战指的是卫星之间的战争。Cosmos 2542可能具备干扰、损坏USA 245或将其炸成碎片的能力。如果 Cosmos 2542这样做了的话，美国可能会报复，也摧毁俄 罗斯的一艘航天器，一场太空战争就此爆发。那么，哪些卫星会首当其冲被摧毁？太空战又会影响到人们生活的哪些方面呢？对美国而言，太空战可能是毁灭性的。这个国家严重依赖民用卫星传送各类服务的信号：GPS、信用卡交易、医院系统、电视台以及天气预报，这样的例子不胜枚举。而且，它也比其他任何国家都更依赖军事卫星进行通信和监视。所有的这些卫星都清晰可见，在可预测的公共轨道中移动，也就是说它们基本上都没有防御能力，是很容易被击中的目标。
　　今年1月，美国国防部创建了太空部队，宣称其职能 是保护美国的卫星且应对攻击者的恶意行为。太空部队负责人约翰•雷蒙德（John Raymond)坚定地告诉《时代》 (Time)杂志：＂Cosmos 2542具有在太空中制造危险的潜力。＂但事实证明，Cosmos 2542的跟踪行动并未引发太空战争。格雷戈和业余观测者都不知道Cosmos 2542 在做什么。但是他们对此的猜测是：这就像俄罗斯渔船在美国海军舰艇边上徘徊时所做的一样，不停地骚扰，可能的话恐吓一下，并看看他们能观测到什么。不管怎样，3 月中旬，业余观测者发推文说：＂USA 245做了一次微小的轨道机动，好让它在接下来的数周与另外一颗卫星保持数千千米的距离’。此后，Cosmos 2542也移动到了其他地方。＂就在此之前，格雷戈还发表了推文：＂是时候规定一下卫星之间多近的距离是过于接近了。＂
　　格雷戈认为，阻止太空战发生的最好方法是达成一项防止或限制它的国际协议。目前，相关谈判陷入了僵局。因此，太空战争不是没有可能出现，它也将绐平民带来某些无法估量的后果。＂我不知道太空战争是否即将来临，＂ 在军备控制监视领域工作了30年的约翰•劳德（John Lauder)说，＂但是太空有变得更加危险的趋势。它虽不算迫在眉睫，但在快速地向我们靠近。＂
　　太空珍珠港
　　随着卫星的发明，用来对付卫星的武器以及追踪卫星 的网络也应运而生。第一颗人造卫星是斯普特尼克1号 (Sputnik 1)，它是苏联在1957年10月4日发射的。业余观测者仅使用相机就立即追踪到了斯普特尼克号及其后继卫星；到1959年2月，美国国防高级研究计划局已经建立了第一个卫星监视网络。第一个反卫星武器诞生于1959年9月22日，它是由美国发射的名为＂高处女座＂ (High Virgo)的弹道导弹。1963年，苏联测试了第一架 ＂卫星战斗机＂，它被送入一颗苏联废弃卫星的轨道，在移动到废弃卫星附近时，它引爆了这颗卫星。在这场激烈的竞争幵始之后，美国和苏联将注意力从太空战转向了冷战中的核军备竞赛。安全世界基金会的布莱恩•韦登（Brian Weeden)说：＂美国在随后的几十年中一直在制造耗资数十亿美元，功能强大并且表现极为出色的卫星。但是，在制造这些卫星时，美国从未考虑它们会遭到敌人的攻击。＂
　　2001年，美国曾短暂地重提太空战争。当时新任的国防部秘书，唐纳德•拉姆斯菲尔德（Donald Rumsfeld) 写了一份报告，警告称美国的空间设施易受攻击，并提出了有名的＂太空珍珠港＂ 一词。当时担任国防部副部长的道格拉斯•洛弗罗（Douglas Loverro)开始倡导建立一支太空部队，他说：＂但在＂911＂事件发生后，几乎所有人都忘记了太空这件事。＂与此同时，法国、日本、英国和 印度都在发射自己的卫星，更多的国家制造、购买或运行了其他国家发射的卫星。在阿拉巴马州议员迈克•罗杰斯 (Mike Rogers)和田纳西州的吉姆•库泊(Jim Cooper) 的帮助下，洛弗罗及有关人员不断地尝试推动太空军队的发展。但直到2020年1月，总统才签署命令成立太空军。洛弗罗说：＂奇迹般地，我们复活了。＂
　　仓促的成立，意味着太空军在开始一段时间里空有宣传，没做什么实事，因此遭到了网民们的嘲讽。太空军的第一个官方行动是设计军装（一种迷彩服，即便是战斗在计算机前的士兵也配备这种制服）和徽标（由美国空军，美国国家侦察局以及＂星际迷航＂中使用的三角形机翼标志组成)，这对改善它的公众形象没什么帮助。但是到了今年6月份，太空军及其战斗司令部行动起来，开始大量招募技术人员，与国际盟友商谈，并开展战争游戏以模拟不同队之间的相互攻击，反击。＂太空战争并不一定是不可避免的，＂太空司令部下的特遣-太空防御联合部队司令托马斯•詹姆斯（Thomas James)说，＂但太空战争是一件非常严肃的事情，我们对此非常重视。＂
　　进攻与防御
　　当下有多种武器可以用来攻击卫星，最引人注目的一种是直接上升式反卫星武器（DA-ASAT)，它是一种从地球发射，可以直接炸毁航天器的导弹。自冷战以来，美国和俄罗斯就已经拥有了 DA-ASAT导弹。另一种可用于攻击卫星的是可操纵卫星，例如Cosmos 2542,它可以接近另一个国家的卫星。出于安全原因，例如为了避开空间碎片，卫星常使用小型发动机移动，而这些可操纵卫星一般会被用来加油或维修。但是，可操纵卫星还具备另一种用途——撞击其他卫星，监视或射击它们。在过去的几年中，美国和俄罗斯使用卫星部署了许多较小的四处游动的亚卫星，比如Cosmos 2542发射了Cosmos 2543，这颗亚卫星同样也在跟踪USA 245。美国则拥有一种小巧的自动驾驶航天飞机X-37b，它们通常会执行一些秘密任务，包括发射亚卫星等。我们不清楚卫星和亚卫星功能的区别，因为这些都是保密的。威登说：＂我们对这些卫星的了解仅限于我们所能看到的。＂
　　此外，太空战中还会用到一种看不到的技术——电磁辐射。卫星可以携带一些设备来干扰其他卫星与地面信号站之间的通信，它们也可以进行欺骗攻击，诱使其他卫星传达错误的信息。而卫星或地面上发射的激光还可能会使间谍卫星的成像传感器变模糊甚至完全罢工。这些对抗可能会让美国承担很高的损失。正在轨道上正常工作的2666颗卫星，有1327颗属于美国。其中有935颗是提供广播、安保和全球通信服务的商业卫星。另外约有200颗卫星是政府和科研卫星，负责收集数据来预测飓风，监测干旱，观测陆地板块的蠕变，以及像哈勃太空望远镜一样观测宇宙。剩下的少数军事和情报卫星中的大部分都用于通信（例如，指挥和控制军队或无人驾驶飞机）以及侦察。现代文明离不开这些卫星。
　　为数不多的军事和情报卫星是美国国家安全的基础，但同样也是卫星系统中的薄弱环节。早期的导弹预警系统仅使用8颗卫星，情报部门使用大约12颗卫星获取高分辨率图像，而用于军事指挥与通信控制的只有6颗。格雷戈说：＂军事方面的核心问题是，我们成功发展到了太空领域，但这让我们在攻击面前变得脆弱。＂关键的弱点在于没有人知道如何保护卫星。也许成像卫星可配备对强光做出快速反应的快门，也许保镖卫星可以保护其他卫星，但我们根本不清楚这些防御措施是否已付诸实践。
　　在防御方面，美国往往会使用威慑策略。格雷戈说军队的第一原则是通过惩罚来进行威慑。你对我使用ASAT，那我也会用在你身上。＂另外，美国可以想办法让攻击得不到什么收益，从而让对方失去攻击的兴趣。换句话说，一个能承受损失，随时恢复有效性的卫星系统不会成为诱人的目标。目前，外界不清楚美国军方是否采取了这一策略。
　　然而，商业航天业的发展可以有效地支持这种策略。按照惯例，五角大楼会与洛克希德•马丁公司，雷神公司和诺斯罗普•格鲁曼公司等国防工业巨头签约制造卫星。空军研究实验室太空载具管理局的埃里克•费尔特（Eric Felt)说：＂这些航天器的大小往往和大型皮卡车相当。选择这个尺寸的原因之一就是经济效率很高，无论我们需要什么新功能，只需将其直接添加上去即可。＂然而，新兴的航天公司，例如SpaceX、蓝色起源（Blue Origin)、维珍（Virgin)拥有可重复使用的发射器，还有大小只有西瓜的四分之一到十分之一的卫星。节省下来的费用使军方可以更频繁地发射更多的卫星，从而将不同的功能分散到不同的卫星上，并使其更容易替换。这些商业航天公司正将数百或数千个小卫星连接到大型卫星群中，以确保全球性的互联网访问和连续成像覆盖。相比之下，天基红外系统（SBIRS)是由10颗大型预警卫星组成的系统，并且是＂一个值得攻击的目标＂。乔治•梅森大学国家安全研究所的约书亚•胡明斯基（Joshua Huminski)说：＂如果我击中了三颗SBIRS卫星，那你就收不到预警信息了。但是，如果SBIRS是由小型卫星组成的巨型卫星群，即使有三颗卫星被干掉，整个卫星系统仍能够完成自我修复。＂
　　空间外交
　　到7月中旬，也就是Cosmos 2542离幵USA 245并发射了Cosmos 2543的四个月后，业余观测者注意到Cosmos 2543突然伴随有一个拋射物Object 45915,后者以每小时1100千米的速度迅速离开，显然是使用了其自身的动力系统。雷蒙德认为这是＂在轨武器测试＂。英国国防部在推特上表示，希望俄罗斯与国际伙伴一道致力于在太空中做负责任的事情。
　　让其他拥有航天技术的国家同意克制自身行为是件很难的事情。威登说：＂管控太空的国际法正在不断完善，非政府组织正在研究如何制定太空法。但是，我们至今还没有关于太空冲突的法律。＂具有约束力的国际条约要么没有针对性，要么太陈旧或者被无限期搁置。例如《联合国宪章》禁止将对领土完整的威胁扩大到外太空；《外太空条约》禁止在太空中使用核武器，但该条约签署于1967年，远在航天技术取得巨大进步之前就存在了。最近，联合国和平使用外太空委员会就21项不具约束力的行为准则达成了一致，例如＂修订和整改了外太空活动的国家规定框架＂。格雷戈说：＂该准则好像有很多内容，但阅读起来又似乎感觉有些含糊不清。如果你希望通过这些条约来解决太空战争，你可能会失望。＂
　　想要让各国在某个问题上都达成一致是非常复杂而棘手的。如何用一个条约囊括所有能够前往太空的国家？当机器人手臂既可以用来替换传感器，也可以捕捉另一个国家的卫星时，我们要怎样定义＂武器＂？如何设置通信线路，让＂对不起，我不是故意要撞到您卫星＂的消息可以在错误计算和事态升级之前传出？什么才算是侵略，是用DA-ASAT导弹击中另一个国家的卫星吗？还是悄悄接近另一个国家的卫星？要多近的距离才算太近了？乔治•华盛顿大学空间政策研究所讲师约翰，克莱因（John Klein)问：＂攻击哪些目标会算作战争攻击？炸毁GPS卫星这样重要的基础设施，那可能是战争；而攻击一颗小的卫星，可能就算不上战争了。＂
　　同时，格雷戈指出，一些国家或多或少都遵守着非官方的行为准则：例如对送入轨道的新卫星进行登记；让濒临报废的卫星脱离轨道以避免产生碎片；不对自己的卫星测试DA-ASAT以及不破坏另一个国家的卫星。因此，如果达成一项具有约束力的条约太难了，那么基于当前准则但不具约束力的国际协议怎么样呢？劳德说：＂美国和俄罗斯正在谈论这一点。我们并不清楚其中的细节，但他们能坐下来一起商谈本身就是一件好事。＂
　　格雷戈也赞同这种共识，即最好以当前的准则作为会谈的起点。2020年7月，美国和俄罗斯的官员研讨建立公开的通信线路以防止错误计算和事态升级（这是2013年以来首次有关此类问题的讨论），双方都有意继续深入探讨。同时，美国还表示支持达成一项新的联合国协议，该协议将＂打破太空僵局＂，并减少事态升级的风险。
　　让其他拥有航天技术的国家同意克制自身行为是件很难的事情。管控太空的国际法正在不断完善，非政府组织正在研究如何制定太空法。但是，我们至今还没有关于太空冲突的法律。
　　持续观测
　　太空安全的基本需求是了解每颗卫星在哪里以及这些卫星的运行情况，美国太空部队在2020年6月的报告中称之为＂太空领域意识＂。这种＂意识＂主要依赖针对卫星和望远镜的全球传感器网络实现，这样一个传感器网络要覆盖所有太空轨道，并能跟踪大于10厘米的所有物体，这就包括了3200颗人造卫星，24000颗停止运作的卫星，以及许多太空碎片。如果这些太空碎片和时速35400千米运行的卫星相撞将导致毁灭性的灾难。这些信息会被发送到位于加利福尼亚范登堡空军基地联合太空作战中心的太空军第18太空控制中队。秘密卫星上的数据被分出来，其余的信息会纳入名为＂太空踪迹＂的免费公共在线列表。当两颗卫星看起来距离太近时，太空踪迹上会发出＂接近提醒＂的通知。
　　第18太空控制中队位于一个秘密行动中心。根据新闻上的照片来看，该部队有一大堆连接着线缆的电脑桌。在这个房间中，第18中队的5到7名成员彼此相邻地坐着，紧邻的还有来自英国、澳大利亚、加拿大、美国航空航天局和商务部的同事，以及来自新太空公司集体的代表(均具有安全许可)。法国、德国和美国情报界（包括美国国家侦察局）的代表不在同一楼层，但也在附近活动。这里所有的人都是技术专家。第18中队指挥官贾斯汀•索里斯（Justin Sorice)中校说：＂他们十分厉害。＂
　　不过，第18中队不能透露太多工作的细节，要了解如何跟踪卫星，还得问业余观测者。这些人更喜欢被称为业余爱好者。目前，有20到100个业余爱好者十分活跃，他们大多数都是退休人员，而且都是技术专家。他们使用双筒望远镜、秒表或无线电接收器等设备，并通过网络提供全球范围内的覆盖。他们有时在推特上进行交流，但大多使用称为SeeSat的公共邮箱。这个公共邮箱是格雷戈在推特出现之前跟他们交流的方式。她说：＂很久以前，我就不再称他们为业余观测者了。他们很专业。＂
　　因为业余观测者使用的大多是低端设备，这意味着他们主要会跟踪最亮、最大的卫星。他们会从太空踪迹网站中列出的信息或者火箭发射的告示来选择所观测的卫星，比如，哪些卫星将在特定的夜晚穿越哪些城市。当他们看着卫星经过一颗恒星时，便幵始计时。当它经过第二颗恒星时，他们再次记录下时间。根据恒星的位置和卫星经过的时间，业余观测者就可以得出卫星的运行轨道。例如当卫星X-37B运行时，业余爱好者在24小时内就计算出了其运行轨道。
　　哈佛-史密森尼天体物理学中心天文学家乔纳森•麦克道尔（JonathanMcDowell)也是一名业余爱好者，他表示：＂运行轨道能提供令人惊讶的信息。＂例如，许多卫星位于近地轨道，也就是高度为2000千米的轨道。在这个轨道上看到的区域最小，但拍摄的图像最清晰，因此这里的卫星通常是从事科学工作（例如监测天气）的成像器;在高35786千米的地球同步轨道中的卫星可以悬停并精确地与地球上的一个点一起移动。麦克道尔说：＂这就相当于已经建造了35000千米高的塔楼，只是我们并看不见塔楼本身。＂因此，地球同步轨道中的卫星主要用于通信或广播；高椭圆轨道上的卫星大部分时间都位于北半球，通常是预警卫星或间谍卫星；而在太阳同步轨道上，卫星能与太阳保持同步，使地球上的阴影保持不变，非常适合侦察。
　　此外，我们还可以从卫星的运行状况中获取信息。如果卫星正在调整轨道，那么它可能是在对抗地球的引力，或者正在观测地球上的某个地方。麦克道尔说：＂在1973年以色列与阿拉伯国家联盟之间的战争期间，卫星频繁地穿越埃及上空。＂当阳光照射在卫星的外表面时，卫星会反射出光，看起来就像在＂闪光＂一样。而如果一颗卫星在随机＂闪光＂，那么它正在离开运行轨道。
　　麦克道尔认为，他们追踪的卫星中有10%是涉密的——也就是用于军事指挥与控制的卫星、早期预警卫星，以及无线电和光学间谍卫星。其中一些是类似于哈勃太空望远镜的高分辨率仪器，但是它们是朝着地球观测的而不是望向太空，这些卫星的信息不会出现在太空踪迹网站上。业余观测者的数据也就成了所有国家保密卫星的唯一公开信息来源。麦克道尔表示：＂这些业余观测者意识到，他们有责任谨慎地推测间谍卫星的运行方式。但总的来说，他们并不担心泄露国家机密，因为对手国家也可以购买双筒望远镜和秒表来进行观测。＂无论如何，麦克道尔认为，业余观测者通常是不带政治性地进行观测。正如他们所看到的那样，卫星面临的最大敌人其实是机器功能故障，例如RUD(快速意外解体）和I0BM(误入海洋)。他们喜欢解决难题，找到太空踪迹网站上有关保密卫星的空白之处，然后填满它们，就像玩数独一样。
　　最终看来，业余观测者在监督和保持透明度方面始终发挥着至关重要的作用。关于卫星和太空战争的所有事情都是保密的——其中有些是必须的，有些也许并没有必要。格雷戈说，如果业余观测者没有发表有关Cosmos的跟踪记录，美国就可以不承认自己卫星，俄罗斯也可以否认发生的任何事情。她说：＂这些业余观测者具有很强大的影响力。＂军方和外交官在各自的领域中秘密地开展工作，但是如果我们其他人想追踪太空战争的信息，那么这些业余观测者们就会尽可能地确保这些信息能公开绐我们。