五角大樓是否擊落了無害的業餘無線電探空氣球?

小型研究氣球數量激增,增加了空中誤判身份的可能性——以及更嚴格的監管

White weather balloon floating against dark blue sky

一個研究氣球在藍天中漂流。這類氣球可以有各種形狀、尺寸和功能,並且可能是近期一系列不明飛行物遭遇事件的罪魁禍首。

2023年的不明飛行物“大獵殺”始於一聲巨響——實際上是幾聲。美國戰鬥機在二月初在南卡羅來納州海岸附近擊落了一個中國間諜氣球。隨後的幾天裡,又有三個不明飛行物在阿拉斯加、育空地區和休倫湖上空被擊落。但上週晚些時候,情況顯然以一聲嘆息結束,美國和加拿大官員暫停了對後三個物體的殘骸進行回收和研究的工作,此前美國總統喬·拜登表示,他們認為這些物體與中國廣泛的空中監視行動無關。

儘管現在官方搜尋已經結束,可能永遠無法確定,但有充分理由相信,至少其中一個不明飛行物實際上已不再“不明”。間接證據表明,在育空地區上空被擊落的物體可能被稱為“皮可氣球”,這是一種用於海拔20,000到50,000英尺之間基本大氣探測的氣球。

一個名為“K9YO-15”的銀色、32英寸寬的皮可氣球,由業餘無線電愛好者團體北伊利諾伊瓶蓋氣球旅於2022年10月從芝加哥北部的一個自然保護區發射,購買價格不到15美元。它懸掛著一個10克(0.35盎司)的有效載荷,其中包括一個無線電追蹤器、一個太陽能電池板和一根長天線。其業餘愛好者操作者說,大約123天后,在2023年2月11日,K9YO-15第七次環繞地球飛行時,他們在阿拉斯加與育空地區邊境附近失去了與皮可氣球的聯絡。同一天,一架美國F-22戰鬥機在同一大致區域使用一枚價值近50萬美元的響尾蛇導彈擊落了一個不明飛行物。此後,就再也沒有收到K9YO-15的訊息。


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然而,無論任何單個物體的身份如何,更重要的問題仍然存在:用於科學研究的無害氣球飛行是否能與美國和其他國家對潛在敵對入侵主權領空的新高度警惕共存?或者,例行的氣球載研究的寬鬆時代是否已經結束?

需求:“更清晰的規則”和“共同的全球規範”

中國間諜氣球的侵入事件——以及隨後擊落的三個不明飛行物——非常嚴重,以至於引發了白宮總統拜登在2月16日發表的公開講話

拜登說:“我們尚不完全清楚這三個物體是什麼。” “但目前沒有任何跡象表明它們與中國的間諜氣球計劃有關,或者它們是來自……任何其他國家的監視飛行器。” 相反,他說,美國情報部門的評估是“這三個物體很可能是與私營公司、娛樂或研究機構相關的氣球,用於研究天氣或進行其他科學研究。” 儘管如此,他補充說,“我下令擊落這三個物體,原因是它們對民用商業航空交通構成危害,而且我們不能排除其對敏感設施的監視風險。”

拜登在講話中還呼籲制定“更清晰的規則”,以說明美國將如何處理需要採取行動和不需要採取行動的不明物體。此外,他要求國務卿建立“這個基本上不受監管的空間中的共同全球規範”。

美國聯邦航空管理局在接受大眾科學採訪時表示,該機構對美國運營商安全執行無人駕駛自由氣球飛行有全面的規定。

除其他事項外,這些規定要求氣球配備雷達跟蹤裝置,並且其操作員必須在發射前和發射時通知美國聯邦航空管理局。此外,操作員必須監控和記錄氣球的航線,根據要求向美國聯邦航空管理局提交位置報告,並通知美國聯邦航空管理局氣球下降的時間和預計軌跡。

這些規則對於確保高空氣球的持續執行至關重要,高空氣球在收集天氣預報和氣候監測的精細即時資料方面發揮著關鍵作用。根據聯合國世界氣象組織(WMO)上週釋出的宣告,每天發射近1000個裝有電池供電感測器的氣象氣球。它們翱翔幾個小時,然後在高空爆裂,並透過降落傘將資料豐富的有效載荷空投回地球。

業餘愛好者發射皮可氣球的數量更難獲得。但根據高空氣球專家、美國宇航局馬歇爾太空飛行中心火箭工程師比爾·布朗的估計,世界各地的學生組織和業餘無線電團體每年至少發射數百個皮可氣球,其中大多數來自美國和歐洲。“在全球範圍內,每天大約有20到30個業餘無線電皮可氣球在飛行,每天大約有三到四個穿越北美,”布朗說。

監管高邊疆

拜登呼籲制定更清晰規則的必然第一步是美國政府更好地瞭解天空中已有的物體。三個不明飛行物的探測和摧毀表明了這一點,因為據報道,這些事件是由中國氣球引發的北美航空航天防禦司令部(NORAD)雷達系統的變化引發的,這些變化使其對較小的物體更加敏感。

“我預計任何有意義的[監管]變化都將源於[美國政府的]編目,安全是評估什麼需要或不需要新的或修改的法規的驅動原則,”道格拉斯·馬爾納蒂說,他是一位新澤西州的業餘無線電操作員,發射皮可氣球。

在中國南卡羅來納州海岸附近被擊落的中國間諜氣球非常巨大:它有三輛公共汽車那麼大,攜帶了2000多磅的情報收集儀器。相比之下,馬爾納蒂指出,皮可氣球只不過是一個超大的聚酯薄膜派對氣球,能夠攜帶幾美分的重量。他說,顯然有一個尺寸範圍需要考慮,皮可氣球可能太小——或者說威脅太小——以至於不值得進行有意義的監管變更。

“它們與綁著一分錢的派對氣球一樣無害,”馬爾納蒂說。“派對氣球經常被意外和有目的地釋放。因此,我認為我們不會看到F-22戰鬥機每次都將它們從空中擊落。”

印第安納州諾布林斯維爾市一家為科學家和業餘愛好者製造和維修各種高空氣球裝置的StratoStar公司總裁兼創始人傑森·克魯格說,氣象氣球和其他較大的充氣物更有可能引起監管機構的新審查。例如,他說,發射一個相當大的氣球可能很快就需要向美國聯邦航空管理局提交所謂的航空任務通知(NOTAM)——這種預防措施以前被認為是大多數發射的可選項。

克魯格說:“如果你看看航空業的早期,你就可以看到監管對建立一個現在具有出色安全記錄並允許我們環遊世界的行業的影響。” “在過去的10年中,我們已經看到我們的大氣層在各個層面的使用呈指數級增長,從靠近地面的無人機,到雲層中的新型飛機,再到每天發射到軌道的航天器。繼續制定新的法規以確保我們天空的安全是理所當然的。”

發現間諜

除了更新的法規外,另一個有希望的途徑是區分間諜氣球的可能飛行剖面,間諜氣球往往比目前用於科學研究的絕大多數氣球更大、飛得更高、更遠。

誠然,做出這種區分並不總是那麼簡單。例如,雖然皮可氣球體積小且超輕——這兩個特點似乎與間諜氣球不符——但正如環球旅行的K9YO-15所表明的那樣,它們也可以在空中停留足夠長的時間,反覆環繞地球,在此期間可能會經過敏感地點。在缺乏更嚴格監管的情況下,目前,業餘愛好者的責任是以某種方式阻止他們的氣球漂入未經授權的空域——或者至少確保相關政府組織獲得發射和飛行路徑的詳細資訊,以避免未來發生誤判。

至於中國間諜氣球及其同類,StratoStar公司的克魯格推測,這種飛行器正在利用先進的“超壓”技術,這種技術允許即使是非常大型、重型的氣球也能進行超長持續時間的飛行。

克魯格補充說,美國宇航局多年來一直在使用這些型別的氣球,而谷歌現已倒閉的專案和公司Loon進一步推進了這項技術的先進水平,從而產生了超壓氣球,這種氣球可以透過利用大氣不同層之間的風向變化來改變高度並緩慢轉向。“我相信中國在其平臺上使用了相同的超壓氣球技術,”他說。克魯格總結說,瞭解超壓氣球的明顯飛行剖面(並確保美國的研究人員遵守當前的國內飛行規則)應該使國內空防雷達系統能夠更好地區分真正的外國間諜氣球和現在的以及未來的標準研究充氣物。

對於一些希望高空氣球飛行成為所有人都可以進行的常規、例行活動的人來說,這仍然是一種蒼白的安慰。位於科羅拉多州丹佛市的科學氣球非營利組織“太空邊緣科學”(EOSS)的資源協調員邁克·帕帕斯擔心,新的法規可能會帶來什麼。他說,過度監管很容易適得其反,變得如此繁瑣,以至於最有可能從低預算氣球中受益的群體——即初中、高中和大學生——將被有效地阻止使用它們。

帕帕斯說:“從教育的角度來看,EOSS放飛的氣球有助於讓中小學生對科學、技術、工程和數學產生興趣。” “因此,[這些領域]將承受氣球計劃大幅削減的大部分衝擊……如果像我們這樣的計劃由於繁重的法規而停止,那麼未來幾代工程師將遭受損失。”

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