太空戰爭可能比以往任何時候都更近

儘管中國、俄羅斯和美國否認此類工作,但它們正在開發和測試有爭議的太空作戰新能力

A missile launches from a ship to target a satellite in low-Earth orbit.

反衛星導彈試驗,如美國海軍在2008年2月進行的這次試驗,是走向外太空軍事衝突的令人擔憂的程序的一部分。

美國海軍

世界上最令人擔憂的軍事爆發點可能不是在臺灣海峽、朝鮮半島、伊朗、以色列、克什米爾或烏克蘭。事實上,它無法在任何地球地圖上找到,儘管它很容易被發現。要看到它,只需抬頭看看晴朗的天空,到達地球軌道的無人區,那裡正在展開一場軍備競賽,儘管它不是名義上的軍備競賽。

外太空的空曠可能是你最不希望看到軍隊爭奪爭議領土的地方,除非外太空不再那麼空曠了。大約1300顆在軌執行的活躍衛星像擁擠的鳥巢一樣環繞著地球,提供全球通訊、GPS導航、天氣預報和行星監視。對於依賴其中一些衛星進行現代戰爭的軍隊來說,太空已成為至高點,而美國是無可爭議的山丘之王。現在,隨著中國和俄羅斯積極尋求透過他們自己的雄心勃勃的軍事太空計劃來挑戰美國在太空中的優勢,這場權力鬥爭有可能引發一場可能癱瘓整個地球的太空基礎設施的衝突。而且,雖然這種衝突可能始於太空,但它很容易點燃地球上全面爆發的戰爭。

由於一些事件,包括中國和俄羅斯最近和正在進行的反衛星武器試驗,以及上個月聯合國緩解緊張局勢的談判失敗,長期醞釀的緊張局勢現在正接近沸點。


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今年早些時候在國會作證時,國家情報總監詹姆斯·克拉珀呼應了許多高階政府官員對美國衛星日益增長的威脅的擔憂,他說中國和俄羅斯都在“發展在衝突中拒絕訪問的能力”,例如那些可能因中國在南海的軍事活動或俄羅斯在烏克蘭的軍事活動而爆發的衝突。克拉珀特別指出,中國已經展示了“干擾、破壞和摧毀”美國衛星的“必要性”,指的是中國從2007年開始進行的一系列反衛星導彈試驗。

除了用導彈挑釁地炸燬衛星外,還有許多方法可以停用或摧毀衛星。一艘航天器可以簡單地接近一顆衛星,並在其光學元件上噴漆,或者手動折斷其通訊天線,或者使其軌道不穩定。雷射可用於暫時停用或永久損壞衛星的元件,特別是其精密的感測器,而無線電或微波可以干擾或劫持與地面控制器的傳輸。

為了應對這些可能的威脅,奧巴馬政府已撥款至少50億美元,用於在未來五年內增強美國軍事太空計劃的防禦和進攻能力。美國也在嘗試透過外交手段解決問題,儘管收效甚微;7月下旬在聯合國,由於俄羅斯、中國以及包括巴西、印度、南非和伊朗在內的其他幾個國家的反對,關於歐洲聯盟起草的航天國家行為準則的期待已久的討論陷入停滯。這一失敗使解決日益增長的威脅的外交方案陷入僵局,可能導致聯合國大會未來多年的進一步辯論。

“最重要的是,美國不希望外太空發生衝突,”負責軍備控制、核查和遵守的助理國務卿弗蘭克·羅斯說,他領導了美國為防止太空軍備競賽而進行的外交努力。他說,美國願意與俄羅斯和中國合作,以確保太空安全。“但我要明確指出:如果我們的太空資產遭到攻擊,我們將捍衛它們。”

測試進攻性太空武器
太空戰爭的前景並不新鮮。由於擔心蘇聯從軌道發射核武器,美國在 20 世紀 50 年代末開始測試反衛星武器。它甚至在太空中測試了核彈,然後透過聯合國 1967 年的《外層空間條約》禁止了軌道大規模殺傷性武器。禁令之後,天基監視成為冷戰的關鍵組成部分,衛星是複雜的預警系統的一部分,用於警戒地面核武器的部署或發射。在冷戰的大部分時間裡,蘇聯開發並測試了“太空地雷”,這是一種自爆航天器,可以透過向美國間諜衛星投擲彈片來搜尋和摧毀它們。在 20 世紀 80 年代,太空軍事化達到頂峰,里根政府耗資數十億美元的“戰略防禦倡議”,被稱為“星球大戰”,旨在開發針對蘇聯洲際彈道導彈的軌道對抗措施。1985 年,美國空軍展示了其強大的能力,當時一架 F-15 戰鬥機發射了一枚導彈,摧毀了一顆在近地軌道上失效的美國衛星。

自始至終,沒有爆發全面的軍備競賽或直接衝突。根據華盛頓特區史汀生中心智庫的軍備控制專家和聯合創始人邁克爾·克雷彭的說法,這是因為美國和蘇聯都意識到他們的衛星有多麼脆弱——特別是那些位於大約 35,000 公里或更高“地球同步”軌道上的衛星。這些衛星有效地懸停在地球上的一個點上,使它們成為活靶子。但是,由於對這些衛星的任何敵對行動都可能很容易升級為地球上的全面核交換,因此兩個超級大國都退縮了。“我們雙方都沒有就此簽署條約,”克雷彭說。“我們只是獨立得出結論,如果我們追擊那些衛星,我們的安全狀況會更糟,因為如果我們其中一方這樣做了,那麼另一方也會這樣做。”

今天,情況要複雜得多。低地球軌道和高地球軌道已成為科學和商業活動的熱點,充滿了來自大約 60 個不同國家的數百顆衛星。儘管它們的目的主要是和平的,但每顆衛星都面臨風險,部分原因是並非所有不斷壯大的軍事航天力量俱樂部的成員都願意遵守相同的規則——而且他們不必遵守,因為這些規則仍然尚未寫定。

太空垃圾是最大的威脅。衛星以非常高的速度在太空中執行,因此殺死衛星最快、最骯髒的方法就是簡單地向太空中發射一些東西來阻擋它的去路。即使是像大理石一樣小而低科技的物體的撞擊也可以停用或完全摧毀一顆價值數十億美元的衛星。而且,如果一個國家使用這種“動能”方法摧毀對手的衛星,它很容易產生更危險的碎片,有可能引發連鎖反應,將地球軌道變成一場拆毀德比。

2007 年,當中國發射導彈摧毀了其一顆位於近地軌道的氣象衛星時,碎片的風險急劇增加。那次試驗產生了一群長期存在的彈片,構成了軌道上所有雷達可追蹤碎片的大約六分之一。美國在 2008 年做出了類似的回應,重新利用艦載反彈道導彈擊落了一顆在墜入大氣層前不久發生故障的美國軍用衛星。那次試驗也產生了危險的垃圾,儘管數量較少,而且由於它是在低得多的高度產生的,所以碎片持續的時間較短。

最近,中國發射了許多專家所說的更多地面反衛星動能武器試驗。這些後續發射都沒有摧毀衛星,但克雷彭和其他專家表示,這是因為中國人現在只是在測試錯過,而不是擊中,結果與敵對能力相同。最近一次測試發生在去年 7 月 23 日。中國官員堅稱,這些測試的唯一目的是和平導彈防禦和科學實驗。但是,2013 年 5 月進行的一次測試將一枚導彈送至地球上方 30,000 公里的高度,接近戰略地球同步衛星的安全港。

安全分析師和前空軍軍官布萊恩·維登說,那是一個警鐘,他研究並幫助公開了中國的測試。“美國幾十年前就認識到,它的低軌道衛星很容易被擊落,”維登說。“接近地球同步軌道讓人們意識到,天哪,有人可能真的想攻擊我們在那裡的東西。”

並非巧合的是,在 2013 年 5 月的測試後不久,美國解密了其秘密的地球同步太空態勢感知計劃 (GSSAP) 的細節,這是一套計劃中的四顆衛星,能夠監視地球的高軌道,甚至與另一顆衛星交會以進行近距離檢查。前兩艘 GSSAP 航天器於 2014 年 7 月進入軌道。

“這曾經是一個黑色專案——一個甚至沒有正式存在的東西,”維登說。“它被解密基本上是為了傳遞一個資訊,說‘嘿,如果你在地球同步帶內和周圍做一些古怪的事情,我們會看到的。’”擅自闖入地球同步軌道的不一定是裝有炸藥的導彈,它可能是一種安全風險——即使是靠近對手的戰略衛星也被視為一種威脅。這正是美國潛在的對手可能會對 GSSAP 的交會能力以及美國空軍高度機動的 X-37B 機器人太空飛機感到震驚的原因之一。

俄羅斯也在發展其接近、檢查並可能破壞或摧毀在軌衛星的能力。在過去兩年中,它在其他例行的商業衛星發射中加入了三個神秘的有效載荷,最近一次發生在今年 3 月。美國空軍和業餘愛好者的雷達觀測顯示,在每次部署商業衛星後,都會有一個額外的小物體遠離拋棄的火箭助推器,之後又會調頭飛回來。這些物體被命名為 Kosmos-2491、-2499 和 -2504,可能只是一個開發舊衛星維修和加油技術的無害計劃的一部分,維登說,儘管它們也可能用於更險惡的意圖。

條約提供的保障很少
中國官員堅稱,他們在太空的軍事活動僅僅是和平的科學實驗,而俄羅斯官員則大多保持沉默。這兩個國家都可以被視為僅僅是對他們認為美國秘密開發潛在太空武器的回應。事實上,美國的彈道導彈防禦系統、X-37B 空天飛機,甚至 GSSAP 航天器,雖然表面上都致力於維護和平,但很容易被改造成太空戰爭的武器。多年來,俄羅斯和中國一直推動批准一項具有法律約束力的聯合國條約,禁止太空武器——但美國官員和外部專家一再拒絕該條約為虛偽的無用之舉。

克雷彭說:“俄羅斯和中國的條約草案試圖禁止他們正在積極追求的東西。它完美地符合他們的利益。他們想要行動自由,並用這個禁止太空武器的提議來掩蓋這一點。” 克雷彭說,即使該條約是出於善意提出的,“它也會在國會胎死腹中”,並且不可能獲得批准。畢竟,美國也希望在太空擁有行動自由,而且在太空中沒有其他國家擁有更多的能力——因此也更有可能失去更多。

據羅斯稱,該條約存在三個主要問題。“第一,它不能得到有效核查,俄羅斯人和中國人都承認這一點,”他說。“你無法檢測作弊行為。第二,它完全沒有提及陸基反衛星武器,例如中國在 2007 年和 2014 年 7 月測試的那些。第三,它沒有定義外太空的武器是什麼。”

作為替代方案,美國支援一項由歐洲主導的倡議,透過制定自願的《外層空間國際行為準則》來建立適當行為的“規範”。這將是第一步,隨後達成具有約束力的協議。該準則的草案——俄羅斯和中國阻止了其在上個月的聯合國討論中獲得透過——呼籲在航天國家之間加強透明度和“建立信任”,以此來促進“和平探索和利用外層空間”。人們希望,這可以防止產生更多的碎片,以及太空武器的進一步發展。然而,與俄羅斯-中國的條約一樣,該準則並沒有確切定義什麼是“太空武器”。

這種模糊性給高階國防官員帶來了問題,例如美國空軍太空司令部負責人約翰·海頓將軍。“我們部署在太空,觀察天空並跟蹤地球同步軌道中一切事物的監視系統是一種武器系統嗎?”他問道。“我認為世界上每個人都會認為不是。但它是可機動的,它的速度達到每小時 17,000 英里,並且它配備了感測器。它不是武器,對嗎?但是 [一項條約的] 措辭會禁止我們進行太空監視的能力嗎?我希望不會!”

太空戰爭是否不可避免?
與此同時,美國政策的轉變正在給中國和俄羅斯提供更多理由,讓他們進一步懷疑。國會一直在敦促美國國家安全界將注意力轉向進攻性而非防禦性能力的作用,甚至規定 2015 財年五角大樓太空安全與防禦計劃的大部分資金都用於“開發進攻性太空控制和主動防禦戰略與能力”。

“進攻性太空控制”明確指的是武器。“主動防禦”則更加模糊,指的是可能針對攻擊者採取的、未定義的進攻性對策,從而進一步擴大了太空可能很快被武器化的途徑。如果感知到迫在眉睫的威脅,衛星或其操作員可能會透過眩目雷射、干擾微波、動能轟炸或任何其他可能的手段進行先發制人的攻擊。

“我希望永遠不會在太空中打仗,”海頓說。“這對世界不利。動能[反衛星武器] 對世界來說是可怕的,”因為碎片對所有衛星都構成實際風險。“但是如果戰爭真的蔓延到太空,”他說,“我們必須擁有進攻和防禦能力來應對,國會已經要求我們探索這些能力是什麼。對我來說,唯一的限制因素是沒有碎片。無論你做什麼,都不要產生碎片。”

例如,干擾傳輸的技術似乎是空軍反通訊系統的基礎,這是美國唯一承認的針對太空衛星的進攻能力。“它基本上是拖車上的一個大型天線,它實際上是如何工作的,它實際上做什麼,沒人知道,”韋登說,他指出,像大多數太空安全工作一樣,該系統的細節是最高機密。“我們基本上只知道他們可以使用它來以某種方式干擾,甚至可能欺騙或侵入對手的衛星。”

克雷彭認為,關於太空武器定義的辯論以及俄羅斯、中國和美國之間的劍拔弩張,無益地掩蓋了更為緊迫的碎片問題。“每個人都在談論用於太空作戰的、有目的、人為製造的物體,這就像我們回到了冷戰時期,”克雷彭說。“與此同時,大約有 20,000 件以碎片形式存在的武器已經在那兒了。它們不是有目的的——它們是無引導的。它們不是在尋找敵方衛星。它們只是在周圍呼嘯而過,做著它們該做的事情。”

他說,必須像地球的海洋和大氣層一樣,將太空環境作為全球公域加以保護。太空垃圾很容易製造,也很難清理,因此國際努力應側重於防止其產生。除了蓄意破壞的威脅之外,隨著越來越多的國家在沒有嚴格的國際問責制和監督的情況下發射和執行更多的衛星,意外碰撞和碎片撞擊的風險將繼續增加。隨著事故發生的可能性增加,在高壓力的秘密太空軍事鬥爭中,它們被誤解為蓄意的敵對行動的可能性也隨之增加。

“我們正在破壞太空的過程中,而且大多數人都沒有意識到這一點,因為我們無法像看到魚類死亡、藻類繁殖或酸雨那樣看到它,”他說。“為了避免破壞地球軌道,我們需要一種目前沒有人擁有的緊迫感。也許當我們無法獲得衛星電視和電信、全球天氣報告和颶風預測時,我們就會意識到這一點。也許當我們回到 20 世紀 50 年代時,我們就會意識到這一點。但到那時就太晚了。”

 

Sabrina Imbler 提供了報道。

Lee Billings is a science journalist specializing in astronomy, physics, planetary science, and spaceflight, and is a senior editor at 大眾科學. He is the author of a critically acclaimed book, Five Billion Years of Solitude: the Search for Life Among the Stars, which in 2014 won a Science Communication Award from the American Institute of Physics. In addition to his work for 大眾科學, Billings's writing has appeared in the New York Times, the Wall Street Journal, the Boston Globe, Wired, New Scientist, Popular Science, and many other publications. A dynamic public speaker, Billings has given invited talks for NASA's Jet Propulsion Laboratory and Google, and has served as M.C. for events held by National Geographic, the Breakthrough Prize Foundation, Pioneer Works, and various other organizations.

Billings joined 大眾科學 in 2014, and previously worked as a staff editor at SEED magazine. He holds a B.A. in journalism from the University of Minnesota.

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