陈根:太空基建正当时,安全威胁已可知( 二 )


2019年5月24日,SpaceX发射了首批60颗“星链”卫星。成功发射后,除了3颗失联的卫星,绝大多数卫星上升至距地球550千米的轨道,而少数几颗卫星则在更低的轨道上进行特定项目的训练。而被降到320千米的轨道高度练习“脱轨技术”的44号卫星就差点与欧洲航天局的“风神”(Aeolus)地球观测卫星相撞。
2019年8月28日,欧洲航天局通过数据分析发现,“风神”卫星与“星链”44号卫星存在相撞的可能性,撞击风险为五万分之一。随后,他们与SpaceX的科学家进行了联络。由于在欧洲航天局制定的标准中,当两颗卫星相撞的风险超过万分之一时,需要采取进行避撞机动,而当时的情况并未触及该阈值,因此双方均决定不需要采取行动。
然而,随后的预警指出,两颗卫星在9月2日相撞的风险超过千分之一,这已经远远超出了采取避撞措施的临界值。这时,当欧洲航天局再度联络SpaceX、请求进行避让时,SpaceX却没有予以回应。最终,在距离两颗卫星会面还差半个轨道时,“风神”地球观测卫星启动了推进器,提升卫星轨道高度,避免了这一潜在的卫星撞击事件。
显然,陆续发射升空的人造卫星以及不断增加的“太空垃圾”,让地球轨道变得日益拥挤,卫星遭遇撞击事件的可能性也随之增加。目前,不同高度的地球轨道上共分布了超过2000颗卫星。而如果“星链”计划得以完整执行,地球轨道上的卫星数量将骤增6倍。
按照计划,在“星链”计划中,将有1500多颗卫星分布在550千米的轨道、2800颗分布在1100~1300千米的地球轨道上。另外,还有7000多颗卫星将分布在340千米左右的极低地球轨道。一旦这些卫星部署完毕,卫星的飞行安全将迎来更大的考验。欧洲航天局曾在推特上表示,随着卫星的增多,尤其是“星链”计划的实施,手动的避让措施将不足以确保卫星的飞行安全。
另一方面,越来越多的互联网卫星也让网络安全专家们忧心忡忡。丹佛大学(University of Denver)研究网络冲突的博士后研究员威廉?阿科托(William Akoto)认为,包括美国在内,国际上目前还缺乏针对商业卫星的网络安全标准和法规。而卫星的复杂供应链和利益相关方的层级关系,意味着卫星极易受到网络攻击。
无疑,黑客一旦控制这些卫星,后果将非常可怕。黑客可以通过简单的指令批量关闭卫星,从而导致全球服务中断。黑客还可能堵塞或欺骗来自卫星的信号,从而对关键基础设施造成破坏。例如连入太空互联网的电网、供水网络和运输系统。
这些新式太空互联网卫星中的一些具有推进器,可使其加减速并改变太空方位(变轨)。如果黑客控制了这些卫星,后果将是灾难性的,例如黑客可能会改变卫星的轨道,将其撞向其他卫星甚至国际空间站。
陈根:太空基建正当时,安全威胁已可知
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事实上,早在1998年,就有卫星黑客事件发生。当时,黑客通过入侵马里兰州戈达德太空飞行中心的计算机控制了美国-德国ROSAT X射线卫星。然后,黑客指示卫星将其太阳能电池板直接对准太阳,导致电池炸毁,卫星瘫痪。这颗解体的卫星最终在2011年坠毁。除了破坏性攻击,黑客还可以劫持卫星以勒索赎金,就像1999年黑客控制英国的天网卫星时所发生的那样。
随着技术的发展,黑客对卫星进行网络攻击的威胁变得更加可怕。2008年,黑客完全控制了两颗NASA卫星,其中一颗被劫持约2分钟,另一颗持续约9分钟。此外,2018年,另一队国家黑客针对卫星运营商和国防承包商发起了一次复杂的攻击,此外伊朗黑客组织也曾尝试过类似的攻击。
全球互联网不仅是一个行业的发展,同时对于太空和地球都具有强烈的安全意义。在日益激烈的卫星运营市场竞争中,确保太空互联网的安全将是太空互联网发展的前提,关乎人类社会的福祉。

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