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无尽空间,星轨战场

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无尽空间,星轨战场

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随着人类战争的战场延伸至地球数千英里上空的星际轨道,战争规则被彻底重塑。轨道战历经多个发展阶段,从冷战时期的侦察、预警,到后来的反卫星武器试验,再到如今呈现出民用和军事界限模糊等新特点。在轨道战这片充满不确定性的“灰色地带”,人工智能正逐渐成为关键的制胜力量,深刻影响着轨道战的未来走向。

在人类战争的历史长河中,在两军激烈对抗的战场上,谁控制了高地(high ground)就意味着掌控了战局主动权。从古老山巅堡垒,到现代战争中决定胜负的高地,高度赋予了投射力量、压制敌人的优势。然而,当“高处”不再是山峦或山脊,而是地球上空数千英里的轨道时,情况又将如何?

在这个新的战场,冲突规则不仅仅是被改写,而是被彻底重塑。这里没有战壕可挖,也没有天空需要去主宰。只有寂静的真空环境,卫星如同棋子般在巨大无比的多维棋盘上飘荡。在这里,或许永远不会出现正式的宣战,但各国仍可能通过一些极其微妙、以至于地球上数十亿人都难以察觉的行动分出胜负。这就是轨道战的悖论:衡量实力的标准并非火力,而是战略、技巧以及对无形事物的掌控能力。

从冷战“天眼”到碎片危机:太空冲突的惊险演变

太空一直是关于制高点(vantagepoint)的问题。从我们进入太空时代的那一刻起,我们便将触角延伸到了地球表面之外,并将广阔的太空转变为军事行动的新领域。最初,太空的作用是观察、监听和随时待命(stayready)。但随着我们对太空的依赖增加,风险也随之增加。

冷战期间,太空成为终极观察点。美国通过实施“科罗纳(CORONA)”计划发射了一系列早期侦察卫星。这些卫星从数百英里的高空侦察敌对国家的部队调动、导弹发射场和关键基础设施等变化情况。它们虽然悄然无声,但却无处不在,通过提供每个指挥官都渴望的东西——信息,改变了战争的格局。

与此同时,导弹预警卫星成为相互确保毁灭的“哨兵(sentinel)”。苏联的“奥科(Oko)”系统和美国的国防支援计划(Defense Support Program)卫星在全球范围内扫描导弹发射时产生的特征热羽流。它们的目的简单却深远:确保任何攻击都将遭到反击。因此,太空竞赛不仅仅关乎探索星空,更是为了坚守战略底线2。

1967年的《外层空间条约(Outer Space Treaty)》是一项如今已过时的多边条约,旨在使太空成为和平研究和科学探索的领域。该条约明确禁止在太空使用核武器以及在轨道或任何附近天体上建立军事基地。这一禁令反映了当时的观念:若战争蔓延至地球轨道或地月空间(低地球轨道和月球轨道之间的物理空间),很可能会以大国之间宣战的形式表现出来,随后这些国家将动员其常规部队,对彼此发动暴力且具破坏性的攻击3。

到了20世纪80年代,轨道冲突从理论担忧转变为实际能力演示。美国和苏联都对反卫星武器进行了测试。美国展示了从F-15战斗机上发射ASM-135导弹摧毁轨道卫星的能力;而苏联早在20世纪60年代末就已经开发出了共轨系统——一种旨在接近目标卫星并近距离将其摧毁的卫星。这些都是动能威胁的例子:即试图通过蛮力或爆炸物从物理层面摧毁对手太空资产的能力。

这些早期试验造成了长期负面影响,不仅在外交层面,在实际物理空间也是如此。具有破坏性的动能撞击有可能产生太空碎片,这些碎片会限制人类对太空和不同轨道高度的利用,并且对像国际空间站和天宫空间站这样的载人空间站构成威胁。每一颗被摧毁的卫星都会在地球轨道上增添碎片,给未来的每一次太空任务带来更多危险。摧毁一颗卫星看似是一次战术上的胜利,但随之而来的后果——一片不受控制的碎片垃圾区域——却可能危及整个轨道区域。被称为“凯斯勒综合症(KesslerSyndrome)”的级联碰撞情景不再是理论上的风险,而是一种现实的可能性。一团无法控制的碎片云在其轨道运行路径上撞击其他系统,摧毁它们并产生越来越多的碎片。这种指数级增长的碎片最终会变得规模巨大且极具破坏力,以至于它会严重限制人类进入某些轨道高度的能力,并且会不加区分地威胁到那些造价高昂且至关重要的太空资产。

这种太空碎片问题可能会使轨道冲突的重点从摧毁转向破坏干扰。非动能手段,如网络攻击、信号干扰和系统瘫痪——这些方法不会留下任何痕迹,但却能达到同样目的——可能会成为首选的战略手段。地面或轨道上的定向能武器或激光可以降低成像卫星的性能,或阻止它们执行预定任务,而无需将其摧毁或产生更多的太空碎片。

近年来,俄罗斯不断提升其电子战能力,定期对相关系统进行测试。这些测试表明,俄罗斯随时准备对轨道上的敌方目标实施干扰,通过干扰头顶上的卫星或其他系统,对对手在地面上的军事或民用设施产生影响,削弱对手的作战能力。

电子战包括干扰系统的上行链路或下行链路,以阻止轨道卫星与其地面收发器之间的通信。上行链路干扰需要复杂的技术和巨大的功率,才能中断从地面发射器发往轨道资产(卫星等)的信号。这一做法成本高昂,但却能产生惊人的效果,其影响范围可以覆盖地球上的大片区域。下行链路干扰指的是来自轨道系统的信号在传送到目标接收器的下行过程中被干扰,这种干扰成本低廉,容易实现,而且鉴于其影响范围有限,相对来说比上行链路干扰更容易被防御或反制。虽然前者(上行链路干扰)可能仍然仅限于政府的能力范围,但后者(下行链路干扰)已扩散到资源有限的个人,并且几十年来一直是军事力量的持续威胁,而且难以摆脱。

民用和军事难解难分:现代轨道力量的“灰色迷局”

今天,太空冲突不再仅仅由某一资产对另一资产的破坏潜力,或者从地球或轨道上使用的非动能能力的有效性决定。相反,胜利是由在对手有机会反击或反应之前,悄无声息地将资产部署到位的能力所决定的。将军事目标隐藏在民用行动背后的能力增加了战略模糊性,使国家行为者能够在轨道棋盘上悄无声息地行动,不被察觉或不受挑战。

没有任何国家像中国那样精通将商业和军事行动结合的艺术。中国拥有成熟的政府和军事太空基础设施,其机构在太空领域取得了显著成就。这些机构模糊了民用和军事行动及目标之间的界限,这表明其民用太空部门的任何能力都可以轻易地被军事化。设计用于通信或气象监测的卫星同样可以轻松支持军事目标。前NASA局长比尔·尼尔森(BillNelson)在2024年4月的国会听证会上称:“我们认为,中国的所谓民用太空计划中有很多实际上是军事计划。我认为,实际上,我们正处于一场竞赛中。”

民用或军事行动的界限正变得越来越模糊,试图从中国庞大的资产中筛选出这些区别可能徒劳无功。近年来,中国在太空技术和资产方面持续稳步增长。美国太空军司令钱斯·萨尔茨曼在2024年11月表示:“中国创造的不同类别的太空武器数量……以及他们进行这些工作的速度非常具有威胁性。”

中国继续推进运载火箭(launchvehicle)技术的发展,现在中国的私营公司正在开发可重复使用的运载火箭、商业航天发射设施以及类似于Starlink的轨道互联网服务提供商。近期,中国的商业卫星图像公司因向瓦格纳集团提供卫星图像和相关支持,助力俄罗斯在乌克兰的军事行动,遭到美国制裁。

对此,美国军方也在探索将太空民用资产用于军事目的的方法,只不过其方式远没有那么隐蔽,而是更加公开化。2024年12月,美国太空司令部司令斯蒂芬·怀廷将军谈及商业集成单元(CommercialIntegrationCell)的发展情况。商业集成单元是一个平台,能让太空领域的私营企业与国防部门实现信息共享。这些信息可能来自观测卫星获取的图像,也可能从商业资产所遭受的电磁干扰中间接获得。

与商业企业(commercialindustry)的其他合作伙伴关系也在扩展美国军方的轨道利用能力。空军研究实验室最近向一家位于加利福尼亚的太空初创公司授予了一份重要合同,旨在开发轨道仓库。这些仓库设计用于在轨道上存储货物,并在30分钟内将货物部署到地球表面的任何地方。

尽管这种货物的具体性质及其预期用户仍未明确,但这些发展突显了太空商业活动和军事行动之间日益难以区分的作用。这种双重用途的特性代表了现代轨道冲突的灰色地带,民用资产与军事能力融为一体。

卫星困境与隐形较量:轨道战的独特挑战

与地球上的战斗不同,太空带来的挑战既是技术性的,也是战略性的。卫星无法轻易躲避攻击。它们的运动受物理定律支配,即使是微小的调整也需要精确和能量。做出反应性动作不仅困难,而且往往根本无法做到。

这些挑战意味着今天的轨道冲突以更为隐蔽的方式进行。最近一场涉及美国国防部、国务院、美国国家航空航天局(NASA)以及情报部门的高级官员的太空兵棋推演显示,卫星可以被重新定位,以阻挡对手进入关键的轨道位置。通信信号可以在不留下任何痕迹的情况下被干扰。地球上的外交行动改变了太空中的联盟关系和资源获取途径。实力不再取决于压倒性的武力 —— 而是在于打持久战,不动声色地部署资产,并利用有关商业、探索和太空战略伙伴关系的国际协议,在冲突爆发前塑造战场态势。随着太空对国家安全和经济稳定变得愈发关键,轨道冲突的形态正逐渐明朗。明天的太空战争不像昨天地球上的战争那样黑白分明。太空是一个灰色地带,在公开行动之前,胜负就已见分晓。在这个舞台上,巧妙行事就是力量,占据主导地位意味着在对手还没意识到游戏开始之前,就已洞悉全局。

兵棋推演中,中国的角色扮演者成功地向美国及其盟友提出了一个难以找到可行解决方案的问题——他们通过悄无声息地将民用航天器部署到可能威胁美国军用定位、导航、授时或通信卫星的轨道上。随后,他们又迅速发射低成本且可一次性使用的“护卫(bodyguard)”卫星,加强自身防御,保护己方资产免受报复性威胁。在兵棋推演中,这一切都是打着和平利用太空的幌子进行的,这些行动距离宣战就像地球同步轨道离地球表面一样遥远。

问题的关键就在于:被认定为敌对国家的敌意行为,可能要到局面完全布置好、结果已无法改变时才会被察觉,这是一种既成事实,早在最初的迹象显现数周前就已启动。

AI赋能轨道战:突破“灰色迷雾”的关键力量

目前,美国太空军正在测试一款名为R2C2(Rapid and Resilient Command and Control,快速弹性指挥与控制)的新型人工智能软件。该软件旨在实现威胁探测、数据收集与整理以及卫星日常运行的自动化。随着卫星与操作员的比例持续快速增长,这种自动化可以处理传统上委托给人类操作员的部分工作。

太空作战部长萨尔茨曼将军表示:“我们获取了足够的数据——但数据量如此之大,以至于我们的分析师无论如何都感到不堪重负。机器能够收集所有数据、处理数据,并告诉分析师哪些是高优先级的,并以一种他们能够做出所需决策的方式构建这些数据——我认为这方面很适合利用软件工程和人工智能。”

在轨道卫星上搭载人工智能软件,还将对地面上的军事行动产生影响。通过实时处理卫星图像,人工智能能够快速区分日常生活模式和军事活动迹象,例如部队的集结或部署。曾经需要CORONA系统花费数天时间分析的任务,现在可以在几秒钟内完成,从而以前所未有的速度为决策者提供可操作的情报。

但美国并不是唯一在轨道领域利用人工智能作为战术力量倍增器的国家。中国国家航天局(China National Space Administration)在发展追踪太空碎片能力的同时,也在开发自主的人工智能驱动的卫星图像分析技术。这突显了太空系统的双重用途特性:设计用于监测碎片轨道遥测(orbital telemetry of debris)数据的人工智能同样可以轻松用于跟踪太空中的其他物体,无论它们是友方还是敌方。

五角大楼关于“中华人民共和国军事与安全发展(Military and Security Developments Involving the People's Republic of China)”的年度报告最新版强调指出,中国正在将人工智能系统与侦察卫星数据相结合,用于跟踪地面部队并增强高精度导弹的打击能力。

人工智能技术正在从根本上改变太空作战的规则和方式,同时也引发了关于美国及其盟友如何在这个快速发展的领域中保持优势的问题。将人工智能融入太空作战是一个机遇,但要抓住这个机遇,就需要不断创新和保持警惕。鉴于像中国这样的竞争对手也在同步取得进展,太空领域的人工智能优势之争与轨道控制权的争夺同样关键。

新太空竞赛:轨道霸权背后的技术与战略角逐

太空战的历史在很多方面昭示着其未来的发展走向。几十年前,美国和苏联不断对基于地球的军事技术进行改造,使其能够在太空领域发挥作用。如今,美国和中国正在开发专门用于轨道战的新技术,以对地球产生影响。

然而,他们并不是在独自开发这些技术。与他们并肩作战的是一支日益壮大的私营航天公司队伍,这些公司正在推进双重用途技术迅猛发展。一方面,它们提供迎合民用客户需求的创新技术;另一方面,他们拥有可以在需要时迅速进行军事动员的技术和资源,随时准备投入服务以支持其本国或盟国政府。

轨道战的实施条件与地球上的任何环境都不相同。操控卫星面临诸多挑战,而且可能随之而来的升级风险催生了一种新型冲突——这种冲突以精心的定位、模糊的意图和先发制人的行动为特征,而这些行动往往不会被察觉,到被发现时则为时已晚。在这个灰色地带,成功并不取决于兵力比例或爆炸性武器;而在于远见卓识、精准度以及在不发生对抗的情况下占据主导地位的能力。

参考文献:

【1】Space as a Gray Zone: The Future of Orbital Warfare,https://mwi.westpoint.edu/space-as-a-gray-zone-the-future-of-orbital-warfare/.

【2】“更是为了坚守底线”所指的底线是确保自身国家安全,防止遭受无法承受的核打击,避免因敌方突然袭击而丧失还手之力,维持一种恐怖平衡的态势。

【3】1967年《外层空间条约》制定时的国际政治背景和技术水平与今天大不相同。当时的国际社会主要基于传统战争模式(如正式宣战和大规模常规部队对抗)来设想太空冲突的可能性。然而,随着技术的发展和国际格局的变化,现代太空冲突更可能以“灰色地带”行动的形式出现,例如网络攻击、电子干扰或非动能武器使用,这些行动往往隐蔽且无需正式宣战。因此,条约的许多条款在应对当今和未来复杂的太空安全挑战时显得力不从心。现代太空冲突的模糊性和复杂性,正是当前国际社会需要重新思考和应对的关键问题(译者注)。

【4】动能措施会产生实际的物理破坏,像产生太空碎片等,这些破坏在物理层面是比较直观和可测量的;非动能措施,如网络攻击、信号干扰等,主要是对电子系统、信号传输等产生影响,在物理层面上没有像动能攻击那样直接的物理破坏,其影响更多是通过电子设备的运行状态、信号强度等物理参数来间接测量,在从物理角度进行测量时,所呈现出的影响程度是不一样的(译者注)。

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