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太空新聞 馬斯克火箭撞向月球與中國實踐21號衛星「清道...

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發表於 2022-1-27 23:44:24 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
世界首富埃隆馬斯克的太空探索公司發射的一枚火箭正在向月球墜落和中國的實踐21號衛星被發現在清理太空垃圾,是兩條來自太空的重磅新聞。

兩條太空新聞同時出現,顯示人類在外太空的活動範圍越深越廣越頻繁,與地球上的生活越來越有關係了。

獵鷹9號
馬斯克的獵鷹9號助推器(The Falcon 9)於2015年在美國佛羅里達發射,但在完成任務後,它沒有足夠的燃料返回地球,而是留在太空中。

據預計,獵鷹9號將在3月4日墜落在月球。

哈佛大學史密森天體物理學中心(Harvard-Smithsonian Center)的天體物理學家喬納森·麥克道爾(Jonathan McDowell)向英國廣播公司BBC表示,這將是第一次為人所知的不受控制的火箭撞向月球。

但他表示,這次墜毀爆炸只會造成輕微的影響。

太空垃圾
七年前,這枚火箭在完成了將一顆太空氣象衛星送上百萬英里的任務後被遺棄在高空軌道上。

它是馬斯克的太空探索計劃SpaceX的一部分,而這家商業公司的最終目標是讓人類在其他星球上生活。

麥克道爾教授解釋說,自2015年以來,獵鷹9號火箭被地球、月球和太陽的不同引力所牽引,路徑相當「混亂」。

「它早就死了,現在(撞向月球)只是遵循引力定律而已。」

實際上獵鷹9號死亡後,成為太空中數以百萬計的垃圾中的一份子。這些太空垃圾都是在執行完成任務後被丟棄在太空中的機器,耗盡了燃料無法返回地球。

麥克道爾教授說:「幾十年來,也許有50個大型物體,我們已經完全看不到它們的下落。所以火箭墜向月球這種情況以前可能已經發生了很多次,我們只是沒有注意到而已。但這將是第一個被確認的個案。」

獵鷹9號撞向月球將會是一種怎樣的場景呢?

據麥克道爾教授介紹:「簡單而言就是獵鷹9號這個重約四噸的空金屬罐,後面有一個火箭發動機。你可以想象一下把它以每小時5000英里的速度向月亮這塊大石頭砸過去,月亮肯定不喜歡啊。」

                               
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2021年10月24日,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,將實踐二十一號衛星發射升空。

太空問題
獵鷹9號將在月球表面留下一個小型的人工隕石坑。

2009年,麥克道爾教授和其他天文學家進行過一項實驗,將一個類似大小的火箭撞向月球。傳感器收集了碰撞的證據用來研究火山口。

麥克道爾教授解釋說,雖然現在任由太空碎片漂浮和偶爾墜落不會產生什麼後果,但將來卻可能會有嚴重後果。

「如果人類未來在月球上設有城市和基地,我們想知道太空裏有什麼垃圾。因此趁現在太空中還沒什麼人類交通的時候,把這些垃圾碎片整理起來要容易得多,最後不要等到它成為問題的時候。」

中國實踐21號衛星
就在科學家預測太空火箭墜入月球的同時,美國「突發防務」(Breaking Defense)網站1月26日報道,根據商業空間監測公司ExoAnalytic Solutions的一項新分析,中國的實踐21號 衛星「似乎正在發揮太空拖船的作用」,將一顆失效的北斗導航衛星從擁擠的地球同步軌道(GEO)上拖離。

中國官媒《環球時報》隨即報道稱,「中國衛星的一個動作被美國盯上了」。

備受外界關注的中國實踐21號衛星在2021年10月24日發射,中國官方新華社當天報道稱「實踐21號衛星主要用於空間碎片減緩技術試驗驗證」。

這與美國注意到的實踐21號衛星的最新動作相吻合。

實際上,在中國媒體中,實踐21號被冠上了「太空清道夫」和「衛星保鏢」等名稱。甚至還有人期待有朝一日,實踐21號衛星能將中國廢棄在太空有歷史意義的衛星送回地球。

據美國空軍大學(Air University)發表的研究報告,實踐21號衛星被認為是中國版的研發「在軌服務、組裝、製造任務」(OSAM)項目中的一顆實驗衛星。OSAM是美國美國國家航空航天局(NASA)的重要項目之一。
 樓主| 發表於 2022-1-27 23:56:56 | 顯示全部樓層

太空競爭前景預測 爆發戰爭的可能性以及對地球的影響

2021年11月,俄羅斯從地面發射導彈摧毀了一顆報廢經年的前蘇聯間諜衛星,震驚了世界。

試驗反衛星導彈,俄羅斯並不是第一個國家。美國和中國都在多年前已經成功做過。為什這次俄羅斯如此惹人關注?

BBC 國際台「調查」節目請來四位專家從多方面探討,國際間太空競爭風起雲湧之際,人類距離太空戰爭還有多遠?有什麼辦法避免太空衝突?

衛星碎片
1982年9月16日,蘇聯陣營與美國為首的西方盟國冷戰正酣之際,蘇聯發射了一顆代號「宇宙1408」(Kosmos-1408)的低軌間諜衛星。

在運行了大約兩年時間後,1984年這顆衛星停止了工作。從那以後,它一直繼續圍繞地球毫無意義地旋轉,像宇宙間無數的塵埃一樣,雖有人還記得它的存在,卻少有人想起。

然而,2021年11月15日,作為俄羅斯反衛星導彈試驗的一部分,這顆衛星被直升式「努多爾」(Nudol)反衛星導彈摧毀。

美國太空司令部發表聲明譴責俄羅斯衛星「碎片在低環地軌道散落」、「無視太空安全」,「加大了美國及其盟友利用太空的難度,破壞了戰略穩定,帶來了威脅」。

實際上,反衛星導彈技術的研發在國際間早有先例。美國曾在1985年試驗過戰機發射導彈摧毀衛星,也曾在2008年發射艦載導彈摧毀衛星;中國也自2007年1月11日在西昌衛星發射中心發射了一枚反衛星導彈,擊毀了已報廢的「風雲一號」氣象衛星。

據中國官方媒體引述軍方人士表示,中國的反衛星導彈全面覆蓋「低、中、高軌道」,「人造衛星基本都處於我國反衛星導彈的打擊範圍」,標誌中國技術「已進入世界一流水平」。

那麼,俄羅斯此舉為何如此犯忌?國際間對太空領域的任何活動又有什麼法律監管和限制?有反衛星能力的國家,有朝一日會不會將導彈對凖其他國家的衛星?而那些活躍在地球上空遙遠距離的衛星一旦成為敵對國家的打擊目標,普通人的日常生活將受到多大的影響?

太空亂局
如今地球上的日常生活與外太空有多大的關係,這或許是很多人沒有意識到的問題。首先,它是金額龐大的經濟體,總數高達萬億美元,所以它不再是一個科學和軍事的小角落。它真的是人類方方面面生活的一部分,也是我們社會基礎設施持續發展的一部分。

喬納森·麥克道爾(Jonathan McDowell)是哈佛大學史密森天體物理學中心(Harvard-Smithsonian Center)的天體物理學家。

他說,許多人想象中的太空是空曠無垠安靜得令人害怕的地方,但實際情況卻並非如此。在距離地球幾百公里的外太空,大約有5000顆衛星正以令人難以置信的速度呼嘯而過。

「所有的物體都在以每小時17000英里的速度飛行,並且朝著不同的方向。因此,外太空實際有點像一個巨大的挪車棋(dodgems )遊戲,參加者用難以置信的高速彼此躲避。」

正因為航天器必須以這麼快的速度運行才能保持在軌道上,這意味著如國際空間站這樣的衛星,大約每隔一個半小時就能環繞地球一圈,每天繞地球共16圈。

但是這些數以千計的航天器都在那裏做什麼呢?

麥克道爾介紹說:「衛星最常見的用途是各種通訊,可能是廣播電視,轉接電話或互聯網,也轉接物聯網設備等數據,或者人們家中的智能設備。還有天氣預報和導航。當然,每個人都使用定位導航,我們掌握的有關氣候變化的很多信息都來自於衛星,因為它可以對地球進行全方位觀測。」

如此說來,在我們地球外的空間漂浮著海量的的技術。那麼,這些技術都歸誰所有呢?

據麥克道爾介紹,以前這些技術都是各國政府掌握,現在越來越多的是商業公司有了所有權。

「過去在冷戰時期,地球軌道上的衛星幾乎都是美國和蘇聯政府的。但現在已經完全改變了。現在活躍在太空的,有幾十個國家,還有很多商業實體。就在過去的幾年裏,太空中的商業活動已經開始主導政府活動,從大型成熟的航空航天公司到大量的初創公司、大學等等。」

那麼,如此多的衛星難道就不會彼此糾纏,相互干擾嗎?在外太空的所有活動有無監管?誰來監管呢?

麥克道爾說:「監管非常鬆散。為了避免無線電信號相互干擾,對太空無線電頻率的使用監管很多。但是在地球軌道的使用方面,基本是想怎麼做就怎麼做。所以太空並不像一條漂亮的高速公路,所有汽車在同一個方向奔馳,而是各走各的,高度不同,方向不同,速度飛快。大多數情況下,避免相互碰撞依靠的是空間很大這一事實。而這一點正在變成一個問題。」

擁堵天外

                               
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美國宇航員阿姆斯特朗登月,說了一句至今為人所知的名言:這是我的一小步,卻是人類的一大步。

難以想象廣袤無垠的太空正在像地面公路一樣變得擁堵。這也就意謂著各方都在努力避免碰撞。

麥克道爾說,現在衛星運營商越來越頻繁地從負責跟蹤衛星的人那裏收到警告:「啊你明天可能會撞上另一顆衛星,所以你最好做一個躲避動作。而這在以前是非常罕見的,現在變得非常普遍。如果說太空自成體系的話,那麼在太空究竟能容納多少顆衛星這個問題上,這個體系已經開始有壓力了。」

除了衛星彼此可能相互碰撞之外,還可能撞上其他東西,如太空垃圾或被廢棄的航天器殘留下來的碎片。這些大部分都可以測繪出來以免撞上。

但麥克道爾說,俄羅斯在2021年11月摧毀宇宙1408衛星時,在國際空間站軌道令人擔心的近距離內留下了一團碎片雲。

「每隔93分鐘,國際空間站的地面控制中心就向空間站上的宇航員發出信號說,伙計們,你們很快要再次穿過碎片雲。最好關閉艙門求天保佑。碎片大致可能出現的範圍是知道的,但做不到精確的預測,所以無法避免。這就是為什麼它非常危險的原因。」

如果一個國家摧毀自己的衛星就能造成如此麻煩的話,那麼敵人的蓄意破壞可能造成的潛在危險應該更大,特別是在衛星對我們的日常生活已經變得如此重要的時代。

據麥克道爾預測,太空爆發戰爭的可能性不僅存在,而且可能性相當大。「自從人類探索太空以來,太空中就一直有軍隊的存在,但他們大多沒有發射武器。他們一直在發射間諜衛星和通信衛星以支持地球上的軍事行動。但越來越多的軍隊,包括美國軍隊,都在談論在太空中的衝突問題。如果我們在地球上發生衝突,因為地球上的軍事力量如此依賴他們在太空的資產,衝突可能就會蔓延到太空。問題是,如果他們真的發生太空衝突,武器交火產生更多的太空碎片的話,那麼外層空間可能就徹底地誰也用不了。」

這當然是人們的擔憂。太空中的爭吵可能對許多人的生活產生影響,因為它有可能擾亂日常通信。但這並不是未來可能會突然出現的風險,而是已經存在的風險。

軌道衝突
在諮詢公司弗雷澤·納什(Fraser Nash)的空間戰略負責人亞歷山德拉·斯蒂金斯(Alexandra Stickings)看來,各國都有充分的理由考慮破壞彼此的太空行動。

「我看來這真的涉及到我們利用空間的問題,而且涉及到我們從空間獲得的支持地面行動的信息。因此,你會不擇手段防止對手獲得這些信息。」

而在太空搞破壞的方法很多,「從消滅衛星的反衛星導彈,到破壞全球衛星定位系統GPS,還有干擾衛星的光學傳感器,在它在短時間內失靈,等等。只要搞出任何形式的破壞,信息就受到延誤。」

除了這些惡意、蓄意的破壞活動,還有可能因為混亂而出現的意外事故。太空中,特別是地球低軌道上,擁擠是一個大問題。 那裏有數以千計的衛星和航天器,還有報廢的衛星、火箭等太空碎片。

如此一來,如何界定破壞是人為蓄意還是意外事故呢?出了問題該找誰來承擔責任?

斯蒂金斯說:「如果衛星有了故障,你不能輕易派人上去檢查。因此,首先要確定可能會是什麼導致了故障。然後,看是否有人故意而為。是有人蓄意破壞的嗎?要得出結論特別困難。在對衛星是否受到攻擊做出判斷時出現誤判的可能性,我覺得恰恰也正是特別讓人擔憂的方面。 」

儘管存在惡意破壞的潛在可能,但更加重要的是要牢記,在後冷戰時代,太空行動重在通過國家合作取得技術進步,而各國之間有一種強烈的願望來保持這種合作精神。

據斯蒂金斯介紹,國際合作和協作都在進行當中,「我們有國際空間站。我們有很多科學和研究任務是通過多邊國際合作。但是,太空畢竟是具戰略意義的軍事環境,都有不允許對手涉足太空的願望,所以緊張局勢也是存在的。」

法律規則
那麼,如何才能將緊張局勢保持在最低程度,保持太空中的和諧?

米歇爾·漢倫(Michelle Hanlon)是世界上為數不多的太空法律專業人士。作為美國密西西比大學的航空和空間法教授,米歇爾是非營利機構「為了月球利益」(For All Moonkind)的共同創始人和主席,該公司專注於保護人類在外層空間的文化遺產。 米歇爾同意其他幾位專家的看法,即俄羅斯摧毀自己的那顆衛星是一個轉折點。

「俄羅斯那麼做完全沒有必要。它產生的碎片使太空中的人類處於危險之中。你想象一下,本來就住在這個空間站裏飄來飄去,現在還不得不進入救生艇,在救生艇上坐上幾個小時,等著看自己的家是否會被碎片擊中。俄羅斯並不是第一個以這種方式測試反衛星導彈的國家。中國做過,美國做過,印度也做過。美國和印度還努力試圖減少他們測試產生的碎片。中國和俄羅斯則沒怎麼努力 。他們製造了巨大的碎片場。」

漢倫說,如果有的國家以為在地球上空數百公里的軌道上就讓使他們不受法律的約束,那就大錯特錯了。

「人們總以為太空是那種沒有法律或任何約束的野蠻地帶。但事實是,法律是關於人類之間的關係。因此,人類走到哪,哪裏就有法律。問題是,法律怎麼制定?而這正是太空律師們正在試圖搞清楚的問題。」

據漢倫教授介紹,現在還沒有一個成熟的太空法律框架,但有一個在1967年訂立的《外層空間條約》(Outer Space Treaty)。這是美國在太空進行有爭議的核試驗—— 海星 (Starfish Prime)試驗之後形成的。這個條約建立了一些基本規則,漢倫教授把它與八百年前英國制定的大憲章相提並論。

「在空間法圈子裏,我們把這個條約稱為空間法的大憲章(Magna Carta)。它提供了指導性原則。它並沒有規定你可以做什麼,不能做什麼。但它類似於我們作為人類、作為國家、作為主權國家對空間活動的思考,而大憲章的最根本原則就是所有人有對空間的使用和探索自由,空間是屬於全人類的,應該只用於和平目的。」

這聽起來沒有什麼具體規定,但卻非常明確地禁止某些事情。

漢倫教授說:「慶幸的是,太空規定之一就是,不得在太空軌道上或其他地方放置大規模毀滅性武器和核武器。這是1967年冷戰期間我們能夠達成最多共識的底線。這也是我們現在所討論的空間法的骨幹內容。」

警鐘響起
除了希望各國自己守規矩,空間法還有什麼其他呢?

「還有一點被稱為充分顧及或應有尊重(due regard)。空間法不會規定你不能如此,不能如彼,但它說任何人自己在太空活動時也要顧及到其他人的活動。我想把這稱為律師們的搖錢樹,因為充分顧及這個概念如此模糊,要斷定某人是否充分顧及他人的行動,律師們可以爭辯幾十年。」

儘管法倫對空間法框架相當模糊感到遺憾,但她對聯合國有一個旨在保護和平利用外太空的組織很有熱情。

聯合國和平利用外層空間委員會(The United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space) 成立於1959年,至2021年,已經有99個國家是這個委員會的成員國。

                               
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衛星對地球生活影響重大,最近湯加的海底火山爆發造成的影響在衛星圖片中一目了然。

法倫說,這樣一個委員會的存在非常重要,「在冷戰最緊張的時候,在我們有烏克蘭問題,中國問題的時候,委員會仍然在討論發生在太空的問題,討論太空軍事化、討論太空中的武器,等,會議氣氛也不總是友好,往往非常激烈。」

「但是我們仍然都在會議桌上,我覺得這一點特別重要。」

的確,太空不應該是衝突的場所,而更可以是國際合作的平台。 但就像地球上的法規一樣,利用太空的方式不斷演變,規範太空利用的規則也應該不斷更新。

對這一點,法倫作為太空法律方面的專家解釋了制定明確法規的歷史背景和現實需求:「自美國、蘇聯在1960年代進入太空以來,對外層空間的開發已經發生了巨大的變化。冷戰時期,只有蘇、美兩個超級大國進軍太空,現在除了有越來越多的國家研發航天技術,還有許多不屬於國家的商業實體也在開發太空。除此之外,太空的用途也增加了很多。越來越多人進入太空,太空旅遊業興起,日常生活依賴太空通訊、衛星定位、遙感數據。因此現在除了思考太空軍事化問題,還要思考如何保持太空和平,如何防止衝突、防止造成傷害的干擾。」

太空活動不應該走向衝突,這的確是最為關鍵的當務之急,也解釋了俄羅斯摧毀自家的衛星為何造成如此大的驚慌失措。

法倫說:「這就像讓我們警醒的鐘聲,因為那個試驗並不違法。沒有違反任何法律。我們可以長時間爭論它究竟有沒有對其他的太空活動表現出應有尊重,但我們不知道應有尊重究竟是什麼。這是國際社會的警鐘,要真正開始把太空活動的規則明確下來。也許,俄羅斯做這個實驗就是因為新的太空規定工作組還沒有開會制定規則,俄羅斯覺得在規則出台之前,有必要先證明自己。」

群雄逐鹿
《經濟學人》(The Economist)防衛安全事務編輯沙項克·約希(Shashank Joshi)說,在地球上看到的一些對數碼技術的攻擊,可能也會出現在太空。

「近年來,在網絡空間,我們已經看到了對電網、水利設施、平民生活的各個方面的攻擊。因此,太空戰爭的根源總是在地球和地面。凡是對戰鬥力造成影響,對一方產生有利作用的任何領域,都不能免於戰爭的影響。另一方出於某種動機總會想方設法讓它不能工作,讓對方無法使用。」

約希提及俄羅斯在烏克蘭邊境集結軍力衛星圖的例子。由於衛星圖像可以成為兵力調動的證據,他說,反空間能力雖然不是每天使用的明顯能力,但有人懷疑俄羅斯正在用這種能力阻止對有關圖像的收集工作。

「有一顆衛星叫哨兵1號( Sentinel 1)。這是一顆雷達衛星,它被用來收集烏克蘭周圍俄羅斯軍事陣地的圖像。有消息稱,俄羅斯一直在干擾該衛星的雷達回波,以阻止產生這些圖像。這表明俄羅斯反空間能力非常扎實。這本身就是一種太空戰的形式,而且它每天都在發生。它只是不像我們想象的那樣以為太空中的衝突非常戲劇化而已。」

與科幻電影中飛船相互追逐,導彈亂飛的太空戰畫面相比,地面干擾行動顯得毫無色彩和動感,但現實是,這種精密的攻擊可能造成更大的破壞。因此,一個國家在太空的硬件越多,就越容易受到攻擊。

「根據五角大樓自己的判斷,中國的太空能力與美國不相上下。也許在25年或20年前,中國方面在台灣或者其他範圍做的應該是屏蔽美國利用衛星對中國發動戰爭。但我們現在看到的是中國在建立自己的衛星鏈。例如,據美國國防部估計在2020年和2021年之間,中國偵察衛星數量增加了80多顆。這種增長很驚人。」

但約希說,軌道上衛星最多的國家並不是太空力量最強的。因為太空能力不強的國家可以從地球上擾亂太空的行動。

「像伊朗或朝鮮這樣的太空能力中等的國家本身可能沒有很多衛星,但他們也可以通過地面上的激光武器使衛星失靈或者干擾GPS信號的頻率,從而影響太空的軍力。因此,大國和其他國家在這方面都可以有所作為。但是對太空的影響力,限制其他國家如何使用太空的能力,都變得更加民主。像阿拉伯聯合酋長國這樣的國家有較大的太空計劃,所以他們希望在制訂衛星在軌道上避免衝突規則時有自己的發言權。」

防範戰爭
正如太空法律師法倫所說:目前有關太空行為規範的法律不足夠,需要制訂出更加具體的國際法則。

「在模棱兩可的問題上,有規則可循非常有用。譬如,應該界定衛星之間的最小距離應該是多少,這樣才不會對他方衛星靠近我方衛星的用意產生懷疑,因為靠得太近時,你很難判斷對方究竟是為了偵查監視還是為了發起攻擊而鎖定位置。搞清楚人們每天使用太空的規則,這樣一旦出現危機,你才能發現究竟有什麼反常。」

然而,因為本身的複雜性,要簽署此類太空協議可能需要幾年的時間。但《經濟學家》雜誌的約希說,避免衝突升級的動力和意願還是有的。

「在我看來太空戰爭的後果非常嚴重,太空中嚴重的破壞行為所產生的碎片將極大地影響普通人的生活,我認為太空戰爭初級階段將是有限度的攻擊,還可挽回後果的攻擊,如干擾衛星信號,使衛星失靈等,而不是直接炸毀。」

至於如何避免走向太空戰爭, 哈佛大學史密森天體物理學中心的天體物理學家喬納森·麥克道爾認為,現在可能正是採取行動的時候。

「必須對太空進行監管,對太空碎片的產生方式制定路徑,否則太空利用就會變得不可持續。我認為有機會懸崖勒馬回到以更和平的方式來利用外層空間。」
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