Jak stoczyć wojnę w kosmosie (i uciec z nią)

Ilustracja pocisku w kosmosie Nick Mały

W marcu Indie stały się dopiero czwartym krajem na świecie – po Rosji, USA i Chinach – które z powodzeniem zniszczyło satelitę na orbicie. Misja Shakti, jak ją nazywano, była demonstracją broni antysatelitarnej bezpośredniego wznoszenia (ASAT) – lub w prostym języku angielskim, pocisku wystrzeliwanego z ziemi. Zazwyczaj ten typ ASAT ma pojazd zabijający, zasadniczo kawałek metalu z własnym systemem naprowadzania, zamontowany na szczycie pocisku balistycznego. Krótko po tym, jak pocisk opuści atmosferę, pojazd zabijający odczepia się od niego i dokonuje niewielkich korekt kursu, gdy zbliża się do celu. Nie są potrzebne żadne materiały wybuchowe; przy prędkościach orbitalnych energia kinetyczna powoduje szkody.

Pomysł zestrzeliwania satelitów istnieje tak długo, jak satelity. Pierwszy (nieudany) test ASAT przeprowadzony przez Stany Zjednoczone odbył się w 1958 r., niecały rok po uruchomieniu Sputnik . Podczas zimnej wojny zarówno Stany Zjednoczone, jak i Sowieci opracowali wyrafinowaną broń antysatelitarną. Stany Zjednoczone miały pociski, które można było wystrzelić z myśliwców (przetestowane pomyślnie w 1985 r.), a także pociski z końcówkami nuklearnymi zdolne do unicestwiania satelitów wroga. Pierwszy udany chiński test ASAT odbył się w 2007 roku.

Ataki komputerowe: Satelity to komputery, które akurat znajdują się w kosmosie, więc są podatne na ataki, które je wyłączają lub przechwytują, podobnie jak ich naziemni rówieśnicy.

Ta historia była częścią naszego wydania z lipca 2019 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Pomimo pozowania, żaden naród nie zniszczył jeszcze innego satelity – głównie dlatego, że większość krajów, które mogą to zrobić, to również mocarstwa nuklearne. Ale w miarę jak satelity stają się coraz bardziej powiązane z każdym aspektem życia cywilnego i operacji wojskowych, wzrastają szanse, że ktoś gdzieś zdecyduje, że zaatakowanie satelity jest warte ryzyka – i prawdopodobnie wywoła pierwszą na świecie pełną wojnę kosmiczną.

Przynajmniej w pewnym sensie supermocarstwa prowadzą wojnę kosmiczną niemal od czasów Sputnik , wykorzystując satelity do szpiegowania ruchów wroga i koordynowania własnych sił. Podczas zimnej wojny Stany Zjednoczone i Sowieci wykorzystywali przestrzeń kosmiczną do obserwowania nadchodzących ataków nuklearnych i organizowania broni jądrowej. Była to epoka, w której pierwszy ruch w kosmosie mógł być jedynie wstępem do ataku nuklearnego.

Obecnie znacznie więcej infrastruktury cywilnej opiera się na GPS i łączności satelitarnej, więc ataki na nie mogą doprowadzić do chaosu. Wojsko również bardziej opiera się na satelitach: dane i przekazy wideo dla uzbrojonych bezzałogowych statków powietrznych, takich jak drony Reaper, które armia amerykańska latała nad Afganistanem i Irakiem, są wysyłane przez satelitę do ich operatorów. Dane wywiadowcze i obrazy są również gromadzone przez satelity i przesyłane do centrów operacyjnych na całym świecie. W ocenie chińskich analityków przestrzeń kosmiczną wykorzystuje nawet 90% wywiadu wojskowego USA. Kiedy ludzie patrzą na wojnę w kosmosie, myślą o tym, że wydarzy się w przyszłości i [myślą], że będzie to kataklizm. Ale to się dzieje teraz, mówi Victoria Samson, dyrektor biura w Waszyngtonie w Secure World Foundation.

Kosmos jest tak nieodłączny od tego, jak zaawansowani wojskowi walczą na ziemi, że atak na satelitę nie musi już sygnalizować strzału otwierającego nuklearną apokalipsę. W rezultacie odstraszanie w kosmosie jest mniej pewne niż podczas zimnej wojny, mówi Todd Harrison, który kieruje projektem bezpieczeństwa lotniczego w CSIS, think tanku w Waszyngtonie. Aktorzy niepaństwowi, a także mniejsze potęgi, takie jak Korea Północna i Iran, również uzyskują dostęp do broni, która może wykrwawić nosy znacznie większym narodom w kosmosie.

Podszywanie się: Podszywanie się pod satelity przeciwników jest zwykle trudniejsze niż zagłuszanie sygnału, ale łatwiejsze niż przejmowanie satelitów — z podobnymi efektami.

Niekoniecznie oznacza to wysadzenie satelitów. Mniej agresywne metody zazwyczaj obejmują cyberataki mające na celu zakłócanie przepływu danych między satelitami a stacjami naziemnymi. Uważa się, że niektórzy hakerzy już to zrobili.

Na przykład w 2008 roku cyberatak na stację naziemną w Norwegii pozwolił komuś spowodować 12-minutową interferencję z satelitami Landsat NASA. Później w tym samym roku hakerzy uzyskali dostęp do satelity obserwacyjnego Terra Earth NASA i zrobili wszystko oprócz wydawania poleceń. Nie jest jasne, czy mogli to zrobić, ale postanowili tego nie robić. Nie jest też jasne, kto stał za atakiem, chociaż niektórzy komentatorzy wskazywali wówczas palcem na Chiny. Eksperci ostrzegają, że hakerzy mogą wyłączyć komunikację satelity, czyniąc go bezużytecznym. Mogą też trwale go uszkodzić, wypalając cały gaz pędny lub kierując czujnik obrazowania na słońce, aby go wypalić.

Innym powszechnym sposobem ataku jest blokowanie lub fałszowanie sygnałów satelitarnych. Nie ma w tym nic nadzwyczajnego: to łatwiejsze niż hakowanie, a cały wymagany sprzęt jest dostępny w handlu.

Zagłuszacze, często montowane z tyłu ciężarówek, działają na tej samej częstotliwości, co GPS lub inne systemy komunikacji satelitarnej, blokując ich sygnały. Zasadniczo rzucają bańkę wokół zakłócacza, w którym sygnały satelitarne nie działają, mówi Brian Weeden, ekspert ds. Polityki kosmicznej również w Secure World Foundation. Zagłuszanie może zakłócać sygnał poleceń przesyłany ze stacji bazowej do satelity lub zakłócać sygnał, zanim dotrze on do użytkowników końcowych.

Zagłuszacze: Wiele satelitów zbudowano bez szczególnej troski o zagłuszanie, więc ich sygnały mogą łatwo zostać przytłoczone przez złośliwe transmisje.

Istnieją poważne podejrzenia, że ​​Rosja zagłuszała sygnały GPS podczas ćwiczeń NATO w Norwegii i Finlandii oraz stosowała podobną taktykę w innych konfliktach. Rosja bezwzględnie atakuje systemy kosmiczne za pomocą zakłócaczy na całej Ukrainie, mówi Weeden. Zagłuszanie jest trudne do odróżnienia od niezamierzonej ingerencji, co utrudnia atrybucję (amerykańskie wojsko regularnie przez przypadek blokuje własne satelity komunikacyjne). Niedawny raport amerykańskiej Agencji Wywiadu Obronnego (DIA) twierdzi, że Chiny opracowują obecnie zagłuszacze, które mogą atakować szeroki zakres częstotliwości, w tym wojskowe pasma komunikacyjne. Uważa się, że Korea Północna kupiła zagłuszacze od Rosji, a grupy rebeliantów w Iraku i Afganistanie również z nich korzystały.

Tymczasem fałszowanie emituje fałszywy sygnał, który oszukuje GPS lub inne odbiorniki satelitarne na ziemi. Znowu jest to zaskakująco łatwe. Latem 2013 roku niektórzy studenci z University of Texas użyli urządzenia wielkości aktówki, by sfałszować sygnał GPS i sprawić, że prywatny jacht o wartości 80 milionów dolarów zboczył o setki metrów z kursu na Morzu Śródziemnym. Ich exploit nie został wykryty (później sami go ogłosili). Rosja wydaje się również wykorzystywać spoofing jako sposób na ochronę krytycznej infrastruktury – a może nawet samego prezydenta Władimira Putina, gdy się porusza, chroniąc go przed potencjalnymi zamachami z użyciem dronów, ukrywając jego lokalizację.

Zagłuszanie i podszywanie się może zasiać w umyśle wroga wątpliwości, czy w razie potrzeby może ufać własnemu sprzętowi, nie tylko trudno go przypiąć, ale też trudno go przypiąć. Procesy można również wyłączyć w dowolnym momencie, co jeszcze bardziej utrudnia atrybucję.

Ale czasami ktoś może chcieć sparaliżować satelitę. Właśnie tam wkraczają lasery.

Żaden naród nie może jeszcze umieścić w kosmosie laserów, które dosłownie zestrzeliwują satelity. Generowanie wystarczającej mocy dla takich laserów jest trudne, niezależnie od tego, czy używa się elektryczności, czy chemikaliów.

Lasery: Wysadzenie satelity laserem jest trudne, ale chwilowe zaślepienie jego czujników jest dużo łatwiejsze. To może się już dziać.

Jednak lasery o dużej mocy mogą teoretycznie być wystrzeliwane ze stacji naziemnych lub montowane na samolotach. Wszystkie główne mocarstwa kosmiczne przeznaczyły fundusze na badania nad taką bronią. Nie ma dowodów na to, że ktokolwiek używał laserów do niszczenia celów w kosmosie, chociaż lasery pokładowe zostały przetestowane pod kątem pocisków znajdujących się w atmosferze. Raport DIA sugeruje, że Chiny będą miały naziemny laser, który może zniszczyć czujniki optyczne satelity na niskiej orbicie okołoziemskiej już w przyszłym roku (a do połowy lat 20. będzie w stanie uszkodzić strukturę satelity). . Ogólnie rzecz biorąc, celem laserów nie jest wystrzelenie satelity z nieba, ale przytłoczenie jego czujnika obrazu, aby nie mógł fotografować wrażliwych lokalizacji. Uszkodzenie może być tymczasowe, chyba że laser jest wystarczająco silny, aby uczynić go trwałym.

Lasery muszą być bardzo precyzyjnie wycelowane, a do prawidłowego działania wymagają złożonej optyki adaptacyjnej, aby zrekompensować zakłócenia atmosferyczne, podobnie jak robią to niektóre duże teleskopy naziemne. Jednak istnieją pewne dowody, wszystkie niepotwierdzone i zdecydowanie możliwe do zaprzeczenia, że ​​są one już wykorzystywane. W 2006 roku urzędnicy amerykańscy twierdzili, że Chiny celują laserami w amerykańskie satelity obrazujące przelatujące nad terytorium Chin.

To się dzieje cały czas na tak niskim poziomie, mówi Harrison. To bardziej agresja szarej strefy. Kraje przesuwają granice akceptowanego zachowania i kwestionują normy. Pozostają poniżej progu konfliktu.

W listopadzie 2016 roku Commercial Spaceflight Center w firmie lotniczej AGI zauważył coś dziwnego. Krótko po wystrzeleniu chiński satelita, rzekomo zaprojektowany do testowania wysokowydajnych ogniw słonecznych i nowych materiałów pędnych, zaczął zbliżać się do kilku innych chińskich satelitów komunikacyjnych, pozostając na orbicie w ich pobliżu, zanim ruszył dalej. Zbliżył się na kilka mil od pierwszej — niebezpiecznie blisko w kosmosie. Odwiedził innych w 2017 i 2018 roku. Inny chiński satelita, wystrzelony w grudniu zeszłego roku, wystrzelił drugi obiekt, gdy osiągnął orbitę geostacjonarną, która wydawała się być pod niezależną kontrolą.

Podejrzewa się, że Chiny ćwiczą przed czymś znanym jako atak koorbitalny, w którym obiekt jest wysyłany na orbitę w pobliżu docelowego satelity, manewruje się na pozycji, a następnie czeka na rozkaz. Takie ćwiczenia mogą mieć mniej agresywne cele — być może sprawdzanie innych satelitów albo ich naprawę lub utylizację. Ale koorbitacja może być również wykorzystywana do blokowania lub szpiegowania danych z satelitów wroga, a nawet do fizycznego ich atakowania.

Rosja również bawi się na orbicie geostacjonarnej. Jeden z jego satelitów, Olymp-K, zaczął się regularnie poruszać, w pewnym momencie wchodząc między dwa komercyjne satelity Intelsat. Innym razem zbliżył się tak blisko do francusko-włoskiego satelity wojskowego, że rząd francuski nazwał to aktem szpiegostwa. Podobnie Stany Zjednoczone przetestowały szereg małych satelitów, które mogą manewrować w kosmosie.

Jako dominujący gracz w kosmosie od dziesięcioleci, Stany Zjednoczone mają teraz najwięcej do stracenia. Raport DIA wskazuje, że zarówno Chiny, jak i Rosja zreorganizowały swoje siły zbrojne, aby nadać wojnie kosmicznej znacznie bardziej centralną rolę. (Ożywienie idei sił kosmicznych przez prezydenta Donalda Trumpa, choć bardzo wyśmiewane, może zwiększyć ich znaczenie w myśleniu wojskowym.) Wśród amerykańskich wojskowych istnieją obawy, że Stany Zjednoczone straciły przewagę. Rosja i Chiny robią postępy w rozwoju systemów przeciwprzestrzeni szybciej niż chronimy nasze satelity, co czyni nas coraz bardziej podatnymi na ataki w kosmosie, mówi Harrison.

W odpowiedzi armia amerykańska zaczyna utrudniać znajdowanie i atakowanie satelitów. Na przykład NTS-3, nowy eksperymentalny satelita GPS, którego wystrzelenie zaplanowano na 2022 r., będzie miał programowalne, sterowalne anteny, które będą mogły nadawać z większą mocą, aby przeciwdziałać zacięciom. Został zaprojektowany tak, aby pozostawał dokładny, nawet jeśli utraci połączenie z kontrolerami naziemnymi, i wykrywa próby zagłuszania sygnału.

Innym rozwiązaniem jest nie tylko zwiększenie odporności pojedynczych satelitów, ale wykorzystanie konstelacji, w których żaden satelita nie jest tak ważny. Takie jest myślenie stojące za Blackjack, nowym programem DARPA mającym na celu stworzenie taniej sieci wojskowych satelitów komunikacyjnych na niskiej orbicie okołoziemskiej.

Atak współorbitalny: Tankowanie i naprawianie satelitów brzmi jak dobre pomysły. Ale jeśli możesz krążyć blisko satelity, możesz zagrozić mu atakiem z zaskoczenia.

Takie konstelacje mogą być również wykorzystywane do kontrolowania broni jądrowej, powiedział generał John Hyten, szef amerykańskiego dowództwa strategicznego, podczas Krajowego Sympozjum Kosmicznego w kwietniu. Zamiast polegać na wzmocnionych łączach komunikacyjnych, powiedział, dowództwo i kontrola jądrowa musi mieć prawie nieskończoną liczbę ścieżek, które przechodzą przez każdy element przestrzeni: wzmocnioną przestrzeń wojskową, przestrzeń komercyjną, różne rodzaje połączeń… aby przeciwnik nigdy nie mógł dowiedzieć się, jak wiadomość przechodzi.

Traktat o przestrzeni kosmicznej z 1967 r. zakazuje broni masowego rażenia w kosmosie lub na ciałach niebieskich, takich jak Księżyc. Zakazuje również baz wojskowych, instalacji i fortyfikacji na ciałach niebieskich, ale nie na orbicie okołoziemskiej. Główne państwa zajmujące się podróżami w kosmos ratyfikowały traktat dawno temu, ale ambicje traktatu dotyczące skodyfikowania pokojowego wykorzystania przestrzeni kosmicznej wydają się coraz bardziej odległe, ponieważ jastrzębia retoryka i działania stają się coraz bardziej powszechne.

ONZ przez dziesięciolecia próbowała skłonić narody, aby zgodziły się nie uzbrajać przestrzeni kosmicznej. Przedstawiciele ponad 25 krajów spotkali się na zamkniętym spotkaniu w Genewie w marcu, aby omówić nowy traktat. Hitoshi Nasu, prawnik zajmujący się przestrzenią kosmiczną z University of Exeter w Wielkiej Brytanii, który współpracuje z kolegami nad opracowaniem przewodnika na temat tego, w jaki sposób prawo międzynarodowe stosuje się do kosmosu, stanowi podstawową trudność w przełamaniu impasu.

Ale tak jak w czasach zimnej wojny, jedynym sposobem na powstrzymanie konfliktu w kosmosie jest silne zasygnalizowanie, że chcesz i jesteś w stanie go przeprowadzić, mówi Harrison: Dziś nie jesteśmy odpowiednio przygotowani na taki konflikt, a nasz brak przygotowania osłabia odstraszanie i zwiększa prawdopodobieństwo konfliktu w kosmosie.

ukryć