美国太空网络融合——表现及影响.pdf

第 44 卷第 3 期 国防科技 Vol.44,No.3 2023 年 6 月 NATIONAL DEFENSE TECHNOLOGY Jun.2023 收稿日期 2022-09-28 修回日期 2022-11-28 采用日期 2023-03-03 基金项目 军队科研基金（22109）作者简介 胡欣，男，副教授，硕士生导师，研究方向为国家安全；韦欣然，女，硕士研究生，研究方向为国际安全。美国太空网络融合表现及影响 胡 欣，韦欣然（国防科技大学国际关系学院，江苏南京 210039）摘要 美国太空网络融合问题发源自科技自然发展和美国战略运筹的交会，是美国强化新域新质作战力量的新探索。通过对美国太空网络融合的概念实质、推动因素、效果影响进行阐述，得到如下结论：未来美国太空网络融合将给世界带来军事与安全、经济与商业的全维联动冲击，给国际太空安全带来新的危机与挑战。面对这样的形势，中国应该注重威胁判断、顶层布局以及太空网络融合的军事、商业和技术运作，并在新情境下的国际太空安全治理中承担大国责任，贡献中国力量。关键词 美国太空战略；太空安全；网络安全 中图分类号 TP393;E864文献标志码 A文章编号 1671-4547(2023)03-0128-06 DOI：10.13943/j.issn 1671-4547.2023.03.17 引言 当前，航天技术和信息网络技术蓬勃发展，太空中的网络技术运用越来越普遍和频繁。在太空战或者有太空参与的战场空间中，不仅有航天器这类物理实体，还有网络、电磁信号等虚拟要素。各国围绕信息网络展开的网络攻防互动，造就了太空网络战场空间。美国历来注重开发新技术和新作战理念，并关注其作战应用。作为近年来开发的新作战理念，“太空网络融合”的实质是美国借鉴太空和网络在“太空网络战场空间”中紧密联系、相互配合的属性关系，继而将其延伸至战略层面的战略手段选择。本文讨论的“太空网络融合”有两层含义，第一是在太空网络战场空间中与太空网络攻防相关的内容，如威胁认知、对太空中网络攻防技术的研发、分类和应用等；第二是太空和 网络在技术层面的互补与融合。网络技术是太空的战略倍增器，太空也拓展了传统的网络通信能力。美国“太空网络融合”处处彰显其战略考量。1 推动美国太空网络融合的因素 1.1 科技发展的必然趋势 太空是物理概念上的实体空间，网络空间是逻辑概念上的虚拟空间。太空和网络在各自技术快速发展革新的同时，也在朝着满足人类发展和生活需求的方向不断进行融合。例如，卫星宽带通信设施凭借卫星互联网技术向全球用户提供广覆盖、大容量、低时延的信息传输服务1。近年来，低轨卫星互联网系统凭借其单点故障易解决、传播时延小、单星发射成本低、卫星制造周期短等优势，成为卫星互联网发展研制的重点项目。它的设计理念可视为 胡欣，等：美国太空网络融合表现及影响 129 分布式网络技术的航天器应用，即大量部署的卫星运用“容断网”和“太空路由器”等技术手段实现互联互通，在智能化算法的控制下相互配合，完成通信任务。同时，低轨卫星互联网还与5G、区块链、人工智能、量子计算等网络技术进一步融合，开发出更多更丰富的实践应用，挖掘太空网络深度融合的潜力。例如，5G网络较高的 传输速率不仅可以提升低轨星座系统的用户体验，还可拓宽态势感知范围，辅助指挥 决策2。此外，低轨卫星星座和云计算、人工智能等网络技术的融合，都具备较好的应用前景。综合来看，太空和网络融合的速度远超人们的想象和预设。虽然这种融合是悄然和顺畅的，但也产生了一些问题。在实际应用过程中，愈加多样和复杂的太空基础设施给网络攻击提供了更多的切入点，太空资产面临的网络安全威胁愈发严峻。对本国太空基础设施面临网络威胁的“被动式”应对和利用太空网络融合技术提升战略效能的“主动式”谋划，成为美国太空网络融合的两大主旨。1.2 优势缩小的担忧考量 促使美国推动太空网络融合的另一重要因素是世界多国愈发强盛的太空力量建设态势。美国受到的太空威胁以网络攻击为主。美国国防情报局在2022年太空威胁评估报告中指出，多个国家可能拥有能够作用于太空系统的网络攻击能力，能够对美国太空资产的供应链以及地面系统发动攻击3-4。此外，相较于其他国家，美国太空资产的丰富反而赋予其面对网络攻击时的非对称脆弱性。代码存在漏洞、网络攻击准入门槛较低以及溯源困难等特点意味着针对数据或者节点的攻击极易对卫星系统造成关联性、永久性影响。值得注意的是，目前，俄罗斯、英国、韩国、日本等国均开始布局卫星互联网，卫星互联网项目的商业市场主导权、相应产业化和市场化运作的规则制定权成为太空网络融合商业项目的热点问题。然而，由于低地球轨道的频轨资源紧俏，对Ku和Ka这两个通信关键频段的申请已经趋于饱和。国际电信联盟针对频轨资源“先登先占”的原则规定，成为各国争相加速技术研发的原动力。1.3 长远运筹的战略设计 美国通过渲染、强调美国太空资产受到网络攻击的危险和紧迫程度，夸大其脆弱性，将相关太空战略的走向粉饰为战略必需，以此提升本国在太空中布设网络攻防相关设施的合理性和合法性。事实上，目前，美国国家安全局利用网络武器发起的攻击已经完全实现了工程化、自动化和人工智能化，能够通过组合手段达到最佳攻击效果5。美国在太空网络领域过度的危机意识源自对失去霸权的恐惧以及传统权力政治的积弊，并且已经超过了保持安全状态所需要的投入限度。美国大力投资关涉太空网络的技术开发工作，将技术优势作为太空网络空间抗打击能力和毁伤后快速重构的资本。就由多颗卫星组成的卫星星座而言，发射补网卫星或者升级软件系统等措施能够保证卫星受攻击后可快速进行重构，提升太空系统的弹性。典型项目有美国太空发展局开发的“下一代太空架构”等。2021财年，美军为太空部队网络项目投入约1.5亿美元，意在通过主动的网络防御活动和增强的网络态势感知能力为增强的网络任务提供保证，重点发展广空域、宽时域、全天候、阔频谱的新一代太空感知体系6。美国太空军为2021财年申请了近5 470万美元的太空系统研究与开发预算，其中近5 050万美元用于推进反通信系统的升级与生产7。此外，美国还非常重视太空网络融合的作战运用，认为太空网络融合可为太空作战及多域、全域作战提供支持。美军的全谱太空作战思维突出强调太空作战的全球性、多域性、联合性与层次性，凸显了网络域作为虚拟空间对太空域实体空间的信息支援作用8。130 国防科技 2023 年第 3 期（总第 340 期）2 美国太空网络融合的举措、效果与影响 2.1 举措 首先，美国重视太空网络融合的顶层布局，这在相关政策文件中已有所体现。美国国防部在2020年6月发布的国防太空战略中指出，国防部正致力于实现太空从支援职能到作战职能的转变，以应对动能杀伤、电子战、网络攻击等威胁和挑战9。美国白宫于2020年9月发布的航天政策第5号指令是美国第一部与卫星和相关系统网络安全性有关的综合性政府政策文件，它的发布标志着太空网络安全不再是其他太空安全的附带形式，而是开始作为一个议题独立出现。该文件同时明确美国要致力于发展低轨星座等弹性结构，依托太空网络相融合的技术层级应用保证太空行动自由10。此外，美国太空军还将作战条令中的“天网一体”作战规划单列出来。2020年8月，太空军发布首部作战条令太空力量，提出太空军要具备网络攻防能力。2020年11月10日，美国太空军发布太空作战规划指南，提出5点优先事项。其中，第5点建议为将太空军打造成数字化军种，应用机器学习技术提高决策的可信性、自主性，以数据驱动决策替代原来的人力分析11。2021年5月，美国太空军发布太空军数字化军种愿景，旨在依靠智能化网络化实现工程、人才、作战行动的数字化12。太空作战规划指南和太空军数字化军种愿景两份文件都以提升美国太空军的数字化、智能化水平为主旨，致力于发挥太空网络技术融合在作战条令和军种建设方面的潜力。其次，美国非常注重重整组织机制与相关机构的太空网络力量编成。其中，政府层面，新成立了太空领域网络安全工作组和太空信息共享和分析中心，专事负责太空网络安全相关工作。国防部层面，第6德尔塔部队于2020年7月成立，隶属于美国太空军太空作战司令部，主要任务是运行和维护空军卫星控制网，并践行防御性太空网络作战13。此外，美国太空军在“网络防御小组”基础上，还新建了“太空网络防御关联小组”，企图强化自身的网络攻防以及态势感知能力。美国太空军太空作战司令部德尔塔部队的主要职能如表1所示。需要说明的是，负责太空网络作战的第6德尔塔部队现下辖3个中队负责网络防御任务，另有4个新的网络防御中队正在组建中，其后将负责除第6、7德尔塔部队以外的其他德尔塔部队的网络防御任务（第1德尔塔部队隶属于太空训练与战备司令部，在此不作讨论）。表1 美国太空军太空作战司令部德尔塔部队的 主要职能 部队 主要职能 第2德尔塔部队 太空域感知 第3德尔塔部队 太空电子战 第4德尔塔部队 导弹预警 第5德尔塔部队 太空指挥控制 第6德尔塔部队 太空网络作战 第7德尔塔部队 太空情报、监视、侦察 第8德尔塔部队 卫星通信与导航战 第9德尔塔部队 轨道作战 美国太空网络融合的实践旨在塑造全维战略优势。从施动主体看，“全维”意味着多方参与，辐射范围包括国内和国外。在美国国内，太空与网络的融合涵盖了军事、情报界、政府及民用、商业太空力量，美国也极为重视参与方之间的相互补益关系。国外范围则体现为“全盟友”的力量集成，以太空网络攻防演练、盟友之间的太空网络信息共享为契机，形成“太空-网络同盟”的合作惯性。最后，美国注重在军演中检验太空网络融合的作战功效，设计了常态化和专题化的军演、可复用的虚拟作战体系，重点检验“太空网络先行融合”对“联合全域作战”中“多域融合”概念的佐证，典型的包括“施里弗”演习、“太空旗帜”演习等实战军演,还包括网络攻防与漏洞检验仿真系统设计。例如，“太空靶场”就是通过模拟真实的太空网络环境，让红方在仿真环境中实施攻击，以此查明系统中 胡欣，等：美国太空网络融合表现及影响 131 的薄弱环节、隐藏漏洞、不当配置和软件缺陷，并进行有针对性的修复，达到预防和挫败对手网络攻击的目的。该靶场预计2023年具备全面行动能力13。2.2 效果 首先，美国太空网络融合的军事与安全效果体现在防御和进攻两个方面。就防御层面而言，第一，太空网络融合依托常态化太空军演，提高太空网络防御水平，为相关战略实施细节的调整提供参考。“施里弗”演习近年来设计了一系列太空战背景下的网络攻防演习，并且每次攻防演习的结果都给美国调整太空网络安全策略带来启示。第二，美国通过太空和网络相结合的技术运用，提升太空系统的抗毁性和弹性，力图以技术优势获取在太空领域的防御优势。例如，卫星如果采取分布式方案布设，能够将美国卫星面临的安全风险分散到盟友或商业集团的卫星上，并进行卫星间的数据共享14。分布式卫星可提升太空系统的弹性，也意味着太空系统的威慑能力相应得到了增强。从某种程度上说，这种降低对手攻击收益的方式也可以达到“拒止性威慑”的目的。就攻击层面而言，除直接的网络攻击外，太空网络融合还可通过间接的作战信息保障实现情报传输、战场通信以及战场信息获取、处理、分发和决策快速一体，直接影响多域战和全域作战“从传感器到射手”的效果实现15，为指挥官提供态势感知、准确评估服务，或保持实时或近实时信息优势，以支持快速决策指挥。其次，美国太空网络融合具备经济与商业效益。从全球卫星商业市场竞争的角度来看，太空网络融合的战略选择将给美国带来显著的信息市场竞争优势。低轨卫星星座系统的小卫星具有单星制造低成本、批量发射高效率的特点。美国拥有众多掌握小卫星制造技术和低轨星座运行实践经验的私营商业公司，例如，开发“星链”计划的太空探索技术公司、开发“柯伊伯项目”的亚马逊公司等。可以预见，以“星链”计划为代表的低轨卫星星座项目，代表了一种太空网络融合所拓展的新商业模式，具有巨大的国际市场竞争空间与新技术产业价值链的创新能力。这些优势最终将帮助美国掌握全球数据交换的行业规则与标准制定权，并进一步掌握信息主导权，从而从通信市场的众多商业竞争者之一跃升为技术引领者，接着摇身一变成为规则和标准制定的主导者。一旦标准得以确立，其他国家和地区未来都必须遵循相应的技术规范与商业市场规则。围绕标准制定权的竞争在大国竞争的国际背景之下愈演愈烈，将对相关标准发起企业及其上下游企业的核心竞争力产生深远影响。技术和市场的自由度一旦受控于少部分国家的利益，服务于政治意图，将不可避免受到敌我判断制约，削弱市场的自由度，甚至可能演变为大国竞争的有力武器。2.3 影响 科学技术是中性的，对其进行有效和正确运用有利于国家间的危机管控和风险防范，将带来积极效果。但是，美国零和博弈思维的战略设计带有指向性，可能给国际太空安全治理带来更多冲击。首先，“霸权思维”加深太空军事化程度。美国仰赖技术优势，竭尽所能地在太空进行军事部署，将引发其他国家的连锁反应，进一步加深太空军事化的程度。一方面，各国围绕太空展开的军事化部署将向着太空和网络技术相融合的方向聚焦。美国在太空中进行太空网络融合的系列军事安排，催生了武器装备的革新和发展，其中必然涉及到对网络攻防武器数量的具体安排与部署。例如：美国太空发展局开发的“下一代太空架构”项目可以直接与导弹相连；“星链”的军用版“星盾”（Starshield）配备了可与其他军用卫星互操作的激光终端。另一方面，基于太空网络融合能力的军事化部署也将更为激烈和危险。美国不仅在“太空网络一体化”的作战理念上领先，相关技术优势又赋予其太空网络空间非对称作战能力。一旦美国以太空网络的融合技术获取对其他国家132 国防科技 2023 年第 3 期（总第 340 期）先发制人的打击优势，可能诱发受威胁国家在战略被动之下选择极端冒险的对策。在当前国际社会缺乏新的太空军控共识和稳定的太空军控机制的环境下，美国在太空寻求单方面军事优势，会引发国家之间围绕太空网络相关技术的军备竞赛，同时深化太空军事化程度，加剧国家间的战略猜疑和对抗风险。其次，技术优势垄断太空资源利用与规则制定权。当前，美国的低轨卫星互联网项目凭借技术优势占据着全球最大的低轨卫星通信市场，这意味着美国将有能力拥有大多数稀缺频轨资源的使用权，而且仍在无休止地继续“先登先占”，而非“按需取用”。不均衡的资源分配将挤占其他国家的民用太空服务质量和技术发展空间，阻滞其太空探索计划和探索热情。对太空的探索和太空技术的创新将呈现强者愈强，弱者愈弱的格局。再次，过度开发易激化太空“公域悲剧”危机。1968年，经济学家哈丁提出“公地悲剧”假说，认为当牧民们被允许免费使用一块公共牧地时，每个人都倾向于扩大养殖规模，最后将会导致牧场由于过度放牧被破坏，所有人的利益都将受到损害。美国太空网络融合所采取的系列手段，增加了美国对太空频轨资源的需求，进而在太空进行单边形式的资源先占，由此可能引发其他国家的系列连锁反应，最终激化太空“公域悲剧”危机。当前，危害已经初见端倪。例如，在已发射的“星链”卫星中，有接近10%的卫星已经脱轨，给太空碎片治理和太空环境安全带来隐患。2021年12月3日，我国常驻联合国代表团向联合国秘书长致普通照会，提到在2021年中国航天工程实施的5次发射任务期间，“星链”卫星先后两次接近中国空间站，我国分别于7月1日和10月21日实施对“星链-1095”卫星和“星链-2305”卫星的紧急避碰。可见，太空碰撞的危机近在眼前并且已然发生，如果不对太空开发加以限制和积极治理，“公域悲剧”的恶果并不遥远。最后，战略互疑恶化太空安全治理前景。美国的战略运筹是具有指向性和目的性的，然而，太空安全治理的逻辑却是主体不可分割的。太空网络融合的战略手段选取将进一步激化太空军事化、资源利用矛盾等诸多太空安全治理问题。国际太空安全治理呼吁高效合作，而美国太空战略的明确指向性和针对性，伴随其在高政治领域和低政治领域造成负面效果的相互作用与交缠关系，将一路跃迁到观念层面的敌友关系建构，强化敌我关系认知。这将阻碍国家间各尽其力、共担责任的太空安全治理进程。3 结语 美国太空网络融合顺应了21世纪信息技术和航天技术蓬勃发展的趋势，希望以技术优势瞄准未来战争，在国际政治军事博弈中谋得先机。就我国未来发展而言，可基于“人类命运共同体”的认知和共识，寻找合适的议题和机制，探索国家间适切的治理合作新路径。参考文献 1 余南平,严佳杰.国际和国家安全视角下的美国“星链”计划及其影响J.国际安全研究,2021,39(5):67-91.2 申志伟.卫星互联网:构建天地一体化网络新时代M.北京:电子工业出版社,2021:43.3 WEEDEN B,SAMSON V.Global counterspace capabilities:An open source assessmentR/OL.2022-12-30.https:/swfound.org/media/207350/swf_global_counterspace_capabilities_2022_rev2.pdf.4 Defense Intelligence Agency report details space-basedthreats from competitorsEB/OL.(2022-04-12)2022-04-24.https:/www.defense.gov/News/News-Stories/Article/Article/2997723/defense-intelligence-agency-report-details-space-based-threats-from-competitors/.5 光明网.美国顶级网络武器平台曝光:完全实现工程化、自动化、人工智能化EB/OL.(2022-03-22)2022-12-30.胡欣，等：美国太空网络融合表现及影响 133 https:/ 张景全,程鹏翔.美日同盟新空域:网络及太空合作J.东北亚论坛,2015,24(1):86-95.7 人民网.美太空军从“纸面部队”走向现实EB/OL.(2020-03-25)2022-12-30.https:/ 李美红,雍鑫.美太空军“顶层条令”传递危险信号N.解放军报,2020-08-27(11).9 Department of Defense.Defense space strategy 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the interplay of natural scientific and technological development and U.S.strategic operations,and it represents the latest strategic manifestation of the U.S.in this new domain.The conceptual essence,contributing factors,and effects of U.S.space and cyberspace integration is expounded on to arrive at the following conclusion:In the context of future high-end warfare and great-power competition,U.S.space and cyberspace integration will have a multifaceted coordinated impact on Chinas military and security,as well as economy and commerce.Concurrently,it will trigger new crises and challenges to international space security.In response,China should prioritize threat assessment,top-level planning,as well as military,commercial,and technological operations related to space and cyberspace integration,and assume its responsibilities as a major power by contributing to global space security governance in the new context.Key words:U.S.space strategy;space security;cyber security （责任编辑：王姝）