劉進軍

2009年2月9日，正值元宵節(jié)。10時59分56秒，“中星6B”衛(wèi)星突然發(fā)生故障，150套電視節(jié)目全部中斷，停播時間達47分鐘。

“中星6B”是由法國阿爾卡特阿萊尼亞宇航公司研制的廣播電視衛(wèi)星，重4680千克，設計壽命15年，裝載38個c頻段轉發(fā)囂，渡束覆蓋中國、東南亞、太平洋及大洋洲，可轉發(fā)300套電視節(jié)目。2007年7月5日，“中星6B”在西昌發(fā)射升空，運行于東經115.5°的3.6萬千米的靜止軌道上。

“中星6B”電視信號突然中斷，不僅讓上億用戶陷入混亂，而且也忙壞了中國和法國阿爾卡特公司的專家。

衛(wèi)星信號為什么會突然中斷呢?

“衛(wèi)星黑客”

衛(wèi)星是一個公共平臺。衛(wèi)星“黑客”可以利用平臺的公開性、開放性進行入侵。目前，“黑客”入侵、騷擾、竊取衛(wèi)星在技術上已不成問題，在入侵方式上也越來越多樣化。

2006年8月，兩個20多歲的印尼“黑客”發(fā)現(xiàn)了攻入商業(yè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的訣竅，并把一些細節(jié)公之于眾。他們還成功地捕捉到一顆商業(yè)衛(wèi)星發(fā)出的數(shù)據。

盡管這兩個“黑客”竊取的數(shù)據并不機密；但機密數(shù)據也有可能遭到攔截。因為自動取款機交易數(shù)據等機密資料也都基于普通互聯(lián)網信息傳輸協(xié)議的方式進行，攔截起來并不困難。在那些電話線或光纖等地面?zhèn)鬏敺绞綗o法使用或使用起來成本過高的地方，商業(yè)公司和政府一般都通過衛(wèi)星傳輸各種數(shù)據。

如果被入侵的是廣播電視衛(wèi)星，“黑客”很容易占領頻道。當電視廣播衛(wèi)星被入侵時，“黑客”發(fā)射的功率小于被攻擊頻道的發(fā)射功率，被攻擊頻道不受影響；當“黑客”的發(fā)射功率略小于被攻擊頻道的發(fā)射功率時，被攻擊頻道會出現(xiàn)馬賽克；若是“黑客”的發(fā)射功率等于被攻擊頻道的發(fā)射功率，被攻擊頻道出現(xiàn)黑屏；一旦“黑客”的發(fā)射功率大于被攻擊頻道的發(fā)射功率，被攻擊頻道會出現(xiàn)“黑客”想要播出的音視頻信息。

“黑客”入侵的另一種方式是破譯廣播電視衛(wèi)星的加密系統(tǒng)。只要破譯了衛(wèi)星的加密系統(tǒng)，在世界任何一個角落都可以知道衛(wèi)星傳輸?shù)男畔ⅰV播電視衛(wèi)星的加密系統(tǒng)一旦被破譯，衛(wèi)星電視運營商和密碼公司將蒙受巨大損失，因此破產的也不乏其例。記載顯示，所有廣播電視衛(wèi)星的加密系統(tǒng)都被破譯過或多次被破譯，無一幸免。

如果被入侵的是通信衛(wèi)星，衛(wèi)星“黑客”將竊取衛(wèi)星的傳輸資料、信息。通信衛(wèi)星的加密系統(tǒng)一旦被破譯，任何通信資料，包括各類專網的機密都將被竊取，所以大銀行系統(tǒng)的專網信息，必須是網絡和衛(wèi)星互相備份。雖然理論上通過衛(wèi)星傳輸?shù)乃袛?shù)據都容易受到攻擊，但交易數(shù)據等信息一般都經過加密處理，竊取起來相對困難。

如今，地面通信系統(tǒng)變得日益成熟，信息加密方式被普遍采用，這也進一步引起了那些有能力的“黑客”的破譯興趣，他們千方百計尋找安全防護系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，衛(wèi)星正是其中的薄弱環(huán)節(jié)。相對而言，新發(fā)射衛(wèi)星的安全系統(tǒng)雖不能說無懈可擊，但數(shù)據安全防護更好一些。

惡意干擾

在衛(wèi)星通信中，最大的危害是惡意干擾。惡意干擾和反制惡意干擾已成為衛(wèi)星安全的重要研究課題。近幾年，惡意干擾、入侵、致盲、強占衛(wèi)星的事件時有發(fā)生，已有多個國家掌握了利用激光、導彈、衛(wèi)星進行摧毀、入侵、致盲和俘獲衛(wèi)星的技術。干擾的重點是衛(wèi)星的轉發(fā)器。

衛(wèi)星轉發(fā)器的主要部件是高功效設備。高功效設備的主要特點是當輸入功率小于飽和點時，可以近似地認為工作在線性區(qū)；如果輸入功率進一步增大，超過正常值時，功率放大器就進入飽和區(qū)或過飽和區(qū)。

當轉發(fā)器的工作頻段在過飽和區(qū)，不僅輸出功率大大降低，而且會出現(xiàn)大信號擠壓小信號的情況。在衛(wèi)星通信傳輸中，大信號擠壓小信號的現(xiàn)象被稱為功率掠奪或功率占用。同時，還會出現(xiàn)大量噪聲和誤碼率。

如果“黑客”進行大功率上行干擾，轉發(fā)器可能工作在非線性區(qū)，出現(xiàn)功率掠奪現(xiàn)象，導致廣播電視信號被壓縮，造成馬賽克、黑屏，嚴重時將播出非法信號。

目前，對星上轉發(fā)器實施干擾的方式主要有3種：竊取機密、堵塞干擾和插播干擾。

竊取機密是指利用衛(wèi)星平臺的公開性，入侵衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)，竊取衛(wèi)星傳輸?shù)臋C密信息。

堵塞干擾是指強占轉發(fā)器的功率，將轉發(fā)器全部阻塞，造成一個或全部轉發(fā)器的電視、廣播或通信業(yè)務全部癱瘓。

插播干擾是指利用功率掠奪的方式插播非法信號，下行信號收到的將是入侵干擾的非法信號。

衛(wèi)星攻擊

2007年3月7日，俄羅斯懷疑自己的“塔季婭娜”衛(wèi)星遭到了偷襲，認為是美國用高能激光器照射衛(wèi)星所致。這絕不是無中生有，故意制造事端。因為“塔季婭娜”衛(wèi)星在轉入地球背面，即美國上空區(qū)域前，與地面的通信仍然正常；但當“塔季婭娜”從美國一側轉出時，已經徹底與地面指揮中心失去了聯(lián)系。就在同一天，美國曾進行過太空軍事試驗。美國國防部就此回應稱：從技術上講，美國能做到，但沒做。

雖然事件的真相還是一個謎，不過衛(wèi)星受到攻擊在歷史上曾多次發(fā)生：

蘇聯(lián)曾在1975年成功利用陸基反衛(wèi)星激光武器使飛臨西伯利亞的兩顆美國衛(wèi)星“短暫致盲”，但這但被視作一種干擾。

1997年10月，美國陸軍在新墨西哥州白沙導彈靶場進行了陸基激光反衛(wèi)星試驗。陸基激光器曾在試驗中擊毀俄羅斯制造的火箭彈。激光武器能摧毀導彈，同樣也能摧毀衛(wèi)星，特別是低軌道衛(wèi)星。

當今世界，大國或強國之間發(fā)生戰(zhàn)爭，首先受到攻擊的就是衛(wèi)星。如果通信衛(wèi)星被摧毀，被攻擊方將成為“聾子”；如果通信衛(wèi)星被俘虜，還會把相關機密信息透露出去或被動傳遞虛假消息；如果廣播電視衛(wèi)星被劫持，就將轉發(fā)對方的廣播電視宣傳鏡頭、制造混亂，等等。美國、俄羅斯、歐洲已研發(fā)多種攻擊衛(wèi)星系統(tǒng)、衛(wèi)星防衛(wèi)系統(tǒng)和隱形技術。

美國、俄羅斯先進的通信衛(wèi)星正采用極高頻和星際通信技術，抗干擾和防截聽能力很強，載有智能化分配、自組織控制分系統(tǒng)，具有在軌鏈接能力，已對未來的通信衛(wèi)星和衛(wèi)星通信產生深刻的影響。美國的一些軍事衛(wèi)星甚至可以偽裝成空間碎片。

太空垃圾撞擊

除了上面提到的這些因素外，受到太空垃圾撞擊也是人們懷疑的理由之一。如果算上微小的垃圾，目前太空存在的垃圾已超過1.5億件。特別是一些小垃圾非常難以追蹤，對正常運行的衛(wèi)星的危險性絕不亞于大件太空垃圾。一顆迎面而來的直徑0.5毫米的金屬微粒，足以擊穿衛(wèi)星，導致衛(wèi)星立即斃命。可能性更大和更危險的是，太空垃圾將衛(wèi)星撞離軌道；通信衛(wèi)星一旦偏離軌道或姿態(tài)發(fā)生變化，傳輸信號會立即中斷。

“中星6B”故障原因

回過頭來，我們再看“中星6B”衛(wèi)星。

這顆衛(wèi)星由姿態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、轉發(fā)器系統(tǒng)、天線系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)等不同的系統(tǒng)組成。從航天技術上看，任何一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，都將導致衛(wèi)星失靈、殘疾，甚至報廢。

衛(wèi)星對在太空中的軌道和姿態(tài)的精度要求極高，一般都在小數(shù)點后4到6位，時間精確到毫秒，距離精確到10米，角度誤差不能大于10％。

“中星6B”衛(wèi)星在惡劣的空間環(huán)境中，要受到地球、月球引力和太陽光壓等影響，運行軌道會慢慢發(fā)生攝動。這種變化使得衛(wèi)星慢慢偏離原來的軌道下降，因此，每隔一段時間，地面控制人員要將衛(wèi)星點火，提高高度，調整其姿態(tài)。如果衛(wèi)星偏離原定軌道或是姿態(tài)發(fā)生變化，衛(wèi)星廣播天線不能正確指向服務區(qū)，信號就會消失。

在所有系統(tǒng)都正常的情況下，“中星6B”衛(wèi)星突然中斷信號。中、法衛(wèi)星專家排除了其他可能，判斷為衛(wèi)星在調姿發(fā)動機點火時，偏離了軌道，姿態(tài)發(fā)生變化。沉默47分鐘后，“中星6B”衛(wèi)星經過約一個半小時的緊急搶救，姿態(tài)慢慢恢復正常，節(jié)目陸續(xù)恢復播出。

“中星6B”衛(wèi)星的事故是史無前例的，必將成為未來教科書上的經典一頁。世界標準時間為2009年9月24日20時12分13秒405毫秒，“中星6B”衛(wèi)星的星歷顯示它正運行在東經115.5°的精確軌道上。