◤“握手”信息的披露,也給國際軍工市場敲響警鐘:倘若購買的是他國軍機,發(fā)動機總不停地向特定衛(wèi)星發(fā)布“握手”信息,軍機的行蹤豈不暴露?
◤如果無法檢索出飛行數(shù)據(jù)記錄器與駕駛艙錄音記錄器,那么MH370的命運很可能永遠(yuǎn)成謎。
南方周末記者 于冬
南方周末特約撰稿 常偉思
南方周末實習(xí)生 于陽 王樂
岑欣杭
來自馬航MH370的七段滴答(ping)信號,第三次將全球搜救力量戲劇性地大轉(zhuǎn)移。
“……根據(jù)新的信息,馬航370航班在南印度洋走到了終點?!?014年3月24日,馬來西亞總理納吉布·拉扎克終于對媒體宣布MH370墜落的大致位置。
這是一個遙遠(yuǎn)的位置,與任何可能的著陸場所都相去甚遠(yuǎn)。對于苦等MH370去向的外界而言,這本是許多技術(shù)專家早已做出的預(yù)測。
馬來西亞方面曾一度隱瞞軍用雷達探測到波音777的事實,這使得外界對馬方事故調(diào)查的信任度已大大下降。
英國“新的技術(shù)發(fā)現(xiàn)”讓馬來西亞政府朝令夕改,而各國救援力量隨之一片忙亂。質(zhì)疑聲中,多國的衛(wèi)星還是紛紛“調(diào)姿”,配合馬方的“新發(fā)現(xiàn)”,飛機和艦船也匆匆趕赴遙遠(yuǎn)的南印度洋。
在馬來西亞“很多瑕疵”的處理方式下,第三次搜索MH370的高潮由此展開。
“握手”改變搜索方向
“多普勒效應(yīng)”使得簡單的“握手”信息獲取了地理價值。
2014年3月25日,時速80公里的暴風(fēng),攜卷著暴雨形成200到500米的云層,海面上翻滾起4米高的巨浪。澳大利亞海事安全局發(fā)出通告,建議前來搜救的各國艦船和飛機暫停行動。
繼馬航“前所未有”180度偏離之后,包括中國在內(nèi)的搜救力量將目標(biāo)移向南印度洋。
這些天,位于北京西北城郊的中國衛(wèi)星資源利用中心燈火通明。深夜的指揮大廳里,運營服務(wù)部主任部長曾湧邊踱步,邊給下屬打電話。
“就像被解放軍調(diào)得團團轉(zhuǎn)的國軍?!睂τ隈R來西亞多次提供錯誤位置的情報,3月17日,曾湧和他的同事無奈地自嘲。南方周末記者注意到,在采訪期間曾湧被各種電話打斷21次,還不時地小跑到工作臺前,對值班人員下達指示。
馬來西亞政府不斷拋出新的“真相”,讓曾湧和同事們深感此次任務(wù)大有不同:以往,曾湧明確知道事件的性質(zhì),知道該如何調(diào)動衛(wèi)星。例如2013年,曾湧曾帶領(lǐng)同事處置長達兩個月的東北水災(zāi),工作“沒有太大懸念”;這次,搜索海域遼闊,各方至今不知道飛機所在的具體區(qū)域,有限掃描幅寬的衛(wèi)星要面對長達一千多公里的航線,迫使曾湧團隊打算下一步舉動時,“甚至要靠猜”。
當(dāng)前,衛(wèi)星已取代雷達系統(tǒng),成為搜索MH370的主角。而促使這一轉(zhuǎn)變的,正是曾湧的英國同行,他們的實力在這次搜救中顯山露水——MH370兩條至關(guān)重要的通信系統(tǒng)相繼被關(guān)閉,搜救陷入困境。不過,英國衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中遺留的蛛絲馬跡卻被挖掘出來:MH370在失聯(lián)后的六小時內(nèi),仍在不斷地向衛(wèi)星發(fā)出“ping”。這種信號不含任何信息,只能被衛(wèi)星接收設(shè)備轉(zhuǎn)化為“滴答”聲。
“ping”信息俗稱“握手”。不過,只有一顆衛(wèi)星捕捉到了MH370的“握手”信號。
得益于發(fā)現(xiàn)于19世紀(jì)的物理學(xué)原理——“多普勒效應(yīng)”:迎面而來的火車汽笛聲異常尖銳,而離站而去的火車鳴笛則聽起來微弱很多。這一原理使得簡單的“握手”信息有了地理價值。尋找MH370事件中,衛(wèi)星就相當(dāng)于人的耳朵。
“這種情況下,只有一顆衛(wèi)星,通過三角定位法,根本無法確定飛機六小時內(nèi)的軌跡,但能判斷出飛機往哪個方向飛?!北本┐髮W(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授焦維新對南方周末記者介紹,衛(wèi)星通常在赤道上空運行,如果MH370偏離赤道向南飛,衛(wèi)星接收到的頻率會逐漸降低。
分析衛(wèi)星從馬來西亞MH370飛機接收的7個滴答(ping)信號,國際海事衛(wèi)星組織和英國航空失事調(diào)查局(AAIB)聯(lián)合做出分析研判,促使馬來西亞總理納吉布在3月24日做出結(jié)論,失蹤兩周多的這架波音777飛機“終結(jié)”于數(shù)千英里外的南印度洋,機上239人全部喪生。
“(馬航)航班的發(fā)動機是英國的,用的英國的發(fā)動機提供的信號。”北京大學(xué)地球與空間科學(xué)院副院長秦其明對南方周末記者解釋,這得益于西方世界中衛(wèi)星已在商業(yè)領(lǐng)域廣為運作。
“我們是‘猜出它的位置的,這是以前從來沒有做過的。”英國海事衛(wèi)星公司副總裁麥克洛克林在接受媒體采訪時說,“我們不知道飛機是否以固定的速度飛行,也不知道他們是否隨后改變了方向?!?/p>
北京理工大學(xué)雷達技術(shù)研究所所長、總裝備部衛(wèi)星應(yīng)用專業(yè)組特邀專家龍騰在接受南方周末記者采訪時說,“多普勒效應(yīng)常應(yīng)用于雷達、監(jiān)測颶風(fēng)等領(lǐng)域,類似方法被用于計算飛行軌跡并不常見。由于現(xiàn)有信息不充分,所以這種新方法的置信度不高?!?/p>
通過“握手”信息對MH370的定位本身已經(jīng)成熟:同一發(fā)射源的信號如果能夠被幾顆衛(wèi)星同時接收到,通過三角定位法測定方位的難度已不大;倘若同一發(fā)射源在不同時刻發(fā)射多個信號,只被一顆衛(wèi)星所接收,仍然能夠?qū)崿F(xiàn)定位,但需要較為復(fù)雜的計算過程。
在解釋為何到3月23日才將相關(guān)判斷告知馬來西亞政府時,麥克洛克林說,科研人員用這個新方法對一些行進在類似路線的班機進行了測試和比對,以確定數(shù)學(xué)模型的可行性,而后在得到英國航空界其他專家評議,并與波音公司進行比對后,才得出結(jié)論。
“握手”信息的披露,卻也給國際軍工市場敲響警鐘:倘若購買的是他國的軍機,發(fā)動機總是不停地向特定衛(wèi)星發(fā)布“握手”信息,軍機的行蹤豈不暴露?
“立體行動”
中國要求按照《空間和重大災(zāi)害國際憲章》緊急啟動相應(yīng)國際減災(zāi)合作機制,各國救援力量熱情很高。
跳動的分辨率數(shù)字,就意味著希望。
在MH370航班失聯(lián)的第四天,2014年3月11日,一通電話從中國北京的中國氣象局緊急撥出,中國要求按照《空間和重大災(zāi)害國際憲章》緊急啟動相應(yīng)國際減災(zāi)合作機制。由此,人造衛(wèi)星數(shù)量全球第二的中國向法國國家空間研究中心(CNES)、美國國家海洋與大氣管理局(NOAA)等14個主要航天機構(gòu)提出衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)使用請求,為中國在泰國灣的龐大搜救力量,提供搜救區(qū)域衛(wèi)星圖片。
“這是憲章歷史上第一次被如此事務(wù)啟動?!?/p>
身處阿根廷的《空間和重大災(zāi)害國際憲章》秘書處負(fù)責(zé)人盧卡斯·布魯諾在接受南方周末記者專訪時指出,這是該憲章創(chuàng)立以來的四百多次啟動中,頭一回因為尋找失聯(lián)客機而啟動。在這四百多次記錄中,另外一件與公共交通工具相關(guān)的事件是,2004年4月23日,朝鮮一輛滿載炸藥的火車爆炸。這個憲章的上一次啟動是在2014年2月13日,目標(biāo)區(qū)域也在東南亞,事因印尼克盧德火山(Mount Kelud)噴發(fā),導(dǎo)致東爪哇數(shù)萬居民撤離。
這場國際人道主義救援行動中,各國救援力量熱情很高?!都~約時報》印證說,《空間和重大災(zāi)害國際憲章》的其它14個成員組織同意向中國提供衛(wèi)星空照圖,已有8顆國外衛(wèi)星提供空照圖,這些圖像也部分地分享到曾湧團隊負(fù)責(zé)解析。
一時之間,世界各地眾多志愿者參與到衛(wèi)星圖片的搜尋中來,根據(jù)DigitalGlobe公司3月20日提供給南方周末記者的統(tǒng)計,參與的志愿者排名前10位的國家為:美國、中國、英國、法國、加拿大、馬來西亞、澳大利亞、德國、荷蘭、印度。美國比例最高,大約為29.5%,中國第二,大約為9.4%。
“如果各國的衛(wèi)星經(jīng)過海域的衛(wèi)星資料,能實時提供給馬來西亞,它有能力解譯的話,應(yīng)該能夠比較快地找出飛機的殘骸?!蹦杲搜呐茖W(xué)家馬藹乃認(rèn)為,馬來西亞的衛(wèi)星偵察和遙感等技術(shù)比較弱,需要更多的國際援助。
在中國衛(wèi)星資源利用中心,南方周末記者看到,國外數(shù)據(jù)包括來自美國ASTER衛(wèi)星3月9日拍攝的15米分辨率圖片,美國LANDSAT8衛(wèi)星3月12日拍攝的15米分辨率圖片,英國UK-DMC衛(wèi)星3月13日拍攝的22米分辨率圖片,以及美國NASA ISS ISERV衛(wèi)星3月14日拍攝的5米分辨率圖片。
大數(shù)據(jù)時代,幾百萬張衛(wèi)星圖片怎么分析?
“原來只是看一個省那么大的區(qū)域,現(xiàn)在得看半個中國?!惫ぷ髋_前,28歲的工程師原征把衛(wèi)星圖像放大到最大分辨率,用鼠標(biāo)一寸一寸地挪,直到眼睛酸疼。
?下轉(zhuǎn)第7版
?上接第6版
按照工作流程,對衛(wèi)星數(shù)據(jù)的處理,包括數(shù)據(jù)錄入、輻射矯正、幾何校正,之后生成標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。輻射矯正是消除圖像的條紋和色差,幾何校正是消除由于地球自轉(zhuǎn)和地球曲率以及衛(wèi)星抖動造成的誤差,這一輪自動化處理需要1小時左右。
接下來的解譯過程,則是一項“勞動密集型”工作,復(fù)雜而漫長。每天,工作人員幾乎是在痛苦與失落中度過。
3月18日12時許,“高分一號”衛(wèi)星圖像中,在南印度洋海域(南緯44度57分,東經(jīng)90度13分)觀測到疑似漂浮物。這一疑似漂浮物長約22米,寬約13米。
南方周末記者在中國資源衛(wèi)星利用中心看到,在3月17日當(dāng)天,資源一號02C衛(wèi)星、資源三號、高分一號三星共安排了5次任務(wù),是8日以來每日安排任務(wù)最多的一次。采用靈活機動的側(cè)擺方法,曾湧團隊試圖保證每天有1到2顆衛(wèi)星能經(jīng)過搜救海域。
軍用衛(wèi)星沉默?
“衛(wèi)星過境是一條帶,發(fā)現(xiàn)疑似物,當(dāng)我們的艦船或飛機趕去搜集時,時間已經(jīng)過去,漂浮物會隨著海流又漂走了。”
現(xiàn)有衛(wèi)星資源中,哪些優(yōu)先被調(diào)動?
曾湧團隊選擇的是距離該海域最近的衛(wèi)星。這次搜救對高分辨率圖像的需求很高,中國民用衛(wèi)星中現(xiàn)有的4顆高分辨率衛(wèi)星都已被調(diào)動,以滿足高頻度重復(fù)觀測。
如果不是馬航事件,按照衛(wèi)星設(shè)計的既定軌道運行,“高分一號”覆蓋全球的周期是41天,而“資源三號”得花59天。如果動用側(cè)擺功能,盡管“高分一號”距離地面只有645公里左右,它的回歸周期就能縮短到每4天經(jīng)過指定區(qū)域一次,“資源三號”的重訪周期也縮短為5天。
在疑似事發(fā)海域,“高分一號”等衛(wèi)星能夠一邊對相關(guān)區(qū)域進行拍照,一邊將數(shù)據(jù)下傳至地面接收站。然而,中國缺乏全球性的衛(wèi)星接收站,相關(guān)衛(wèi)星只有運動到中國測控范圍內(nèi)時,才能夠進行數(shù)據(jù)下傳,耗費了搜救時間。
“衛(wèi)星不可能像《星球大戰(zhàn)》里的死星那樣,一會高一會低。”曾湧對南方周末記者坦言,“衛(wèi)星調(diào)動的安全性風(fēng)險很大?!?/p>
此前,網(wǎng)絡(luò)流傳說,“調(diào)動衛(wèi)星就是變軌,消耗燃料會減少衛(wèi)星壽命?!边@位42歲頭發(fā)大半已花白的科學(xué)家澄清說,除南北極,近地衛(wèi)星可以觀測到地球上任何地方,所以調(diào)動衛(wèi)星“是調(diào)姿而不是調(diào)軌”,調(diào)姿就是調(diào)整星載設(shè)備的拍攝角度。
更大的困擾則來自馬來西亞政府迷亂的情報。這樣的搜救區(qū)域和前一周的努力南轅北轍,新搜索范圍也擴大了約十倍。
最先進的間諜衛(wèi)星,能從太空看清地球上的車牌,但只能在最狹窄的區(qū)域內(nèi)搜索目標(biāo)。馬藹乃教授介紹,這就像乘坐在高速行駛的汽車上,手執(zhí)望遠(yuǎn)鏡想看清路邊的每一處信箱,來不及調(diào)整望遠(yuǎn)鏡的方向,目標(biāo)已經(jīng)掠過。衛(wèi)星只能監(jiān)測反射面較大的物體,對于沉入海底或懸浮于海水中的目標(biāo),更是鞭長莫及。
不過,這些衛(wèi)星均是商業(yè)衛(wèi)星,各國軍用衛(wèi)星集體缺席?他們在小心翼翼地隱藏著各自的真實情報能力。
據(jù)馬藹乃教授保守地估計,美國的軍用衛(wèi)星分辨率在5厘米之內(nèi)。伊拉克戰(zhàn)后,美軍才逐步披露動用兩百多顆衛(wèi)星的事實。同樣,這次馬航搜救中,美國的軍用衛(wèi)星很可能也已動用,瞄向遙遠(yuǎn)的南印度洋。
“美軍先進的東西很多,問題是它覺得是否值得用這些高新技術(shù),背后好像隱隱約約有什么事兒?!瘪R藹乃教授說。
聲吶并非搜索“神器”
聲吶作業(yè)就要像耕田一樣,即便是先進的拖曳式聲吶系統(tǒng)能夠成像,依舊要像醫(yī)院做B超檢查一樣,需要仔細(xì)甄別,耗費時日。
3月26日中午,狂風(fēng)巨浪終于停止,各國海上搜救力量開始出現(xiàn)在南印度洋平靜的洋面上。
規(guī)模巨大的南印度洋搜尋,無異于大海撈針——面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過馬來西亞的國土,這一海域包括世界最深、最難穿透的水下地形。南印度洋水深在2500到4000米之間,采用的聲吶搜索裝備至關(guān)重要。
“如果目標(biāo)浮在海面上,衛(wèi)星和反潛機之類都可以找到它,如果沉入水下的話,難度就加大了?!敝袊こ淘涸菏織钍枯邮苣戏街苣┯浾卟稍L時指出。
一位不愿具名的軍方水聲問題專家對MH370的搜救并不樂觀:飛機殘骸掉進海里之后,不會主動發(fā)聲,聲吶作業(yè)就要像耕田一樣慢慢去找;即便是先進的拖曳式聲吶系統(tǒng)能夠成像,依舊要像醫(yī)院做B超檢查一樣,需要仔細(xì)甄別,耗費時日。
這種甄別近乎蝸牛速度,聲吶也并非搜索的“神器”。
“一個小時也就是十幾平方公里,一天的搜索范圍可能也就是300到400平方公里?!敝袊爸毓ぜ瘓F公司副總經(jīng)理、水聲問題專家錢建平對南方周末記者指出,深度、溫度和鹽度對聲吶探測的準(zhǔn)確度影響很大,來回游動的海洋生物就像手機通話中的噪音,對聲吶搜索結(jié)果影響也存在。
國際上,聲吶用于海事搜救方面成功的先例頗多:2009年6月1日凌晨,在巴西里約熱內(nèi)盧飛往法國巴黎途中,法航AF447墜毀在大西洋中部。在漫長的搜救過程中,法國軍方最終動用攻擊型核動力潛艇“翡翠”號,搜尋失事客機“黑匣子”,這是全球較早使用核動力潛艇的聲吶技術(shù)來搜救失事客機。之前,小型深海潛艇“鸚鵡螺”號曾用于搜尋泰坦尼克沉船。
一場海洋探測技術(shù)的競賽,一場人道主義救援,同時在南印度洋展開。美軍的聲吶搜索技術(shù)依舊走在世界前沿。
美聯(lián)社報道,此前應(yīng)馬來西亞政府請求,美軍太平洋司令部決定出動“拖曳聲波定位儀”(Towed Pinger Locator)協(xié)助搜索。這種定位儀可在水中探測到飛機上“黑匣子”發(fā)出的信號,下潛最深距離可達近6100米,曾用在2009年墜毀的法航客機的搜索上。
3月24日,美軍聲吶搜索神器“藍鰭”露面。英國《獨立報》和美國廣播公司(ABC)當(dāng)天報道說,在馬來西亞宣布失聯(lián)客機最終墜毀南印度洋后的數(shù)小時,美國即派出裝備有預(yù)定位聲吶系統(tǒng)的海底航行器,以幫助尋找殘骸。這種名為“藍鰭”的水下航行器長僅5米,重約800公斤,可潛入海底4570多米處展開搜索,被稱為“神器”。
時間緊迫,航空安全研究所副所長、黑匣子研究專家舒平催促說,“黑匣子”的電池只能維持30天脈沖信號,如今,只剩下不到兩周時間。
英國衛(wèi)星公司指定的墜機海域遼闊,仍需衛(wèi)星、偵察機和海上艦船進一步探測。如果搜索人員找不到飛機殘骸,或者無法檢索出飛行數(shù)據(jù)記錄器與駕駛艙錄音記錄器,那么MH370的命運很可能永遠(yuǎn)成謎。