喬治·德沃爾斯基++趙天
如今,雖然我們還不可能到月球上度假,但事實是我們已經(jīng)進入太空時代。從軍事偵察和通訊到電視和汽車導(dǎo)航系統(tǒng),以及手機、互聯(lián)網(wǎng)、取款機、股票市場、緊急救援服務(wù)以及國家電網(wǎng),全都依賴于人造衛(wèi)星,衛(wèi)星已經(jīng)成為現(xiàn)代社會不可或缺的組成部分。現(xiàn)在就讓我們腦補自虐一下,假設(shè)所有的衛(wèi)星突然之間全部消失,將發(fā)生些什么?
在至少三種較為可信的場景下,全部,或者說大多數(shù)衛(wèi)星都無法正常運行的一幕,是很可能發(fā)生的。
首先是外層空間戰(zhàn)爭破壞衛(wèi)星。美國政府某智庫,弗吉尼亞州的喬治 C.馬歇爾研究所所長杰夫考特認為,未來可能出現(xiàn)的外層空間戰(zhàn)爭,交戰(zhàn)雙方可以從地面對人造衛(wèi)星發(fā)起物理攻擊,以阻斷衛(wèi)星通信,攻擊的方式如釋放顆粒云攻擊、部署高空氣象監(jiān)測火箭或者引爆高空核設(shè)備等。
其次是大規(guī)模太陽風暴摧毀衛(wèi)星。19世紀,英國曾有一位名叫卡林頓的天文愛好者觀測到一次異常強大的太陽風暴事件,史稱“卡林頓太空天氣事件”,科學家相信假如再發(fā)生一次類似規(guī)模的太陽風暴,地球文明將遭受巨大的破壞。對此,《今日宇宙》雜志社的弗雷澤凱恩解釋道:“當太陽磁暴的高能粒子掃過地球時,它攜帶的電荷量是極其巨大的,對那些運行軌道靠近地球的衛(wèi)星來說,它們中的大部分會受到地球磁場的保護;但是對在更高軌道上運行的衛(wèi)星,特別是在地球同步軌道上運行的衛(wèi)星來說,就不那么幸運了,在磁暴期間,整個衛(wèi)星都會被加載上電荷,而后這些過量的電荷可以進入衛(wèi)星組件,并且把它們燒毀。”
凱恩表示,在當下,就有幾百個地球同步衛(wèi)星繞地球運行,包括在大約2萬千米高空圍繞地球運行的GPS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。而面對太陽風暴,它們都是很脆弱的。
最后,還要考慮到凱斯勒現(xiàn)象。2013年上映的電影《地心引力》,對凱斯勒現(xiàn)象有所描述。電影中,俄羅斯用導(dǎo)彈摧毀了一顆報廢衛(wèi)星,無意中竟引發(fā)了一連串連鎖反應(yīng),形成一個不斷膨脹的軌道空間碎片云。碎片云所到之處,所有物體——包括衛(wèi)星、空間站以及宇航員——統(tǒng)統(tǒng)被消滅。令人不安的是,凱斯勒現(xiàn)象的發(fā)生是極其現(xiàn)實的,并且隨著人們將越來越多的物體送入太空,軌道將越來越擁擠,凱斯勒現(xiàn)象發(fā)生的可能性也穩(wěn)步升高。
那么,假如以上任意一種情況發(fā)生,等待我們的將是什么呢?
在太空中,即使一滴油漆,也能造成可怕的撞擊。假如凱斯勒現(xiàn)象發(fā)生,一顆衛(wèi)星的碎片擊中其他衛(wèi)星,便會引發(fā)連鎖反應(yīng),甚至有可能摧毀這一軌道中的大部分衛(wèi)星。美國外交關(guān)系委員會最近公布的一份報告對太空碎片引發(fā)核戰(zhàn)爭的可能性進行了預(yù)測,美國的衛(wèi)星數(shù)量占全球總量的43%,其中大部分是軍用間諜衛(wèi)星,外交關(guān)系委員會的報告指出,試射產(chǎn)生的太空垃圾碎片,能夠輕易摧毀一顆美國軍用衛(wèi)星,引發(fā)災(zāi)難性后果,譬如區(qū)域性沖突甚至戰(zhàn)爭!
假如失去所有的人造衛(wèi)星,我們會注意到我們溝通的能力、共享信息的能力、進行交易的能力將大幅降低。
“如果我們失去了通信衛(wèi)星,那么就沒有什么帶寬可言了?!碧祗w物理學家喬納森麥克道爾說。喬納森麥克道爾是參與錢德拉太空望遠鏡項目的科學家之一,同時還是哈佛大學史密森尼天體物理中心的創(chuàng)始人。
麥克道爾表示,隨著遠距離通信衛(wèi)星被摧毀,遠距離通信的重擔將落在海底電纜和陸基通信系統(tǒng)身上。但是,隨著通信衛(wèi)星被摧毀,很多通信方式也將在瞬間消失。比如,所有的國際長途電話和數(shù)據(jù)傳輸都不得不改道發(fā)送,這將給地面和海底電纜施加巨大的壓力,過多的數(shù)據(jù)傳輸請求將使這些系統(tǒng)的容量發(fā)揮到極限,從而使許多電話無法撥通;數(shù)以億計的互聯(lián)網(wǎng)連接將消失或嚴重超載;大約同樣數(shù)量的手機將無法使用。
我們都知道,全球定位系統(tǒng)實際上指的是一個衛(wèi)星群,為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。打開汽車上的衛(wèi)星導(dǎo)航儀,它能在短短幾秒鐘內(nèi)確定你的方位,只存在幾米的誤差。此外,導(dǎo)航儀還能為你提供最佳行車路線,節(jié)省你寶貴的時間和汽油。
根據(jù)谷歌公司最近委托進行的一項研究,衛(wèi)星導(dǎo)航每年為駕駛者節(jié)省的時間超過10億小時;節(jié)省的燃料達到10億加侖,約合38億升,價值220億美元。想象一下,假如沒有衛(wèi)星導(dǎo)航,那么過度依賴此設(shè)備的“路癡”們,將耗費多少時間和油錢在那一條條熟悉的街道!
現(xiàn)代化的飛機很多都使用GPS,盡管有備份系統(tǒng)存在,但是航空公司依舊使用GPS來規(guī)劃最省油和最快捷的航線。沒有GPS和通信衛(wèi)星,飛機控制器在通信和規(guī)劃航線上將面臨巨大的困難。航空公司將不得不退回到先輩遺留下來的導(dǎo)航系統(tǒng)和程序上??紤]到今天航空交通的龐大數(shù)量,事故恐怕就難以避免了。
GPS 并不單單提供定位服務(wù),它還提供授時服務(wù)。全球定位系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)的每一顆衛(wèi)星都安裝了原子鐘,原子鐘的誤差每30萬年只有1秒?;谶@一點,很多需要精確計時的組織和機構(gòu)都使用全球定位系統(tǒng),從手機網(wǎng)絡(luò)到電網(wǎng),再從股票市場到取款機,包括很多公司的IT系統(tǒng)也使用GPS。假如人造衛(wèi)星全部失效,全球定位系統(tǒng)被毀,股票市場將關(guān)閉,手機和取款機將停止工作,電力供應(yīng)也會發(fā)生故障。
此外,其他受到影響的系統(tǒng)還包括:采用GPS導(dǎo)航的海上貨運系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)和交通樞紐。