太空互聯(lián)網(wǎng)是通過衛(wèi)星、熱氣球等實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)乃至星際互聯(lián)的新型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。目前,提供地面接入服務(wù)的太空互聯(lián)網(wǎng)已進(jìn)入測試階段,面向星際探索服務(wù)的太空互聯(lián)網(wǎng)亦取得積極進(jìn)展,這在極大擴(kuò)展互聯(lián)網(wǎng)未來覆蓋范圍、極大豐富各領(lǐng)域應(yīng)用的同時(shí),也將給國家信息安全帶來新的挑戰(zhàn)。我國應(yīng)重視并把握發(fā)展新趨勢,堅(jiān)持攻防兼?zhèn)洹⒂糜惑w的思路,及早布局和積極推進(jìn)太空互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展。
一、 太空互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展建設(shè)現(xiàn)狀
太空互聯(lián)網(wǎng)的概念和內(nèi)涵一直處于變化過程中。太空互聯(lián)網(wǎng)最早提出是針對(duì)星際探索的需求。近年來,服務(wù)星際探索的太空互聯(lián)網(wǎng)研究仍在繼續(xù),但面向地面接入服務(wù)的太空互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目更加火熱展開,且搭建載體已不局限于身處太空的衛(wèi)星,更擴(kuò)展到熱氣球、無人機(jī)等航空飛行器。特別是三星、Facebook、Space X等科技巨頭看中了太空互聯(lián)網(wǎng)為偏遠(yuǎn)未入網(wǎng)地區(qū)提供服務(wù)過程中蘊(yùn)含的巨大商機(jī),建設(shè)熱情很高。
提供地面接入服務(wù)的太空互聯(lián)網(wǎng)已進(jìn)入測試階段。一方面,科技公司利用熱氣球、無人機(jī)等航空飛行器建設(shè)太空互聯(lián)網(wǎng)。谷歌的Project Loon項(xiàng)目利用裝有特殊設(shè)備的熱氣球?yàn)榘l(fā)展中國家及偏遠(yuǎn)地區(qū)提供廉價(jià)及穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接,現(xiàn)已經(jīng)與斯里蘭卡簽約,將利用高空氦氣球提供地面民眾上網(wǎng)服務(wù)。Facebook正在研發(fā)為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的高空高續(xù)航無人機(jī)Aquila。另一方面,隨著衛(wèi)星技術(shù)更加先進(jìn),布置衛(wèi)星成本降低,科技公司也籌劃利用衛(wèi)星建設(shè)太空互聯(lián)網(wǎng)。Space X計(jì)劃使用4000顆地球同步軌道衛(wèi)星覆蓋地球,將廉價(jià)、高效的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)帶到全球的任何角落。谷歌計(jì)劃為衛(wèi)星項(xiàng)目投入10億美元,初期打造180顆高性能繞地衛(wèi)星。三星計(jì)劃建設(shè)一個(gè)由4600顆微型衛(wèi)星組成的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
面向星際探索服務(wù)的太空互聯(lián)網(wǎng)亦取得積極進(jìn)展。太空互聯(lián)網(wǎng)將為人類太空探索提供重要的運(yùn)營保障。現(xiàn)今衛(wèi)星的有效載荷多由天線分系統(tǒng)和轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)組成,接收信號(hào)并轉(zhuǎn)發(fā)至地面處理,一般不承載路由器,無法滿足星際聯(lián)網(wǎng)的需求。思科公司制造并安裝了首個(gè)太空互聯(lián)網(wǎng)路由器,使衛(wèi)星通信可以不依賴地面設(shè)施,給深空通信和星際互聯(lián)網(wǎng)提供了發(fā)展可能。針對(duì)太空傳輸?shù)臄?shù)據(jù)延遲和數(shù)據(jù)丟失等問題,美國宇航局研發(fā)出一種異于目前通用互聯(lián)網(wǎng)傳輸控制協(xié)議的新型協(xié)議,以支持太空互聯(lián)網(wǎng)的星際傳輸需求。太空互聯(lián)網(wǎng)可以被用于未來的火星乃至外太空的探索。星球?qū)嶒?yàn)室的創(chuàng)始人馬斯克希望,當(dāng)未來人類登陸火星時(shí),太空互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以使互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)覆蓋火星。
二、太空互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展應(yīng)用帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍和便利性將極大提升。互聯(lián)網(wǎng)在日常生活中正變得越來越重要,然而全球仍有三分之二的人口不能連接互聯(lián)網(wǎng)。有線網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋的范圍有限,蜂窩網(wǎng)絡(luò)也只能覆蓋少部分區(qū)域,太空互聯(lián)網(wǎng)將大幅提升互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍,特別是用戶密度相對(duì)較低的地區(qū)。互聯(lián)網(wǎng)的便利性將得到極大的增強(qiáng),屆時(shí)無論人們處于偏遠(yuǎn)農(nóng)村,還是遙遠(yuǎn)角落,或是身處太空,都能方便地登陸互聯(lián)網(wǎng)。隨著太空互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃不斷實(shí)施,國際空間站的宇航員將享受到更快更穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng),改變目前需要與地面通信才能上網(wǎng)且通信經(jīng)常中斷的局面。太空互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)后,星際間通信將成為可能,人們可以坐在家中通過太空互聯(lián)網(wǎng)自由地欣賞外太空的影像,或是與身在外太空的宇航員自由暢聊。
基于太空互聯(lián)網(wǎng)的各領(lǐng)域應(yīng)用將極大豐富。隨著星球?qū)嶒?yàn)室等衛(wèi)星廠商將越來越多的小型衛(wèi)星送入軌道并且不斷提升成像質(zhì)量,我們將能夠看到地球每一個(gè)角落的實(shí)時(shí)畫面。這將幫助人類更深入地了解哪里出現(xiàn)問題并在其發(fā)展成災(zāi)難之前及時(shí)采取行動(dòng)。全球森林看護(hù)(GFW)項(xiàng)目正計(jì)劃利用星球試驗(yàn)室的實(shí)時(shí)圖片數(shù)據(jù)來預(yù)測和改變亂砍濫伐的行為。各種全新的商業(yè)機(jī)會(huì)也將漸漸顯現(xiàn)。全球性農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)銷商Wilbur-Ellis與星球試驗(yàn)室在今年2月簽訂了一份協(xié)議,在2016年種植期來臨之前,為客戶提供一整套全新的工具,幫助農(nóng)民更準(zhǔn)確地管理農(nóng)作物的產(chǎn)量。創(chuàng)立于2012年專注于海運(yùn)的Spire Global計(jì)劃到2017年底的時(shí)候,將100顆衛(wèi)星送入軌道,逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)全球海洋的實(shí)時(shí)跟蹤。
太空互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展給國家信息安全帶來新的挑戰(zhàn)。一是衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展給國家的空天安全帶來了新的威脅。星載雷達(dá)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)的進(jìn)步使得地表情形幾乎暴露無遺。軍事重地、絕密工程、關(guān)鍵設(shè)施等的泄露將極大地威脅國家安全。在信息化、大數(shù)據(jù)飛速發(fā)展的背景下,數(shù)據(jù)的累積分析也有可能危及國家的信息安全等從而帶來被動(dòng)局面。二是基于無人機(jī)、熱氣球等的太空互聯(lián)網(wǎng)帶來便利的同時(shí)將給國家領(lǐng)土安全帶來新的挑戰(zhàn)。這些技術(shù)萬一被恐怖份子利用來傳遞信息、散布謠言等后果將不堪設(shè)想,特別是那些躲在偏僻地區(qū)的恐怖團(tuán)伙一旦掌握技術(shù),將大大加劇反恐的難度。
三、 我國發(fā)展太空互聯(lián)網(wǎng)的建議
將太空互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)融入國防航空航天體系中,協(xié)同完善空天一體化通信網(wǎng)絡(luò)。架構(gòu)于衛(wèi)星和航空飛行器的太空互聯(lián)網(wǎng)帶來極大便利和廣泛應(yīng)用的同時(shí)也將帶來新的挑戰(zhàn)。“空天一體,攻防兼?zhèn)?span lang="EN-US">”是人民空軍戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的方向。隨著我國國家戰(zhàn)略需求和安全形勢的轉(zhuǎn)變,我國空軍建軍思想已由單一國土防空型的戰(zhàn)術(shù)空軍,向空天一體化戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。空天一體化通信系統(tǒng)將是國防裝備的投入重點(diǎn),等要將太空互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)融入到國防與航空航天體系中,進(jìn)一步地完善空天一體化通信網(wǎng)絡(luò)。
積極推進(jìn)太空互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品的研究制造。建設(shè)太空互聯(lián)網(wǎng)的難關(guān)包括高性能衛(wèi)星等航空航天器的研制、傳輸技術(shù)和傳輸協(xié)議的研發(fā)以及衛(wèi)星系統(tǒng)的總體架構(gòu)等。衛(wèi)星導(dǎo)航、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、無人機(jī)技術(shù)等細(xì)分領(lǐng)域也有很多難題亟待攻克。在發(fā)揮空間技術(shù)優(yōu)勢積極推進(jìn)相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品研究的同時(shí),也可以適當(dāng)?shù)蒯槍?duì)我國廣大未入網(wǎng)地區(qū)研發(fā)一些便捷、低成本的太空互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),以提升互聯(lián)網(wǎng)接入水平。
積極參與國際交流與合作,為太空互聯(lián)網(wǎng)提供健康安全的發(fā)展環(huán)境。
建設(shè)太空互聯(lián)網(wǎng),離不開國際交流與協(xié)商。在保障國家安全的基礎(chǔ)上一是積極開展太空互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上的交流合作,發(fā)揮我國的空間技術(shù)優(yōu)勢,幫助落后國家的太空互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),也借鑒先進(jìn)的技術(shù)提高我國太空互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)水平;二是積極參加制定國際間的相關(guān)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的制定;三是加強(qiáng)國際合作,防范恐怖勢力濫用太空互聯(lián)網(wǎng)。
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