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自从60年前诞生以来,卫星已经成为现代高科技文明中不可或缺的一个组成部分。但是由于它们的运行稳妥可靠,而且在现实生活中我们几乎看不见它们,所以我们把它们的存在视为理所当然的事情。现在就让我们看一下,如果所有的卫星突然之间全部消失,都将发生些什么吧。
首先,所有的卫星——或者至少是它们中的大部分——都无法正常运行,也许乍听上去会令人感到稀奇,但此事并非完全不可能。至少在三种较为可信的场景下,这一幕是可能发生的。
正如科技惊悚小说《幽灵舰队》中描绘的那样(《幽灵舰队》是一部描写人类下一次世界大战的科幻小说),卫星可能被交战双方故意干掉。在这本书中,时间被设定在不久的将来,中国军队使用反卫星卫星将高能武器对准了敏感的美国目标。在地面行动尚未开始之前,美国的几十颗卫星就已经成了一堆废铁。
我们还要考虑到有其他外层空间战争的情形。乔治· C.马歇尔研究所是一个以弗吉尼亚州为基地的美国政府智库,重点关注科学问题和公共政策。其所长杰夫·考特说,交战双方可以从地面站对卫星发起物理攻击,阻断卫星通信,比如释放颗粒云攻击、部署高空气象监测火箭或者引爆高空核设备。
除此之外,我们的卫星还可能被大规模的太阳风暴摧毁。只要再发生一次所谓的卡林顿事件(就像1859年的那一次),就足以对现代文明造成巨大的破坏。就像《今日宇宙》杂志社的弗雷泽·凯恩解释的那样,如果一场太阳磁暴的能量足够强大,就会使地球上所有的电网都过载“爆掉”,并且把我们所有在轨道上运行的卫星“炸熟” 了。
“当磁暴的高能粒子扫过地球时,它携带的电荷量是极其巨大的,”凯恩说,“对那些运行轨道靠近地球的卫星来说,它们中的大部分会受到地球磁场的保护,但是对在更高轨道上运行的卫星,特别是在地球同步轨道上运行的卫星来说,它们就不会那么幸运了。在磁暴期间,整个卫星都会被加载上电荷,而后这些过量的电荷可以进入卫星组件,并且把它们烧毁。”
凯恩说,在当下,就有几百个地球同步卫星绕地球运行,包括在大约2万千米高空围绕地球运行的GPS卫星网络,它们都是很脆弱的。
最后,还要考虑到凯斯勒现象。2013年上映的电影《地心引力》,对凯斯勒现象有所描述。在电影中,俄罗斯用导弹摧毁了一颗报废卫星,无意中引发了一连串连锁反应,从而导致形成了一个不断发展壮大的轨道空间碎片云。在碎片云所到之处,所有的物体——包括卫星、空间站以及宇航员——统统被消灭了。令人不安的是,凯斯勒现象发生的可能性是极其现实的,并且随着人们将越来越多的物体发射入太空,凯斯勒现象发生的可能性正在稳步升高。
考虑到这些可怕的前景,也就不怪人们要问,如果以上提到的这些事情真的发生了,会对我们的文明造成怎样的影响呢?我们的卫星舰队完全丧失会对人类目前的技术化生存方式造成巨大的破坏,人们将在短期、中期和长期感受到这种破坏,并且这种破坏是多个领域的。
通信遭到破坏
几乎就在丧失所有卫星的同时,我们会注意到我们沟通的能力、共享信息的能力、进行交易的能力大幅降低了。
“如果我们失去了通信卫星,那么就没有什么带宽可言了。”乔纳森·麦克道尔说。乔纳森·麦克道尔是一名天体物理学家,也是参与钱德拉太空望远镜项目的科学家之一,还是哈佛大学史密森尼天体物理中心的创始人。
麦克道尔说,随着远距离通信卫星被摧毁,远距离通信的重担将落在海底电缆和陆基通信系统身上。但是,随着通信卫星被摧毁,很多通信方式也将在瞬间消失,而另外一些则会保留下来。
所有的国际长途电话和数据传输都不得不改道发送,这将给地面和海底电缆施加巨大的压力。过多的数据传输请求将使这些系统的容量发挥到极限,从而使得许多电话无法拨通。数以亿计的互联网连接将消失,或者严重超载。大约同样数量的手机也会变得无法使用。而对一些偏远地区的人们来说,他们看的电视、用的互联网、收听的收音机全都依赖卫星传输信号, 届时, 所有这些服务都会消失。
“实际上,很多电视将会突然间信号全无,”麦克道尔说,“相当一部分电视用户使用的是有线电视,而有线电视公司则是接收来自卫星的电视信号到他们的中心,再通过有线电视进行转播。”
必须指出的是,这一戏剧性的场景实际上是有先例的,虽然时间极为短暂。让我们回到1998年,其中有那么一天一颗卫星失效了,而全世界所有的寻呼机都停止了工作。
拿出你的纸质地图吧
因为我们还会失去全球定位系统(GPS),所以必须依靠纸质地图。自从GPS投入运行以来,它已经变得无处不在, 而且对GPS 形成依赖的系统数目惊人。
“除了这样一个事实,那就是每个人都忘记了在他们的汽车中没有GPS 导航会是什么样子以外,许多飞机也使用GPS进行导航。”麦克道尔说。
尽管有备份系统存在,但是航空公司依旧使用GPS来规划最省油和最快捷的航线。没有GPS和通信卫星,飞机控制器在通信和规划航线上将面临巨大的困难。航空公司将不得不退回到先辈遗留下来的导航系统和程序上。考虑到今天航空交通的庞大数量,事故恐怕就难以避免了。
其他受到影响的系统还包括:采用GPS导航的海上货运系统、供应链管理系统和交通枢纽。
而且,GPS 并不单单提供定位服务,它还提供授时服务。当然,陆基的原子钟也能完成相同的工作,但是现在,GPS系统已经越来越多地通过卫星发布国际标准时间。在中止服务的数小时内,任何要求严格同步的分布式网络将开始尝到“时钟漂移”的恶果,从而导致严重的性能问题和彻底的服务中断。这种崩溃将会影响人类生活的各个方面,从电网到金融领域都将受到影响。
首先,所有的卫星——或者至少是它们中的大部分——都无法正常运行,也许乍听上去会令人感到稀奇,但此事并非完全不可能。至少在三种较为可信的场景下,这一幕是可能发生的。
正如科技惊悚小说《幽灵舰队》中描绘的那样(《幽灵舰队》是一部描写人类下一次世界大战的科幻小说),卫星可能被交战双方故意干掉。在这本书中,时间被设定在不久的将来,中国军队使用反卫星卫星将高能武器对准了敏感的美国目标。在地面行动尚未开始之前,美国的几十颗卫星就已经成了一堆废铁。
我们还要考虑到有其他外层空间战争的情形。乔治· C.马歇尔研究所是一个以弗吉尼亚州为基地的美国政府智库,重点关注科学问题和公共政策。其所长杰夫·考特说,交战双方可以从地面站对卫星发起物理攻击,阻断卫星通信,比如释放颗粒云攻击、部署高空气象监测火箭或者引爆高空核设备。
除此之外,我们的卫星还可能被大规模的太阳风暴摧毁。只要再发生一次所谓的卡林顿事件(就像1859年的那一次),就足以对现代文明造成巨大的破坏。就像《今日宇宙》杂志社的弗雷泽·凯恩解释的那样,如果一场太阳磁暴的能量足够强大,就会使地球上所有的电网都过载“爆掉”,并且把我们所有在轨道上运行的卫星“炸熟” 了。
“当磁暴的高能粒子扫过地球时,它携带的电荷量是极其巨大的,”凯恩说,“对那些运行轨道靠近地球的卫星来说,它们中的大部分会受到地球磁场的保护,但是对在更高轨道上运行的卫星,特别是在地球同步轨道上运行的卫星来说,它们就不会那么幸运了。在磁暴期间,整个卫星都会被加载上电荷,而后这些过量的电荷可以进入卫星组件,并且把它们烧毁。”
凯恩说,在当下,就有几百个地球同步卫星绕地球运行,包括在大约2万千米高空围绕地球运行的GPS卫星网络,它们都是很脆弱的。
最后,还要考虑到凯斯勒现象。2013年上映的电影《地心引力》,对凯斯勒现象有所描述。在电影中,俄罗斯用导弹摧毁了一颗报废卫星,无意中引发了一连串连锁反应,从而导致形成了一个不断发展壮大的轨道空间碎片云。在碎片云所到之处,所有的物体——包括卫星、空间站以及宇航员——统统被消灭了。令人不安的是,凯斯勒现象发生的可能性是极其现实的,并且随着人们将越来越多的物体发射入太空,凯斯勒现象发生的可能性正在稳步升高。
考虑到这些可怕的前景,也就不怪人们要问,如果以上提到的这些事情真的发生了,会对我们的文明造成怎样的影响呢?我们的卫星舰队完全丧失会对人类目前的技术化生存方式造成巨大的破坏,人们将在短期、中期和长期感受到这种破坏,并且这种破坏是多个领域的。
通信遭到破坏
几乎就在丧失所有卫星的同时,我们会注意到我们沟通的能力、共享信息的能力、进行交易的能力大幅降低了。
“如果我们失去了通信卫星,那么就没有什么带宽可言了。”乔纳森·麦克道尔说。乔纳森·麦克道尔是一名天体物理学家,也是参与钱德拉太空望远镜项目的科学家之一,还是哈佛大学史密森尼天体物理中心的创始人。
麦克道尔说,随着远距离通信卫星被摧毁,远距离通信的重担将落在海底电缆和陆基通信系统身上。但是,随着通信卫星被摧毁,很多通信方式也将在瞬间消失,而另外一些则会保留下来。
所有的国际长途电话和数据传输都不得不改道发送,这将给地面和海底电缆施加巨大的压力。过多的数据传输请求将使这些系统的容量发挥到极限,从而使得许多电话无法拨通。数以亿计的互联网连接将消失,或者严重超载。大约同样数量的手机也会变得无法使用。而对一些偏远地区的人们来说,他们看的电视、用的互联网、收听的收音机全都依赖卫星传输信号, 届时, 所有这些服务都会消失。
“实际上,很多电视将会突然间信号全无,”麦克道尔说,“相当一部分电视用户使用的是有线电视,而有线电视公司则是接收来自卫星的电视信号到他们的中心,再通过有线电视进行转播。”
必须指出的是,这一戏剧性的场景实际上是有先例的,虽然时间极为短暂。让我们回到1998年,其中有那么一天一颗卫星失效了,而全世界所有的寻呼机都停止了工作。
拿出你的纸质地图吧
因为我们还会失去全球定位系统(GPS),所以必须依靠纸质地图。自从GPS投入运行以来,它已经变得无处不在, 而且对GPS 形成依赖的系统数目惊人。
“除了这样一个事实,那就是每个人都忘记了在他们的汽车中没有GPS 导航会是什么样子以外,许多飞机也使用GPS进行导航。”麦克道尔说。
尽管有备份系统存在,但是航空公司依旧使用GPS来规划最省油和最快捷的航线。没有GPS和通信卫星,飞机控制器在通信和规划航线上将面临巨大的困难。航空公司将不得不退回到先辈遗留下来的导航系统和程序上。考虑到今天航空交通的庞大数量,事故恐怕就难以避免了。
其他受到影响的系统还包括:采用GPS导航的海上货运系统、供应链管理系统和交通枢纽。
而且,GPS 并不单单提供定位服务,它还提供授时服务。当然,陆基的原子钟也能完成相同的工作,但是现在,GPS系统已经越来越多地通过卫星发布国际标准时间。在中止服务的数小时内,任何要求严格同步的分布式网络将开始尝到“时钟漂移”的恶果,从而导致严重的性能问题和彻底的服务中断。这种崩溃将会影响人类生活的各个方面,从电网到金融领域都将受到影响。