衛星驚險兩小時

劉進軍

2009年2月9日，正值元宵節。10時59分56秒，“中星6B”衛星突然發生故障，150套電視節目全部中斷，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星，重4680千克，設計壽命15年，裝載38個c頻段轉發囂，渡束覆蓋中國、東南亞、太平洋及大洋洲，可轉發300套電視節目。2007年7月5日，“中星6B”在西昌發射升空，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。

衛星信號為什么會突然中斷呢?

“衛星黑客”

衛星是一個公共平臺。衛星“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”發現了攻入商業衛星通信系統的訣竅，并把一些細節公之于眾。他們還成功地捕捉到一顆商業衛星發出的數據。

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

如果被入侵的是廣播電視衛星，“黑客”很容易占領頻道。當電視廣播衛星被入侵時，“黑客”發射的功率小于被攻擊頻道的發射功率，被攻擊頻道不受影響；當“黑客”的發射功率略小于被攻擊頻道的發射功率時，被攻擊頻道會出現馬賽克；若是“黑客”的發射功率等于被攻擊頻道的發射功率，被攻擊頻道出現黑屏；一旦“黑客”的發射功率大于被攻擊頻道的發射功率，被攻擊頻道會出現“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星的加密系統。只要破譯了衛星的加密系統，在世界任何一個角落都可以知道衛星傳輸的信息。廣播電視衛星的加密系統一旦被破譯，衛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，所有廣播電視衛星的加密系統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星，衛星“黑客”將竊取衛星的傳輸資料、信息。通信衛星的加密系統一旦被破譯，任何通信資料，包括各類專網的機密都將被竊取，所以大銀行系統的專網信息，必須是網絡和衛星互相備份。雖然理論上通過衛星傳輸的所有數據都容易受到攻擊，但交易數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中的薄弱環節，衛星正是其中的薄弱環節。相對而言，新發射衛星的安全系統雖不能說無懈可擊，但數據安全防護更好一些。

惡意干擾

在衛星通信中，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星安全的重要研究課題。近幾年，惡意干擾、入侵、致盲、強占衛星的事件時有發生，已有多個國家掌握了利用激光、導彈、衛星進行摧毀、入侵、致盲和俘獲衛星的技術。干擾的重點是衛星的轉發器。

衛星轉發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；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或過飽和區。

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

如果“黑客”進行大功率上行干擾，轉發器可能工作在非線性區，出現功率掠奪現象，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星平臺的公開性，入侵衛星傳輸系統，竊取衛星傳輸的機密信息。

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

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。

衛星攻擊

2007年3月7日，俄羅斯懷疑自己的“塔季婭娜”衛星遭到了偷襲，認為是美國用高能激光器照射衛星所致。這絕不是無中生有，故意制造事端。因為“塔季婭娜”衛星在轉入地球背面，即美國上空區域前，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，不過衛星受到攻擊在歷史上曾多次發生：

蘇聯曾在1975年成功利用陸基反衛星激光武器使飛臨西伯利亞的兩顆美國衛星“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，同樣也能摧毀衛星，特別是低軌道衛星。

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

美國、俄羅斯先進的通信衛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，具有在軌鏈接能力，已對未來的通信衛星和衛星通信產生深刻的影響。美國的一些軍事衛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，足以擊穿衛星，導致衛星立即斃命。可能性更大和更危險的是，太空垃圾將衛星撞離軌道；通信衛星一旦偏離軌道或姿態發生變化，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”衛星。

這顆衛星由姿態穩定系統、動力系統、定位系統、轉發器系統、天線系統、遙控系統、溫度控制系統、廣播系統等不同的系統組成。從航天技術上看，任何一個系統出現故障，都將導致衛星失靈、殘疾，甚至報廢。

衛星對在太空中的軌道和姿態的精度要求極高，一般都在小數點后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”衛星在惡劣的空間環境中，要受到地球、月球引力和太陽光壓等影響，運行軌道會慢慢發生攝動。這種變化使得衛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星點火，提高高度，調整其姿態。如果衛星偏離原定軌道或是姿態發生變化，衛星廣播天線不能正確指向服務區，信號就會消失。

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

“中星6B”衛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”衛星的星歷顯示它正運行在東經115.5°的精確軌道上。