卫星惊险两小时

刘进军

2009年2月9日，正值元宵节。10时59分56秒，“中星6B”卫星突然发生故障，150套电视节目全部中断，停播时间达47分钟。

“中星6B”是由法国阿尔卡特阿莱尼亚宇航公司研制的广播电视卫星，重4680千克，设计寿命15年，装载38个c频段转发嚣，渡束覆盖中国、东南亚、太平洋及大洋洲，可转发300套电视节目。2007年7月5日，“中星6B”在西昌发射升空，运行于东经115.5°的3.6万千米的静止轨道上。

“中星6B”电视信号突然中断，不仅让上亿用户陷入混乱，而且也忙坏了中国和法国阿尔卡特公司的专家。

卫星信号为什么会突然中断呢?

“卫星黑客”

卫星是一个公共平台。卫星“黑客”可以利用平台的公开性、开放性进行入侵。目前，“黑客”入侵、骚扰、窃取卫星在技术上已不成问题，在入侵方式上也越来越多样化。

2006年8月，两个20多岁的印尼“黑客”发现了攻入商业卫星通信系统的诀窍，并把一些细节公之于众。他们还成功地捕捉到一颗商业卫星发出的数据。

尽管这两个“黑客”窃取的数据并不机密；但机密数据也有可能遭到拦截。因为自动取款机交易数据等机密资料也都基于普通互联网信息传输协议的方式进行，拦截起来并不困难。在那些电话线或光纤等地面传输方式无法使用或使用起来成本过高的地方，商业公司和政府一般都通过卫星传输各种数据。

如果被入侵的是广播电视卫星，“黑客”很容易占领频道。当电视广播卫星被入侵时，“黑客”发射的功率小于被攻击频道的发射功率，被攻击频道不受影响；当“黑客”的发射功率略小于被攻击频道的发射功率时，被攻击频道会出现马赛克；若是“黑客”的发射功率等于被攻击频道的发射功率，被攻击频道出现黑屏；一旦“黑客”的发射功率大于被攻击频道的发射功率，被攻击频道会出现“黑客”想要播出的音视频信息。

“黑客”入侵的另一种方式是破译广播电视卫星的加密系统。只要破译了卫星的加密系统，在世界任何一个角落都可以知道卫星传输的信息。广播电视卫星的加密系统一旦被破译，卫星电视运营商和密码公司将蒙受巨大损失，因此破产的也不乏其例。记载显示，所有广播电视卫星的加密系统都被破译过或多次被破译，无一幸免。

如果被入侵的是通信卫星，卫星“黑客”将窃取卫星的传输资料、信息。通信卫星的加密系统一旦被破译，任何通信资料，包括各类专网的机密都将被窃取，所以大银行系统的专网信息，必须是网络和卫星互相备份。虽然理论上通过卫星传输的所有数据都容易受到攻击，但交易数据等信息一般都经过加密处理，窃取起来相对困难。

如今，地面通信系统变得日益成熟，信息加密方式被普遍采用，这也进一步引起了那些有能力的“黑客”的破译兴趣，他们千方百计寻找安全防护系统中的薄弱环节，卫星正是其中的薄弱环节。相对而言，新发射卫星的安全系统虽不能说无懈可击，但数据安全防护更好一些。

恶意干扰

在卫星通信中，最大的危害是恶意干扰。恶意干扰和反制恶意干扰已成为卫星安全的重要研究课题。近几年，恶意干扰、入侵、致盲、强占卫星的事件时有发生，已有多个国家掌握了利用激光、导弹、卫星进行摧毁、入侵、致盲和俘获卫星的技术。干扰的重点是卫星的转发器。

卫星转发器的主要部件是高功效设备。高功效设备的主要特点是当输入功率小于饱和点时，可以近似地认为工作在线性区；如果输入功率进一步增大，超过正常值时，功率放大器就进入饱和区或过饱和区。

当转发器的工作频段在过饱和区，不仅输出功率大大降低，而且会出现大信号挤压小信号的情况。在卫星通信传输中，大信号挤压小信号的现象被称为功率掠夺或功率占用。同时，还会出现大量噪声和误码率。

如果“黑客”进行大功率上行干扰，转发器可能工作在非线性区，出现功率掠夺现象，导致广播电视信号被压缩，造成马赛克、黑屏，严重时将播出非法信号。

目前，对星上转发器实施干扰的方式主要有3种：窃取机密、堵塞干扰和插播干扰。

窃取机密是指利用卫星平台的公开性，入侵卫星传输系统，窃取卫星传输的机密信息。

堵塞干扰是指强占转发器的功率，将转发器全部阻塞，造成一个或全部转发器的电视、广播或通信业务全部瘫痪。

插播干扰是指利用功率掠夺的方式插播非法信号，下行信号收到的将是入侵干扰的非法信号。

卫星攻击

2007年3月7日，俄罗斯怀疑自己的“塔季娅娜”卫星遭到了偷袭，认为是美国用高能激光器照射卫星所致。这绝不是无中生有，故意制造事端。因为“塔季娅娜”卫星在转入地球背面，即美国上空区域前，与地面的通信仍然正常；但当“塔季娅娜”从美国一侧转出时，已经彻底与地面指挥中心失去了联系。就在同一天，美国曾进行过太空军事试验。美国国防部就此回应称：从技术上讲，美国能做到，但没做。

虽然事件的真相还是一个谜，不过卫星受到攻击在历史上曾多次发生：

苏联曾在1975年成功利用陆基反卫星激光武器使飞临西伯利亚的两颗美国卫星“短暂致盲”，但这但被视作一种干扰。

1997年10月，美国陆军在新墨西哥州白沙导弹靶场进行了陆基激光反卫星试验。陆基激光器曾在试验中击毁俄罗斯制造的火箭弹。激光武器能摧毁导弹，同样也能摧毁卫星，特别是低轨道卫星。

当今世界，大国或强国之间发生战争，首先受到攻击的就是卫星。如果通信卫星被摧毁，被攻击方将成为“聋子”；如果通信卫星被俘虏，还会把相关机密信息透露出去或被动传递虚假消息；如果广播电视卫星被劫持，就将转发对方的广播电视宣传镜头、制造混乱，等等。美国、俄罗斯、欧洲已研发多种攻击卫星系统、卫星防卫系统和隐形技术。

美国、俄罗斯先进的通信卫星正采用极高频和星际通信技术，抗干扰和防截听能力很强，载有智能化分配、自组织控制分系统，具有在轨链接能力，已对未来的通信卫星和卫星通信产生深刻的影响。美国的一些军事卫星甚至可以伪装成空间碎片。

太空垃圾撞击

除了上面提到的这些因素外，受到太空垃圾撞击也是人们怀疑的理由之一。如果算上微小的垃圾，目前太空存在的垃圾已超过1.5亿件。特别是一些小垃圾非常难以追踪，对正常运行的卫星的危险性绝不亚于大件太空垃圾。一颗迎面而来的直径0.5毫米的金属微粒，足以击穿卫星，导致卫星立即毙命。可能性更大和更危险的是，太空垃圾将卫星撞离轨道；通信卫星一旦偏离轨道或姿态发生变化，传输信号会立即中断。

“中星6B”故障原因

回过头来，我们再看“中星6B”卫星。

这颗卫星由姿态稳定系统、动力系统、定位系统、转发器系统、天线系统、遥控系统、温度控制系统、广播系统等不同的系统组成。从航天技术上看，任何一个系统出现故障，都将导致卫星失灵、残疾，甚至报废。

卫星对在太空中的轨道和姿态的精度要求极高，一般都在小数点后4到6位，时间精确到毫秒，距离精确到10米，角度误差不能大于10％。

“中星6B”卫星在恶劣的空间环境中，要受到地球、月球引力和太阳光压等影响，运行轨道会慢慢发生摄动。这种变化使得卫星慢慢偏离原来的轨道下降，因此，每隔一段时间，地面控制人员要将卫星点火，提高高度，调整其姿态。如果卫星偏离原定轨道或是姿态发生变化，卫星广播天线不能正确指向服务区，信号就会消失。

在所有系统都正常的情况下，“中星6B”卫星突然中断信号。中、法卫星专家排除了其他可能，判断为卫星在调姿发动机点火时，偏离了轨道，姿态发生变化。沉默47分钟后，“中星6B”卫星经过约一个半小时的紧急抢救，姿态慢慢恢复正常，节目陆续恢复播出。

“中星6B”卫星的事故是史无前例的，必将成为未来教科书上的经典一页。世界标准时间为2009年9月24日20时12分13秒405毫秒，“中星6B”卫星的星历显示它正运行在东经115.5°的精确轨道上。