王凌霞：太空互联网正带来巨大机遇和挑战

 

 

 　　太空互联网是通过卫星、热气球等实现全球互联乃至星际互联的新型互联网技术。目前，提供地面接入服务的太空互联网已进入测试阶段，面向星际探索服务的太空互联网亦取得积极进展，这在极大扩展互联网未来覆盖范围、极大丰富各领域应用的同时，也将给国家信息安全带来新的挑战。我国应重视并把握发展新趋势，坚持攻防兼备、用御一体的思路，及早布局和积极推进太空互联网相关技术产品发展。

　　一、 太空互联网发展建设现状

　　太空互联网的概念和内涵一直处于变化过程中。太空互联网最早提出是针对星际探索的需求。近年来，服务星际探索的太空互联网研究仍在继续，但面向地面接入服务的太空互联网项目更加火热展开，且搭建载体已不局限于身处太空的卫星，更扩展到热气球、无人机等航空飞行器。特别是三星、Facebook、Space X等科技巨头看中了太空互联网为偏远未入网地区提供服务过程中蕴含的巨大商机，建设热情很高。

　　提供地面接入服务的太空互联网已进入测试阶段。一方面，科技公司利用热气球、无人机等航空飞行器建设太空互联网。谷歌的Project Loon项目利用装有特殊设备的热气球为发展中国家及偏远地区提供廉价及稳定的网络连接，现已经与斯里兰卡签约，将利用高空氦气球提供地面民众上网服务。Facebook正在研发为偏远地区提供互联网服务的高空高续航无人机Aquila。另一方面，随着卫星技术更加先进，布置卫星成本降低，科技公司也筹划利用卫星建设太空互联网。Space X计划使用4000颗地球同步轨道卫星覆盖地球，将廉价、高效的互联网服务带到全球的任何角落。谷歌计划为卫星项目投入10亿美元，初期打造180颗高性能绕地卫星。三星计划建设一个由4600颗微型卫星组成的互联网服务网络。

　　面向星际探索服务的太空互联网亦取得积极进展。太空互联网将为人类太空探索提供重要的运营保障。现今卫星的有效载荷多由天线分系统和转发器分系统组成，接收信号并转发至地面处理，一般不承载路由器，无法满足星际联网的需求。思科公司制造并安装了首个太空互联网路由器，使卫星通信可以不依赖地面设施，给深空通信和星际互联网提供了发展可能。针对太空传输的数据延迟和数据丢失等问题，美国宇航局研发出一种异于目前通用互联网传输控制协议的新型协议，以支持太空互联网的星际传输需求。太空互联网可以被用于未来的火星乃至外太空的探索。星球实验室的创始人马斯克希望，当未来人类登陆火星时，太空互联网技术可以使互联网服务覆盖火星。

　　二、太空互联网发展应用带来的机遇与挑战

　　互联网的覆盖范围和便利性将极大提升。互联网在日常生活中正变得越来越重要，然而全球仍有三分之二的人口不能连接互联网。有线网络能够覆盖的范围有限，蜂窝网络也只能覆盖少部分区域，太空互联网将大幅提升互联网的覆盖范围，特别是用户密度相对较低的地区。互联网的便利性将得到极大的增强，届时无论人们处于偏远农村，还是遥远角落，或是身处太空，都能方便地登陆互联网。随着太空互联网计划不断实施，国际空间站的宇航员将享受到更快更稳定的互联网，改变目前需要与地面通信才能上网且通信经常中断的局面。太空互联网实现后，星际间通信将成为可能，人们可以坐在家中通过太空互联网自由地欣赏外太空的影像，或是与身在外太空的宇航员自由畅聊。

　　基于太空互联网的各领域应用将极大丰富。随着星球实验室等卫星厂商将越来越多的小型卫星送入轨道并且不断提升成像质量，我们将能够看到地球每一个角落的实时画面。这将帮助人类更深入地了解哪里出现问题并在其发展成灾难之前及时采取行动。全球森林看护(GFW)项目正计划利用星球试验室的实时图片数据来预测和改变乱砍滥伐的行为。各种全新的商业机会也将渐渐显现。全球性农产品经销商Wilbur-Ellis与星球试验室在今年2月签订了一份协议，在2016年种植期来临之前，为客户提供一整套全新的工具，帮助农民更准确地管理农作物的产量。创立于2012年专注于海运的Spire Global计划到2017年底的时候，将100颗卫星送入轨道，逐渐实现对全球海洋的实时跟踪。

　　太空互联网发展给国家信息安全带来新的挑战。一是卫星技术的发展给国家的空天安全带来了新的威胁。星载雷达、数据传输等技术的进步使得地表情形几乎暴露无遗。军事重地、绝密工程、关键设施等的泄露将极大地威胁国家安全。在信息化、大数据飞速发展的背景下，数据的累积分析也有可能危及国家的信息安全等从而带来被动局面。二是基于无人机、热气球等的太空互联网带来便利的同时将给国家领土安全带来新的挑战。这些技术万一被恐怖份子利用来传递信息、散布谣言等后果将不堪设想，特别是那些躲在偏僻地区的恐怖团伙一旦掌握技术，将大大加剧反恐的难度。

　　三、 我国发展太空互联网的建议

　　将太空互联网建设融入国防航空航天体系中，协同完善空天一体化通信网络。架构于卫星和航空飞行器的太空互联网带来极大便利和广泛应用的同时也将带来新的挑战。“空天一体，攻防兼备”是人民空军战略转型的方向。随着我国国家战略需求和安全形势的转变，我国空军建军思想已由单一国土防空型的战术空军，向空天一体化战略转变。空天一体化通信系统将是国防装备的投入重点，等要将太空互联网建设融入到国防与航空航天体系中，进一步地完善空天一体化通信网络。

　　积极推进太空互联网相关技术、产品的研究制造。建设太空互联网的难关包括高性能卫星等航空航天器的研制、传输技术和传输协议的研发以及卫星系统的总体架构等。卫星导航、航空发动机、无人机技术等细分领域也有很多难题亟待攻克。在发挥空间技术优势积极推进相关技术、产品研究的同时，也可以适当地针对我国广大未入网地区研发一些便捷、低成本的太空互联网技术，以提升互联网接入水平。

　　积极参与国际交流与合作，为太空互联网提供健康安全的发展环境。

　　建设太空互联网，离不开国际交流与协商。在保障国家安全的基础上一是积极开展太空互联网技术上的交流合作，发挥我国的空间技术优势，帮助落后国家的太空互联网建设，也借鉴先进的技术提高我国太空互联网建设水平;二是积极参加制定国际间的相关协议和标准的制定;三是加强国际合作，防范恐怖势力滥用太空互联网。