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太空互聯(lián)網(wǎng)正帶來巨大機遇和挑戰(zhàn)
發(fā)布時間：
2016-03-21 17:34
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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較低的地區(qū)?；ヂ?lián)網(wǎng)的便利性將得到極大的增強，屆時無論人們處于偏遠(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)。
太空互聯(lián)網(wǎng)是通過衛(wèi)星、熱氣球等實現(xiàn)全球互聯(lián)乃至星際互聯(lián)的新型技術(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，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，堅持攻防兼?zhèn)?、用御一體的思路，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)展現(xiàn)狀
太空互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵和范疇不斷拓展。太空互聯(lián)網(wǎng)最初的提出是源于對星際探索的需求。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)，而針對地面接入服務(wù)的太空互聯(lián)網(wǎng)項目也在更加火熱地開展，且搭建載體已不僅局限于身處太空的衛(wèi)星，更擴展到熱氣球、無人機等航空飛行器。特別是谷歌、三星、Facebook、SpaceX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)過程中蘊含的巨大商機，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、無人機等航空飛行器建設(shè)太空互聯(lián)網(wǎng)。谷歌的ProjectLoon項目利用裝有特殊設(shè)備的熱氣球為發(fā)展中國家及偏遠(yuǎn)地區(qū)提供廉價及穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，目前已經(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，很多科技公司也在籌劃利用衛(wèi)星建設(shè)太空互聯(lián)網(wǎng)。SpaceX計劃使用4000顆地球同步軌道衛(wèi)星覆蓋地球，將廉價、高效的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)帶到全球的任何角落。谷歌計劃為衛(wèi)星項目投入10億美元，初期打造180顆高性能繞地衛(wèi)星。三星計劃建設(shè)一個由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營保障?，F(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)嶒炇业膭?chuàng)始人馬斯克希望，當(dāng)未來人類登陸火星時，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)用帶來的機遇與挑戰(zhàn)
互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍和便利性將得到極大提升?；ヂ?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較低的地區(qū)?；ヂ?lián)網(wǎng)的便利性將得到極大的增強，屆時無論人們處于偏遠(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)計劃不斷實施，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)用將得到極大豐富。隨著星球?qū)嶒炇业刃l(wèi)星廠商將越來越多的小型衛(wèi)星送入軌道并不斷提高成像質(zhì)量，我們將能夠看到地球每一個角落的實時畫面。這將幫助人類更深入地了解哪里出現(xiàn)了問題，并在其發(fā)展成災(zāi)難之前及時采取行動。全球森林看護(hù)(GFW)項目正計劃利用星球?qū)嶒炇业膶崟r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)機會也將漸漸顯現(xiàn)。全球性農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)銷商Wilbur-Ellis與星球?qū)嶒炇以?015年2月簽訂了協(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年專注于海運的SpireGlobal計劃到2017年底的時候，將100顆衛(wèi)星送入軌道，逐漸實現(xiàn)對全球海洋的實時跟蹤。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，從而帶來被動局面。二是基于無人機、熱氣球等的太空互聯(lián)網(wǎng)帶來便利的同時將給國家領(lǐng)土安全帶來新的挑戰(zhàn)。這些技術(shù)萬一被恐怖分子利用來傳遞信息、散布謠言，其后果將不堪設(shè)想，特別是那些躲在偏僻地區(qū)的恐怖組織一旦掌握技術(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
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。一方面，發(fā)揮我國空間技術(shù)優(yōu)勢，著力科研攻關(guān)。重點突破高性能衛(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)等技術(shù)難關(guān)，努力攻克衛(wèi)星導(dǎo)航、航空發(fā)動機、無人機技術(shù)等細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)難題。另一方面，可以適當(dāng)?shù)蒯槍ξ覈鴱V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)，以提高互聯(lián)網(wǎng)接入水平。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)用的同時也將帶來新的挑戰(zhàn)。隨著國家戰(zhàn)略需求和安全形勢的轉(zhuǎn)變，我國空軍的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，攻防兼?zhèn)?rdquo;戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變?？仗煲惑w化通信系統(tǒng)將是國防裝備的投入重點，應(yīng)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，應(yīng)著力開展以下幾方面工作：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)，同時借鑒先進(jìn)的技術(shù)提高我國太空互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)水平;二是積極參加國際間的相關(guān)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的制定;三是加強國際合作，防范恐怖勢力濫用太空互聯(lián)網(wǎng)。
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