本卷包括三篇論文,這些論文是在IAI于2022-2023年與Intesa San Paolo合作并在其支持下開展的 "空間的地理金融 "研究項目框架內起草和討論的。作者對外層空間領域的主要發展、主要空間行為者的最新立場和倡議以及促進更安全和穩定的空間環境的努力提出了不同的觀點。他們重點討論了外層空間的三個密切相關的方面:其商業化和日益增長的經濟重要性,不斷擴大和多樣化的軍事活動的作用和影響,以及仍處于萌芽狀態和不充分的監管框架。
朱利安-蘇斯在 "保護大國競爭的星光屏幕?"一章中描述了外層空間在地緣政治中發揮的新作用,特別是在大國之間不斷深化的競爭中。在一個日益多極化的世界中,空間行為者已經成倍增加。這一趨勢似乎將在未來幾十年繼續下去,使達成協議的努力復雜化,并為與空間活動的管理和監管有關的大量未解決的問題找到共同的解決方案。空間的軍事意義已經穩步增長。它已經成為部署一些最先進的雙重用途技術的關鍵領域。領先的航天國家現在嚴重依賴天基資產,這些資產可以成為主要的作戰工具或目標。他們已經建立了新的防御結構,包括空間指揮部,以充分利用外層空間作為一個軍事平臺,并更好地將空間能力納入其軍事機構。同時,蘇斯指出,空間活動反映了地球上的動態并與之密切相關。特別是,美國和中國之間的競爭可能會成為塑造空間環境軍事層面的唯一最重要的因素。在這種情況下,缺乏對空間活動的監管是一個令人關切的主要來源,這也是因為大國極不愿意接受可能削弱其軍事優勢或阻止其獲得基于新興技術的新能力的限制。事實上,他們正專注于開發新的手段來保護其資產。然而,正如蘇斯所強調的,只有規范空間行為的協議才能減少與空間軍事化有關的日益增長的風險。空間領域的商業化和相關的經濟利益可以為趨同的監管努力提供一個強大的激勵。然而,空間能力方面現有的差異和不對稱仍然是一個巨大的絆腳石。
Giulia Pavesi撰寫的 "外層空間活動的監管"一章,對旨在監管空間活動的現有規范性框架以及為引入新規則以應對迅速變化的空間環境而正在進行的努力進行了批判性的概述,該環境的特點是活動越來越擁擠,大國之間的競爭越來越激烈。本章說明了空間演變的不同部門的主要法律發展。它首先討論了空間資源的使用和占有所帶來的法律問題,這是一個最近高度突出的問題。Pavesi指出,1967年《外層空間條約》(OST)和《月球協定》(MA)的一些條款與空間資源的利用有關,但仍然存在著相當大的法律不確定性,可能有利于破壞不占有原則的活動。雖然在聯合國框架內曾試圖填補這一法律空白,但據帕維西說,在不久的將來通過一項國際協議是不太可能的。相反,美國一直專注于促進其空間機構與伙伴國家之間的 "阿特米斯協議",而中國和俄羅斯則簽署了以空間開發為中心的各種協議。這凸顯了在空間領導權方面日益激烈的競爭,這使得在多邊,即聯合國環境下達成協議的任何努力變得復雜。帕維西強調的另一個優先事項是空間交通管理(STM)和外層空間的負責任行為。這包括軌道碎片的減少和補救。在STM領域,現有的法律文書顯然是不夠的。迄今為止,國際合作一直是監管和技術性質的,但帕維西強調,現在需要的是一套全面的規則和明確的義務。她認為,努力應該集中在STM的重要方面,如建立信息共享和通知機制,確保操作層面的標準化,并制定統一的碎片管理做法。在這方面,她指出,各國已經表現出明顯傾向于靈活的方法,旨在確保負責任的行為而不是禁止或限制技術的使用。這也是她對規范國家在外層空間的互動的各種嘗試的批評性評價所顯示的。優先考慮的仍然是開發和使用外層空間資源的自由。帕維西認為,軟性和硬性法律文書不應視為相互排斥,而是相互補充和相互加強的。
Jules Varna和Rodolfo Zontini的 "全球空間經濟:定義、演變和預測 "一章討論了與外層空間在全球經濟中的作用有關的關鍵結構問題。作者強調需要開發更有效和準確的模型來評估空間活動的社會經濟影響。他認為,有效的決策應該建立在對空間經濟組成部分更準確的識別和理解上。只有通過更大的透明度和對國際數據的獲取,以及開發一種共享的方法,才能實現這一點。專業研究在這方面可以發揮關鍵作用。在這個方法論的前提下,瓦爾納和宗蒂尼研究了全球空間經濟不斷變化的估計,審查了它的各個組成部分,包括公共和私人,以及相關的未來情景。他們比較了關于空間經濟未來演變的各種預測,以及它對全球經濟增長的潛在貢獻,警告最樂觀的評價可能存在的缺點。然而,一些驅動因素,包括私人空間投資的穩定增長、新商業模式的發展和技術進步,可能會繼續加強空間活動在全球經濟中的作用及其對日常生活的重要性。
本科學報告介紹了加拿大國防研究與發展(DRDC)和美國陸軍作戰能力發展司令部指揮、控制、通信、計算機、網絡、情報、監視和偵察(C5ISR)研究與技術集成(DEVCOM C5ISR RTI)在調查無人駕駛飛行器(UAV)電磁輻射方面所做的加拿大(CAN)-美國(USA)聯合工作。這項研究的目的是量化這些輻射,并確定在無人飛行器上部署電磁傳感器作為有效載荷可能面臨的工程挑戰。為此,我們選擇了幾種現成的商用系統和/或組件,并將其與一種實驗儀器結合使用,該儀器設計用于記錄 100 kHz 至 4 MHz 頻率范圍內的電磁噪聲。使用兩個獨立的實驗裝置對 12 個不同的系統進行了測試。選擇這些系統的依據不僅有可用性,還有外形尺寸(旋轉翼和有翼)和燃料類型(電動電池、甲烷和汽油)。12 個無人機系統的電磁輻射首先在系統層面(即系統整體)進行采集。完成這項工作后,又進行了更深入的組件級分析,以確定無人機組件的噪聲特性。結果表明,所有電池供電的無人機都會在整個相關頻段內發出噪聲,而且不同無人機之間的噪聲差別很大。組件級分析表明,電機鏈產生了其中一種無人機(Stingray)的大部分(如果不是全部的話)觀測到的輻射,這很可能可以推廣到其他無人機系統。這是由于驅動無人機電機需要較大的調制電流。由于電池供電系統易于操作而受到青睞,因此必須開展進一步的工作,以確保可能作為有效載荷部署的傳感器符合電磁標準。
在無人駕駛飛行器上部署和控制傳感器技術作為有效載荷的能力,可以顯著增加操作員與潛在威脅之間的距離。這種距離的增加可大大降低操作員和其他軍事資產面臨的潛在風險。然而,在傳感器與潛在的無人飛行器集成之前,必須對電磁輻射進行分析,以確定潛在的干擾和集成問題。
圖 2:DJI Phantom 4 Pro 的電磁輻射。圖中展示了無人機測試時的照片(上圖)和測量到的輻射(下圖)。測量到的輻射(紅色)與背景噪聲(黑色)相對照。在隨后對電池供電系統的測量中也觀察到,電磁輻射通常由一系列緊密間隔的峰值組成,在整個頻譜帶寬上高于背景。例如,這會對某些傳感器有效載荷造成干擾。
本最終技術報告總結了 2018 年 9 月至 2022 年 9 月期間 AFRL 項目 "嵌入式深度學習和高級計算 "的研發工作。該項目涉及兩個重要的技術趨勢:使用深度神經網絡(DNN)的深度學習正迅速成為許多機器學習應用的首選方法,而網絡邊緣的嵌入式設備正變得越來越廣泛。通過這兩種技術的融合,我們可以看到新一代嵌入式設備的出現,它們可以執行智能任務,如學習未知環境和感興趣的目標、周圍環境的三維映射、執行數據分析以及根據本地數據進行預測。這些設備構成了所謂的人工智能物聯網(AIoT)[1]。
本研究項目研究的基礎技術可促進未來嵌入式深度學習的高效訓練和推理計算系統。研究的主要方法包括 (1) 使用隨機舍入的可變精度分塊浮點;(2) 采用術語量化,將浮點數量化為 2 次冪術語,而不是傳統的均勻量化;(3) 使用特定領域詞匯對預訓練語言模型進行調整;(4) 通過使用恒定帶寬塊的調度最大限度地減少內存訪問;(5) 在算法的協同設計中應用全棧優化、 (6) 為可穿戴計算拆分神經網絡,(7) 設計用于檢測輸入到 DNN 的非分布式輸入的算法,(8) 為高效的 DNN 系統陣列實現打包稀疏 DNN,(9) 為 DNN 的 3DIC 實現設計內存邏輯架構和系統構建模塊,以及 (10) 在內存計算中利用位級稀疏性。
卷積神經網絡(CNN)等深度神經網絡(DNN)實現了深度學習。它們具有多層非線性特征轉換,每增加一層就能提取出越來越好的特征。然而,訓練一個大型 DNN 并在這樣的網絡上執行推理需要耗費大量的時間和精力。對于大型語言模型(LLM)和生成式對抗網絡(GAN)等大型深度網絡來說,訓練成本很高。由于小型人工智能物聯網(AIoT)設備在處理能力、內存占用和功耗預算方面存在嚴格的資源限制,因此在這些設備上進行訓練和推理更具挑戰性。有必要共同設計算法、模型和硬件參數,以便在這些嵌入式設備上執行高效的訓練和推理。在為嵌入式設備訓練復雜的深度模型時,并行處理、管理內存訪問時間表和利用數據稀疏性等高級計算技術至關重要。
本項目旨在針對嵌入式深度學習和推理中的關鍵挑戰開展廣泛研究。例如,我們探索了嵌入式深度學習與基于并行和分布式計算的高級計算之間的相互作用。該項目利用了 PI 在相關領域的經驗,包括他早期在系統陣列以及分布式和嵌入式神經網絡架構方面的工作。我們將在本報告的其余部分重點介紹我們已發表的部分成果。
本文是對網絡空間和國家安全思想的重要貢獻。它也是美國網絡司令部(USCYBERCOM)與國防大學(NDU)信息與網絡空間學院(CIC)之間持久而富有成效的關系的一個范例。
2022年年中,USCYBERCOM學術參與網絡開始征集論文,該網絡是在與CIC協商后新成立的機構。由艾米莉-戈德曼(Emily Goldman)和邁克爾-華納(Michael Warner)組成的委員會選出了前三名。經USCYBERCOM J5、美國海軍少將Heidi Berg批準后,入選文章的作者受邀作為小組成員參加了2022年11月17日由USCYBERCOM和CIC在位于華盛頓特區Lesley J. McNair堡的NDU共同主辦的綜合威懾網絡研討會(Cyber Symposium on Integrated Deterrence)。
本卷封面照片拍攝的是USCYBERCOM司令Paul M. Nakasone將軍(美國)為11月活動致開幕詞。在致辭中,中曾根將軍將CIC稱為 "我們的學院",以表彰他目前領導的職能作戰司令部與其任務領域相一致的主辦戰爭學院級機構之間的密切合作。
在2017財年國防授權法案中,國會將國防大學信息資源管理學院更名為CIC,以優先滿足日益增長的國防網絡勞動力的戰略導向教育需求。更名儀式后不到一年,CIC團隊主辦了2018年網絡空間戰略研討會。2018年活動的核心問題是 "我們需要哪些基本組織原則來更有效地在網絡空間運作?" 該活動幫助制定的一項原則是 "持久參與",該原則自此廣受歡迎。該活動是CIC支持的一系列USCYBERCOM戰略研討會的第一次,最近一次是2022年11月的活動,本卷主要與之相關。
這里分享的概念可能有助于更好地理解網絡空間和國家安全的現狀,以及如何塑造它們的未來。對于關注這一不斷發展的、相互競爭的優先事項的戰略家、研究人員或實踐者而言,相信你會從中獲得許多重要的戰略見解。
2022年國防戰略(NDS)圍繞綜合威懾概念展開。它要求跨領域、跨戰區和跨沖突范圍的無縫行動,利用非軍事工具,得到合作伙伴的支持和網絡整合的支持。NDS解釋說,在聯合部隊尋求威懾侵略的同時,它也在進行反擊對手在武裝沖突之前的行動,并建立持久優勢以維持軍事實力,使對手相信他們無法通過武裝沖突實現其目標。綜合威懾的基礎是認識到對手有整體戰略,而美國需要自己的整體方法來確保美國的利益和推進國家目標。因此,綜合威懾努力優化所有國家力量工具的使用。
本論文集為正在進行的關于綜合威懾如何支持國家利益的作戰和學術討論增添了新的內容,綜合威懾是NDS三大戰略之一,還包括戰役和建立持久優勢。它還有助于美國網絡司令部在競爭、危機和沖突中扮演網絡空間作戰的角色,以支持新的NDS優先事項:保衛國土、遏制侵略、阻止戰略攻擊和建立一支有彈性的聯合部隊。
本編輯集以Jim Chen的 "網絡空間威懾:綜合威懾的重要組成部分 "開篇,該文提出威懾是防止戰爭和維護穩定的重要手段。陳對威懾的本質進行了研究,并認識到不同類型的威懾適用于不同類型的戰略環境。一種威懾的有效性取決于其特定的戰略背景。為了實現動態威懾,陳曉明提出了多層次、多角度的綜合威懾戰略架構。該架構包含了武裝沖突門檻以下和以上的戰略環境;各種國家力量工具的維度,如外交、信息、軍事、經濟和執法;以及聯盟和伙伴關系。
Michael Navicky和Benjamin Tkach撰寫的第二篇論文 "跨域網絡事件與國家應對 "認為,要建立網絡威懾,就必須分析跨域和多域威脅環境中的網絡威懾。作者反駁了 "參與網絡領域是一項低成本的努力 "這一頑固假設。對于美國試圖威懾的網絡活動類型,對手在人員和基礎設施方面的沉沒成本都是巨大的。網絡威懾的效果往往以網絡攻擊行為來量化,雖然從數量上看是巨大的,但更類似于侵犯國際航行自由或領空的行為。作者認為,在缺乏對侵犯行為進行分類的必要規范的情況下,國防部必須為跨領域的網絡能力威懾信號開發一種類型。
最后,J.D. Work的“反網絡作戰戰役的累積結果:對綜合威懾的貢獻”,該文考慮了新頒布的綜合威懾概念,再次提出了網絡行動如何促進美國基礎國防戰略的問題。盡管在網絡持久性理論基礎上提出的理論繼續為該領域內和通過該領域進行的互動提供強大的解釋價值,但決策者仍在尋求如何將這些新理念與美國態勢的長期目標相協調。工作重新解釋了反對派的因果機制,考慮到其能力的削弱和選擇的減少,即反網絡行動的累積結果,侵略相對于克制的相對利益可能會打折扣。
在21世紀,任何競爭、危機或沖突的發生都離不開網絡因素。我們生活在一個數字化時代,在任何動能沖突之前、期間和之后,敵對勢力都會通過網絡行動相互影響。戰略競爭對手向美國提出一系列挑戰,利用美國的網絡弱點削弱美國的實力。他們還在武裝沖突的門檻之下從事各種形式的惡意行為、脅迫和侵略。網絡空間是這一戰略競爭的主要舞臺;這里有豐富的資源,但防御薄弱,對手的盜竊、破壞和虛假信息活動產生了戰略利益,卻沒有伴隨著使用武力的風險。
沒有網絡空間的支持,就無法行使和使用有效的軍事力量。網絡能力、力量和行動對于綜合威懾和在競爭中取勝的能力至關重要。隨著對手在競爭中努力利用和操縱信息,網絡空間將面臨激烈的競爭;必須創造條件,使聯合部隊在危機和沖突中取得成功。美國不能在競爭、危機或沖突中喪失主動權,尤其是在網絡空間和通過網絡空間。我們必須找到挑戰對手的方法,即使他們受到的政府或社會限制較少,更愿意接受風險,并已積極活動多年。
本報告標志著軍備控制協會題為 "明天的軍備控制 "的項目達到了頂點。這項工作是歐洲領導力網絡項目的一部分,由德國聯邦外交部資助,名為 "解讀技術復雜性和核政策制定的方法"。本協會的工作屬于該項目的第四部分,題為 "緩解戰略和軍備控制"。
該協會的項目側重于新的或現有的軍備控制和風險減少措施,決策者可以提出并支持這些措施,以防止具有軍事用途的新技術和新興技術導致沖突或對抗進入核戰爭。該項目從2021年3月至2022年12月進行。該協會主辦了五次虛擬研討會,每次都以一種選定的技術為中心,除了最后一次,即結合無人機和致命的自主武器系統,包括12至20名參與者。與會者包括來自世界各地的前政府官員和外交官、政策專家和技術專家。
近年來,具有軍事用途的新興技術的話題在國防官員、政治領導人、外交官、政策專家和技術專家之間引起了激烈的辯論。盡管有些人認為這些技術為使用它們的人提供了明顯的、改變游戲規則的戰場優勢,但其他人認為這種評估是夸大其詞,或呼吁更多地關注其使用的風險。
本報告概述了幾種新興技術及其各自的軍事應用可能產生的破壞穩定的影響。它旨在讓決策者更好地了解如何通過一系列軍備控制和減少風險的措施來減輕風險,減少大國沖突或對抗升級到核級別的機會。
在本報告中,"新興技術 "一詞指的是廣泛的科學和技術發展,如果應用于軍事領域,可能會以不可預測和潛在的危險方式對未來的戰爭產生變革性影響。本報告重點關注六種重要的、獨特的新興軍事能力:高超音速武器系統、直接進攻性網絡作戰、進攻性反空間能力、人工智能(AI)驅動的能力、無人機和致命的自主武器系統(方框ES.1)。這些能力的選擇是基于兩個因素。首先,它們已經進入或將在大約未來10年內進入該領域。第二,各國政府和民間社會已經開始在各種論壇上開始討論這些能力的戰場效應,并為軍備控制和減少風險制定潛在的途徑。
本報告提煉了軍控協會在2021年和2022年舉辦的一系列研討會的信息和想法,每個技術領域的幾十位技術和政策專家都參與其中。它確定了四個總體主題,突出了對新技術和新興技術的軍事應用如何可能增加使用核武器風險的最大關切。
增加沖突的速度。在沖突或對抗中使用新興技術可能會在危險的程度上加快其中任何一方的步伐,使有關各方迅速向升級的階梯發展。這個主題包括兩個主要的風險:決策者選擇國家下一步行動的時間減少,以及決策者的信息過載。
不斷增加的不確定性。具有軍事用途的新技術能力可能會增加沖突或對抗中的整體不確定性,如行動的性質和對手的意圖。這些能力還可能暴露出新的弱點,造成不確定的影響,并引入以未知方式運作的新行為者。
減少人的作用。隨著人工智能系統提供的情報、監視和偵察信息及其他數據的擴大,不堪重負的政治和軍事決策者可能會責成人工智能能力收集和處理整個戰場領域的信息,評估各種行動方案,確定可能的最佳結果,甚至可能推薦一個特定的選擇并執行該反應。這種控制權的重新分配可能會導致幾乎沒有實質性的、有效的人類監督。
激勵軍備競賽。新技術和新興技術的軍備競賽可以說已經在進行中了,隨著行為者迅速追求和部署新的尖端能力,試圖保持或獲得戰略優勢,有可能在數量和質量上進一步提升。
決策者可以采取行動,在近期和長期內減輕這些風險。減少風險和軍備控制的努力應側重于在各領域和技術中以及在政府和非政府行為者之間采取多種措施,這些措施綜合起來可以建立一個有效、可行和可持續的軍備控制制度。
本報告確定了現在或未來五年內可能實現的近期風險緩解措施:危機通信系統、定義的建立、規范、單邊聲明和行動,以及建立信任措施。這些類型的措施可以幫助提高透明度和防止誤解,為世界上大多數人認可的技術建立一種共同的語言,并為使用某種能力時的負責任行為建立公認的標準。
本報告概述了在未來10年或更長時間內可以實現的長期措施:涉及一個以上國家的軍備控制和減少風險的安排(如條約、協議),比建立信任措施更正式,盡管不一定具有法律約束力。
本報告所研究的新技術和新興技術所帶來的軍事能力和應用,不僅加劇了戰略穩定和國際安全的現有風險并創造了新的風險,而且使減輕這種風險和對這些系統進行有效軍控的努力變得更加復雜。鑒于新興軍事技術的潛在不利影響,政策制定者可以而且應該考慮近期的軍備控制和降低風險措施。這些措施可以為長期措施奠定基礎,幫助建立一個未來的安全架構,這個架構可以單獨提供透明度、可預測性和穩定性,更可以將核戰爭的前景推到更遠的可能性之外。
表ES.1--六種選定的新興技術能力
新興技術 | 描述 |
---|---|
高超音速武器 | 高超音速武器是指以至少五倍音速,或5馬赫的速度飛行的導彈或飛行器。 |
直接攻擊性網絡行動 | 進攻性網絡行動是針對敵方計算機系統的敵對活動,目的是破壞該計算機處理的信息的保密性、完整性或可用性。本報告的重點是專門針對核企業中任何地方的計算機系統的行動。 |
進攻性反空間能力 | 進攻性反空間能力是旨在欺騙、擾亂、拒絕、降低或摧毀空間系統的能力。本報告重點關注反衛星能力,包括直接上升系統和共同軌道能力。 |
人工智能支持的能力 | 人工智能是一個總括性術語,包括各種計算技術和使能技術,為計算機解決以前只能由人類處理的復雜問題讓路。本報告重點關注人工智能在軍事或戰爭中的應用。 |
無人機 | 無人機是指沒有飛行員、機組人員或乘客的飛行器,它通常是自主的,由地面站控制,或被賦予預先編程的任務。本報告的重點是空中和水下的無人機。 |
致命性自主武器系統 | 致命自主武器系統是一種在沒有人類干預的情況下選擇目標并對目標使用武力的武器系統。 |
本文試圖說明無人機戰爭在確保印度國家利益方面的效用。它首先確定了無人機擴散如何在印度的安全目標背景下成為一種威脅和機遇,并討論了無人機戰爭能力建設在應對印度面臨的安全威脅方面的重要性。然后,它強調了印度軍隊可以利用無人機戰爭來實現其目標的好處和行動領域,從ISR和 "枯燥、骯臟和危險 "的任務到反恐和后勤。它還談到了反無人機技術和與此相關的挑戰。然后,本文研究了印度的無人機和反無人機作戰能力的現狀。最后,它討論了在未來的無人機戰爭能力建設道路上必須解決的五個問題。本文認為,考慮到印度的地緣政治現實,印度必須采取行動,通過本土生產和國際采購來建設其無人機作戰能力。
從開展精心設計的跨境反叛亂行動到有針對性的打擊,以及在印度洋地區的情報、監視和偵察(ISR)任務,印度軍隊正在戴上各種帽子,以應對該國在21世紀地緣政治環境中面臨的各種威脅(Bhardwaj,2021)。規劃、準備和化解這些威脅需要采取積極主動的方法來采用新的軍事技術,掌握使用這些技術的戰術知識,以及管理這些行動的安全影響的政治能力(Chopra,2022)。
無人機或無人駕駛飛行器(UAVs)就是這樣一種尖端的戰爭工具,它已經成為監視和懲罰行動的重要組成部分(Chopra, 2022)。無人機為十幾個國家所擁有,不再限于美國在巴基斯坦和阿富汗的反恐行動。無人機不僅在亞美尼亞和阿塞拜疆的武裝沖突中發揮了決定性作用,而且在最近的烏克蘭-俄羅斯沖突中雙方都在廣泛使用。
對印度來說,這種情況既帶來了細微的安全威脅,也帶來了機會。2021年6月對查謨IAF基地的恐怖襲擊證實了人們的懷疑,即非國家組織正在獲得能夠利用無人機進行恐怖活動的能力(MC,2021)。此外,中國通過水下無人機對印度海軍艦艇的監視表明,該技術也增強了傳統安全問題的破壞能力(Bajpai, 2022)。然而,另一方面,印度在2022年共和國日閱兵中展示了一支無人機艦隊--無人機可以有效地用于領導層斬首、信息收集、削弱敵人士氣和減少軍事傷亡。
因此,考慮到在無人機戰爭中落后的成本和使用這種技術能力的好處 效益,發展無人機作戰能力、 特別是本土化,對印度軍隊來說越來越重要。(Bajpai, 2022)。
強調無人機作戰能力建設在應對印度面臨的安全威脅方面的重要性。
解釋印度軍方可以利用無人機戰爭實現其目標的好處和行動領域。
研究印度無人機戰爭的現狀,并就該國如何進一步發展提出建議。
本研究論文分為六個部分。第一節簡要介紹了無人機戰爭及其歷史。第二節討論了印度在21世紀的安全問題以及無人機在幫助印度解決這些問題方面所發揮的作用。這一節強調了印度資助發展無人機戰爭能力的必要性,并討論了無人機是一種機遇、一種威脅,也是印度實現自力更生的重要工具。第三節進一步深入探討了無人機在戰爭和反恐方面的優勢和用途。這一節的目的是解釋無人機目前在什么情況下被使用,并概述無人機戰爭對該國的潛力。第四節討論了反無人機技術的關鍵方面,以及印度反無人機系統的狀況,特別是針對非國家行為者。第五節將解釋無人機戰爭的局限性和批判性,以提供一個平衡的視角。最后,第六節在結論中解釋了印度無人機戰爭的現狀,并討論了為印度發展無人機和反無人機能力鋪平道路而必須解決的五個注意事項。
本文的范圍僅限于為印度的無人機戰爭能力建設提出理由,而不是探討無人機戰爭本身的各個方面。
這份混合型工作文件討論了太空領域如何在正在進行的烏克蘭戰爭中被使用并受到影響。可以說,空間領域在以前的任何沖突中都沒有以如此多變的方式被使用過,因此為西方國家提供了一個重要的學習機會。本文的重點是混合威脅、工具和行為者,它提供了對已實現和預測的影響的全面分析,包括空間領域和其他混合威脅領域之間的聯系。對空間基礎設施的攻擊和混合威脅可以產生非常廣泛的影響,因為現代社會嚴重依賴基于空間的能力。例如,針對衛星系統的系統性網絡攻擊可以阻止信息共享,并對能源和運輸部門造成干擾。有幾個經驗教訓:1)眾包態勢感知的力量已經在戰爭中得到證明。來自平民百姓的信息已被用于支持戰場上的行動。2)俄烏戰爭為基于衛星的技術鋪平了道路,使之成為軍隊和平民百姓都能輕易獲得的日常工具。這場戰爭已經證明,擁有空間能力并不像獲得它們那樣關鍵,正如對一些最重要的商業行為者的審查以及他們的服務在沖突中的使用情況所顯示的那樣。3) 商業空間資產在軍事行動中的使用正在模糊戰爭中軍事和民事行為者之間的界限。4) 衛星技術的發展及其使用也促進了可用于軍事目的的新能力組合。戰爭對空間環境和大量國際空間計劃造成的一個主要威脅是國家間合作精神的退化。這方面的一個明顯的后果是越來越多地通過每個國家自己的國家或區域活動來確保主權的工作。
俄羅斯自2022年2月24日以來對烏克蘭的戰爭被描述為第一場 "兩面空間戰爭"。空間領域已經以一種更加敏捷和靈活的方式被使用,并與其他混合威脅領域相聯系。特別是,商業和私人資源在利用空間領域方面的重要性得到了強調,而國際空間合作也因戰爭而經歷了重大挫折。俄羅斯正在發展反衛星能力以及電子和網絡武器,而西方國家正在重新評估其安全優先事項并制定空間戰略。不斷變化的空間威脅、新的空間現象、雙重用途的能力,以及天基能力對社會重要功能的日益關鍵性,塑造了空間領域的伙伴關系和協作。同時,目前的全球空間治理框架在管理空間活動和空間安全方面是不充分和無效的。這為混合行動留下了機會,并使在空間尋求一致的反措施變得復雜。
混合威脅可被定義為協調和同步的行動,這些行動故意針對民主國家或機構的系統脆弱性,以達到戰略目標并創造預期的效果。行動通常是在多個領域進行的,而且敵對行為者也可以以創造全新的脆弱性為目標。空間領域對敵對行為者來說是一個誘人的目標,因為西方社會對天基系統的依賴比以往任何時候都大。空間領域與空中領域相互連接,這很容易造成連帶效應。天基系統也可以通過地基系統受到干擾和破壞。
混合威脅被認為針對13個不同領域,即基礎設施、經濟、情報、信息、網絡、外交、政治、文化、社會/社會、法律、軍事/國防、空間和行政。影響空間領域的混合威脅工具包括,例如,針對基礎設施的實際行動、創造和利用基礎設施的依賴性、外國直接投資、工業間諜、網絡間諜、網絡行動和電子行動(例如,干擾和欺騙)。利用法律中的門檻、不歸屬、差距和不確定性也是可能的,還可以利用法律規則、程序、機構和論點。作為對混合威脅工具的回應,也可以利用空間領域來創造對混合威脅的復原力,并作為適當反措施的平臺。
這份混合型共同利益工作文件著重于以下研究問題:
1)在俄烏戰爭中,空間領域是如何被使用的?
空間領域是如何與其他混合威脅領域聯系起來的,以及使用了什么樣的工具?
哪些服務已經成為目標,產生了什么樣的影響?
誰是沖突中與空間領域有關的主要行為者?
哪些空間能力已經被用來對付混合威脅?
對混合型歐洲共同體的參與國有什么影響?
本文的結構如下。首先,作者介紹了天基服務以及它們如何在俄烏戰爭中使用。隨后討論了在戰爭中利用空間領域進行混合威脅活動,以及針對混合威脅的反措施。提供了使用空間領域的主要例子,并闡述了與其他混合威脅領域的聯系。還強調了選定的商業行為者和服務的作用。最后,提供了結論和建議。
衛星技術在現代社會中的應用很多,往往是看不見的。衛星是一個重要的基礎設施,使電信、交通、金融系統和能源網絡能夠可靠地運作。例如,衛星提供天氣數據,來自偏遠地區的新聞,以及開車或做運動時的定位服務。典型的衛星服務被分為四個主要領域,包括(1)定位、導航和定時(PNT)服務,(2)通信,(3)遙感,以及(4)科學和探索任務,通常旨在探索外層空間,與前三類相比,主要是為了支持地球上的生命。
軍事衛星服務包括衛星通信和PNT這樣的服務。監測能力用于以下服務:(1)導彈預警系統,(2)環境和天氣信息,以及(3)情報、監視和偵察(ISR)。軍事空間行動還包括將衛星發射到軌道上并操作它們,以及了解空間態勢。后者包括空間氣象服務,對衛星和其他空間物體運動的探測和建模,以了解對手能看到什么和做什么,以及探測對衛星的威脅(如空間碎片或導彈)的能力。空間技術是一項重要的輔助技術,通過提高部隊的機動性、協調性和行動的準確性,為提高部隊的表現提供了手段。因此,空間沖突被Szymanski定義為 "所有關于拒絕衛星對地球上的軍事力量或平民的支持--不是簡單地為了破壞而消除衛星系統"。
自俄烏戰爭開始以來,基于空間的服務在戰爭中發揮了不可或缺的作用。俄羅斯入侵烏克蘭的影響已經擴散到空間領域,影響了國際空間合作和空間服務的使用方式。所有上述能力都被積極利用,商業公司在支持軍事行動和民用需求方面發揮了越來越重要的作用。諸如HIMARS這樣的GPS制導武器已經被用來非常精確地打擊目標。基于衛星的監測已使戰場可能成為歷史上最透明的戰場。在戰爭中利用空間并不意味著你需要擁有自己的衛星。正如在俄烏戰爭中所證明的那樣,人們可以利用公共和商業衛星,以及盟友提供的服務。空間活動已經變得越來越商業化,今天90%以上的發射都是商業衛星。截至今天,所有軍隊都采用商業衛星服務作為其行動的一部分。烏克蘭部隊在其行動中使用了來自Starlink等公司的服務。衛星技術的一個重要用途是通過分享俄羅斯軍事車隊、建筑、飛機部署和其他關鍵事件的衛星圖像,在全球提高公眾對烏克蘭局勢的認識。這也突出了空間在情報和信息領域的重要性,無論是對于戰爭中的侵略者還是防御者。
空間領域的軍事存在和行動在未來可能最終擴展到摧毀天基基礎設施。俄羅斯已經展示了這種能力,在2021年11月的反衛星導彈試驗中拆毀了一顆衛星。可以說,最重要的太空目標將是直接向遠程軌道上的其他衛星轉發數據和指令的衛星,使它們成為關鍵太空系統的扼制點。對于沒有廣泛的世界性衛星地面控制站的國家來說,這一點尤其如此。然而,實際的太空戰將是最后的邊界,因為沒有人愿意摧毀或冒險使用太空資產的能力。這可能是不理想的后果,因為太空中的爆炸會產生大量的空間碎片,幾乎可以在任何地方危及空間安全和衛星服務。
到目前為止,大多數可以針對空間領域的混合威脅工具利用了空間資產與其他領域的聯系。空間領域以前被視為與軍事/國防、經濟、基礎設施、信息和情報領域密切相關。然而,來自烏克蘭的證據揭示了與所有其他混合威脅領域的有意義的聯系。空間技術和空間環境容易受到混合威脅,特別是在網絡領域。
衛星系統有與平臺及其安全有關的網絡安全漏洞,地面基礎設施的接口,以及竊取和破壞數據,甚至關閉系統的可能性。與衛星系統有關的安全威脅,重點是衛星通信,最近已經被確認,有一些威脅涉及任何類型的衛星系統。干擾可以影響空間和地面資產。現代衛星的可編程性使得更新軌道上的衛星可以執行新的操作,這就為惡意的應用程序上傳到衛星上打開了大門。
與俄烏戰爭有關的一個例子是俄羅斯對Viasat衛星(KA-SAT)網絡的網絡攻擊,使烏克蘭的調制解調器無法運行,導致整個歐洲的組織出現了數千次中斷。該事件發生在入侵開始之前,大大影響了通信和共享態勢感知數據的能力。地面入侵者利用一個錯誤的配置進入衛星運營商的管理系統,然后指示大量的住宅衛星調制解調器從網絡中退出。該事件不僅顯示了衛星系統的脆弱性,而且還揭示了如果將具有安全弱點和漏洞的技術整合在一起,集成系統將具有更高的脆弱性。因此,在整合地面和衛星系統共同運作時,必須創建網絡原生設計,也就是說,從一開始就考慮到網絡問題。
俄烏戰爭已經廣泛表明,空間領域影響到其他混合威脅領域,既為惡意行為者提供工具,又為建立抵御威脅的能力提供資源。與所有混合威脅領域都有聯系。例如,大型衛星群可以作為一種替代性基礎設施,提供通信和PNT服務。在經濟領域,無法使用俄羅斯的發射能力在全球范圍內對商業衛星公司產生了影響,烏克蘭的航天工業在很大程度上被禁用。由于沖突期間對商業能力的使用增加,俄羅斯已經聲稱私人空間資產是戰爭中的合法目標,影響發生在法律領域。表1總結了空間和其他混合威脅領域之間的初步聯系。
表1. 俄烏戰爭中空間和其他混合威脅領域之間的聯系
混合威脅領域 | 與混合威脅和工具的聯系/影響 | 與應對混合威脅的聯系 |
---|---|---|
基礎設施 | 衛星技術是能源、運輸和通信網絡等關鍵基礎設施的關鍵推動因素。 | 如果地面基礎設施被破壞,像Starlink這樣的大型衛星群可以提供一個替代的通信和PNT系統。 |
賽博 | 對衛星網絡(如Viasat)的網絡攻擊可以阻止烏克蘭的通信,并導致整個歐洲組織的服務中斷。俄羅斯正在積極干擾烏克蘭各地的GPS信號。已經有針對Starlink系統的黑客攻擊企圖。 | 空間公司和國家在實施空間系統和確保它們的網絡安全,以及培訓人們以安全的方式操作它們方面投入了更多努力。 |
經濟 | 烏克蘭的航天工業是喪失能力的。由于俄羅斯退出了合作,發射能力受到限制。經濟制裁可以被繞過: 俄羅斯通過盟友和黑市獲得了能力(例如,在無人機制造商大疆暫停在俄羅斯的業務后,俄羅斯仍然可以通過白俄羅斯和伊朗獲得無人機)。 | 私人空間部門通過雙重用途的空間資產找到新的市場。空間優先事項可能在國家和國際合作中被重新評估。人們必須意識到其他國家的投資對一個目標國家的空間基礎設施的影響。 |
軍事/國防 | 天基能力對于戰場上的情報、環境監測、導彈預警和指揮與控制是必不可少的。俄羅斯已經展示了新型武器的威脅,例如摧毀衛星。 | 衛星使我們有可能在危機出現之前就看到大規模的變化。歷史衛星數據可用于分析戰爭前的局勢,并幫助找到避免升級的方法。有必要調整戰略,制定應對新的空間武器和多樣化的空間威脅的方案。新的私營空間公司可以通過更深入的整合和伙伴關系被看作是傳統的軍事承包商。保護商業資產的需求在增長。 |
社會/社會性 | 天基能力可以在危機期間支持社會的重要功能,例如,Starlink確保了烏克蘭的互聯網可用性和通信。公民可以提供資產來支持行動,例如烏克蘭的 "dronations "運動,收集業余和商業用途的無人機;眾籌的ICEYE衛星;以及眾包的局勢意識。 | 眾籌資金用于購買新的衛星以支持行動。眾包促進了防御意愿和心理彈性: 生成軍事裝備的基層行動支持貢獻者的士氣,以及那些在前線的人。 |
(公共)行政管理 | 商業空間能力和信息對烏克蘭各部委很重要。國防部支持公開購買一顆ICEYE衛星。內政部將衛星圖像用于決策和與公民分享信息。 | 衛星提供了與公民聯系的手段,即使在地面基礎設施被破壞的情況下。 |
法律 | 俄羅斯聲稱私人空間資產是戰爭中的合法目標。俄羅斯指出,根據《外層空間條約》,將私人衛星用于軍事目的是挑釁性的,是有問題的。不樂意看到自己的設備被用于軍事目的的私人行為者也會使用法律論據(如無人機制造商大疆,它表示這種使用違反其原則,并有潛在的法律合規問題)。 | 天基能力可以支持歸屬問題,例如提供戰爭罪的證據。 |
情報 | 衛星使情報行動能夠在用其他手段工作非常具有挑戰性的地區進行。 | 衛星可以揭示陸地上的情報行動,探測例如設備和建筑區域。 |
外交 | 俄羅斯已經決定退出國際空間站的合作。在太空中,從俄羅斯延伸出來的國際緊張局勢日益嚴重。失去國際空間站作為一個外交工具和未來科學探索的平臺,對外交關系有重大影響。 | 促進可持續性和和平利用空間的準則、行動和措施應繼續下去,并鼓勵通過外交途徑擺脫危機。 |
政治 | 俄羅斯一直在努力將國際空間站政治化,到目前為止,它是一個純粹的科學合作平臺。其他國家和俄羅斯之間的國際合作被凍結了,預計在很長一段時間內都會如此。 | 俄烏戰爭表明了獲得衛星服務和區域主權的重要性。小國正在學習新的方法,以便在大國進攻時進行操作。例如,臺灣已經表示,如果中國對臺行動,它將建立一個基于衛星的互聯網。歐盟和北約之間的空間合作正在加深。 |
信息 | 俄羅斯已發表挑釁性聲明,稱商業和民用衛星資產成為戰時行動的合法目標。俄羅斯聯邦航天局曾試圖利用國際空間站進行親俄、反烏克蘭的宣傳。航天業有影響力的人,例如埃隆-馬斯克,已經對烏克蘭表示支持并給予指導。 | 衛星數據和高分辨率圖像有助于挑戰虛假信息。衛星被用來提供有關烏克蘭及其附近地區事件的最新信息。圖像在報紙和在線資源中與公眾分享。衛星使烏克蘭人民能夠接收國際信息。例如,遍布全國的Starlink終端提供可靠的信息來源,幫助減少俄羅斯宣傳的影響。 |
文化 | 由于俄羅斯的退出、日益緊張的局勢和對戰略自主權的日益追求,探索和發展空間的合作文化受到威脅。共同的價值觀可以促進區域內或志同道合的盟友之間的合作。 | 未來的空間合作可能會更加基于價值。空間的可持續利用是一個例子。在空間安全方面,尋求志同道合的伙伴進行合作。私人行為者可能必須在文化上對自己進行定位以進行合作。這種轉變可能會使全球空間治理框架的發展更加困難。 |
觀察戰爭期間的活動
如表1所示,空間技術也被積極用于應對混合威脅行動。例如,衛星實現了最新信息和新聞的共享,使烏克蘭的平民和軍事人員了解情況,而不顧地面渠道的信息操作。應對混合威脅的另一個重要因素是國家和領先的商業和公共組織之間的合作,如美國國家航空航天局和歐空局,空間行業有影響力的人一直在指明方向,也提高了人們對開發更好的空間系統的需求。這場戰爭通過政治對話和共同的信息傳遞加深了北約和歐盟之間的合作,為應對外國信息操縱和干擾等各種類型的威脅提供了更好的能力。這種戰略伙伴關系比以往任何時候都更加有力,支持烏克蘭自衛和保護其人民。歐盟的政治和安全委員會與北大西洋理事會之間定期舉行會議,各工作組之間也經常進行交叉匯報。合作的工作范圍包括,例如,在歐盟和北約防務規劃過程中,在需求重疊的地方作出努力。這場戰爭表明,擁有空間能力并不像獲得這些能力那樣關鍵。這一重要的認識可能會進一步推動國際空間合作和私營空間部門的崛起。為此,建立系統冗余和備用系統的重要性可能會被強調。總而言之,通過私有化和多樣化的空間威脅,能夠拒絕獲得空間能力的行為者群體將變得更加多面。
提高空間技術的復原力
這對于確保關鍵的空間技術在未來仍然有用是至關重要的。要回答的問題是如何提高空間技術的復原力并創建網絡防護系統。提高復原力的一個方法是納入冗余和使用幾個系統的可能性。這樣一來,單一系統的故障就不會妨礙通信能力,例如。最近的一個例子表明,行動不應該依賴單一的衛星通信系統,埃隆-馬斯克宣布Starlink衛星不能在克里米亞使用。這種限制對該地區的部隊行動有直接影響,因為如果不使用其他冗余系統,部隊和指揮部之間就無法有效建立聯系。
有多種網絡安全威脅,在過去設計 "舊空間 "系統時沒有得到適當考慮。必須從一開始就把新系統設計成網絡安全的系統,特別是確保地面部分的安全,防止地面的攻擊和漏洞。建議使用強大的認證和訪問控制程序,以增加系統的復原力。此外,有必要積極監測潛在的安全威脅,以便用適當的行動來減輕它們。這可以通過網絡安全操作中心(CSOC)來完成,它結合了監測和決策技術、人力資源管理人員和流程,以實現準確的網絡態勢感知,并積極應對檢測到的威脅。最好的CSOC是專門的設施,網絡安全分析師在那里持續工作,專注于防御戰略網絡上未經授權的活動。它們可以由民族國家或跨國公司建立和經營。在空間領域,歐空局正在資助開發,以確保歐洲層面的運作。然而,仍然需要為此開發更好的工具,培訓在空間領域工作的人,并開發動態頻譜管理機制,以更有效地保護系統免受干擾。
提高空間系統復原力和可持續性的手段包括空間安全和網絡安全,但也包括經濟和環境的角度。至關重要的是避免產生新的空間碎片,并改善空間碎片和威脅探測能力,以確保衛星服務將對未來幾代人保持有用。有必要開發更好的空間交通管理方法,衛星可以利用自動避免碰撞的程序,使它們能夠對威脅作出迅速反應。從俄烏戰爭中也可以看出,國家和空間領域行為者之間應加強進一步合作,并制定規則和措施,確保和平利用空間。
全球行為者
在空間領域有積極的全球行為者,如美國、歐盟、中國、俄羅斯和北約。美國有跨越ISR、GPS和連接的能力,而歐盟有自己的定位和地球觀測的旗艦計劃(伽利略和哥白尼)。歐盟還計劃建立自己的安全連接系統,稱為IRIS,作為一個新的旗艦和一個專門的衛星通信基礎設施。這是歐洲目前最重要的空間計劃,旨在支持關鍵用戶和普通公民。中國擁有北斗定位系統、反衛星(ASAT)導彈能力,即摧毀衛星的手段,以及包括月球車在內的深空任務。俄羅斯在發射器、人類和科學任務以及定位方面有長期經驗。最后,北約自2019年起將空間作為其行動領域,利用空間來支持通信、導航和情報等領域的行動和任務。通過使用衛星,北約及其成員國能夠以更快、更有效和更精確的方式應對危機。
國際合作和發射活動
由于戰爭,俄羅斯已經退出了國際空間合作,這對國際空間業務和發射活動產生了重大影響。俄羅斯已經拒絕為西方國家進一步發射任何衛星。聯盟號火箭在建造和供應國際空間站,以及通過定期助推使空間站保持在軌道上方面發揮了作用。目前正在尋找替代品,幸運的是,例如SpaceX已經展示了其向國際空間站發射宇航員的能力。然而,到目前為止,這些發射在很大程度上影響了商業運作,載人飛行也按計劃實施。盡管如此,戰爭的影響在各種形式的合作中是可見的。最近,俄羅斯宇航員和國際空間站指揮官奧列格-阿爾捷米耶夫在9月28日將空間站的指揮權移交給薩曼莎-克里斯托弗雷蒂時說,"戰爭將在各地結束",她是歐洲國際空間站的第一位女指揮官。戰爭也在催生新的合作形式。中國和俄羅斯宣布合作開發定位系統,將北斗和格洛納斯系統的準確性和可靠性提高到GPS的水平。兩國同意在對方的土地上建立衛星地面站,以提高系統的互操作性。然而,已經很明顯的是,戰爭已經影響了未來許多年內空間產業的基本合作精神。圖1展示了積極參與俄烏戰爭的不同空間行為者的情況概述。
圖1. 俄烏戰爭期間的商業和公共活動以及對國際合作的影響
衛星通信 | 無人機通信和實現無人機打擊;信息共享和反擊錯誤信息;指揮和控制:支持反擊和炮擊;網絡攻擊的目標 |
光學和SAR成像 | 近乎實時的情報和監測:對烏克蘭及周邊地區的大規模態勢感知;眾籌衛星支持軍事;媒體中顯示戰爭恐怖的公共信息;歸屬和指控的證據 |
國際合作 | 俄羅斯退出國際合作;衛星發射能力下降;合作精神減弱;重點轉向支持國家/地區主權的活動;中俄合作開發PNT系統 |
私人公司
私營公司的作用,以及他們提供的服務和設備,從戰爭開始就至關重要。私人行為者的作用可以通過一些關鍵行為者和他們對俄烏戰爭的影響來證明。
SpaceX公司提供了Starlink終端和衛星容量,以支持烏克蘭開展的行動。Starlink已被用于提供連接,以支持反擊或炮擊,并實現從任何地點的縮放通話。這種影響是巨大的,特別是在民用連接、指揮和控制以及情報和態勢感知領域。Starlink連接已被用于監測和協調無人駕駛飛行器,從無人機發送視頻流,并實現無人機的打擊。SpaceX在衛星發射業務中也是一個重要的商業參與者。俄羅斯過去曾發射過許多西方衛星,但由于戰爭,這種活動突然停止。這增加了SpaceX的主導地位,現在它甚至為Starlink在互聯網業務中的競爭對手,如OneWeb,提供發射服務。
Maxar公司正在運營分辨率非常高的衛星。戰爭期間,Maxar和其他商業運營商,如Planet Labs和Pléiades Neo,提供了覆蓋俄羅斯車隊、部隊和機場活動的高質量圖像,這些圖像被新聞界廣泛使用。這些信息在為軍事計劃和公眾對戰爭的看法提供信息方面發揮了關鍵作用。從戰爭一開始,所提供的情報就被用來獲取烏克蘭及其周邊地區的大規模態勢感知數據。圖像顯示了該國境內和附近地區的部隊和車輛的移動情況,并證實了飛機和基礎設施的損壞。使用該數據的一個例子是,首先揭示了6月20日在白俄羅斯靠近烏克蘭邊境的Zjabrovka機場的軍事裝備的堆積,隨后確認了8月10日爆炸對裝備造成的損害。
ICEYE允許烏克蘭武裝部隊以高重訪頻率接收關鍵地點的雷達衛星圖像。與Maxar光學數據不同,合成孔徑雷達(SAR)技術允許透過云層和在夜間成像,為獲得態勢感知數據提供了新的機會。一顆ICEYE衛星是由烏克蘭私人募集的資金購買的。最近有報道說,它在運行的頭兩天檢測到了60多個單位的敵方軍事裝備。因此,俄羅斯軍隊損失的裝甲車價值超過了整個眾籌衛星項目的成本。
烏克蘭的航天工業源遠流長,戰前處于活躍階段,建立了一個不斷增長的私營產業。然而,由于俄羅斯的入侵,它已經被拋入了懷疑之中。許多在初創企業工作的專業人士已經成為士兵。國家空間專業人員希望烏克蘭能夠重新評估空間優先事項,關注新空間時代的安全和技術,隨著私營公司的強勢崛起和小型衛星的使用,并拋棄蘇聯的殘余。然后,一個新的烏克蘭航天工業可以成為烏克蘭安全的基礎,從長遠來看,甚至支持其盟友的空間能力發展。烏克蘭太空專業人士表示,來自埃隆-馬斯克等大人物的公開支持,已經提振了烏克蘭的士氣,并通過指出前進的方向影響了許多組織和政府領導人。如果航天業的領導人與烏克蘭站在一起,這將為在經濟上孤立俄羅斯而努力。
無人機技術相關行為者
無人機在戰爭中發揮了明顯而重要的作用,比迄今為止的任何重大沖突都要大。雙方都使用了數千種不同的空中平臺,包括軍用無人機和小型現成的無人機。像土耳其的Bayraktar這樣的軍用無人機被用于情報行動,以確定敵人的目標,并引導炮火向他們開火。它們在擊沉 "莫斯科 "號軍艦中發揮了作用。小型、廉價的無人機被用來作為神風特攻隊的炸彈,但也被用來發現目標和引導攻擊。作為積極使用無人機的結果,反無人機技術,如用于跟蹤的雷達系統,以及使導航能力失效的定向電磁脈沖,也越來越多地被作為行動的一部分使用。
無人機的使用將許多行為者與戰爭聯系起來。據推測,在西方制裁之后,俄羅斯從伊朗和白俄羅斯以及通過黑市渠道獲得了無人機,而無人機制造商大疆也暫停了在俄羅斯和烏克蘭的商業活動。同時,烏克蘭部署了由普通公民捐贈的業余和商用無人機。
信息領域促進空間的行為者
在與空間有關的信息領域,有影響力的個人的作用是顯而易見的。SpaceX創始人Elon Musk發表了強烈的,甚至是挑釁性的聲明,以獲得對烏克蘭的支持,但也矛盾地強調了由于資金問題,衛星服務可能中斷。在光譜的另一端是時任俄羅斯航天局局長德米特里-羅戈津試圖進行親俄和反烏克蘭的宣傳,并威脅要退出國際空間站合作。法律和道德方面一直是俄羅斯信息活動的一部分(宣布商業衛星為戰爭目標,并指責烏克蘭和西方違反《外層空間條約》)。
信息運動的影響很難評估,但盡管俄羅斯有相反的意圖和嘗試,對信息領域的利用最終使烏克蘭的道路變得更加平坦,因為它使戰爭變得明顯,并使其處于公眾的視野中。烏克蘭從西方國家獲得了驚人的堅實支持。例如,歐盟和五角大樓已經考慮為烏克蘭的星聯衛星網絡提供資金。
自俄烏戰爭開始以來,空間一直發揮著重要作用,軍事力量有效地利用歐洲和美國服務供應商的商業能力來實現其行動。這場戰爭表明,空間領域在戰爭升級之前,即在門檻以下的階段,以及在戰爭期間,都是至關重要的。它在戰爭結束后也是必要的,例如,在評估地區的損害和安全以及為法律歸屬提供證據時。空間領域影響到其他混合威脅領域,既為惡意行為者提供工具,又為建立抵御威脅的復原力提供資源。空間技術和空間環境容易受到混合威脅的影響,特別是在網絡領域,對衛星通信系統的網絡攻擊不僅在烏克蘭而且在其他地區產生了重大影響。
戰爭中的空間領域已經影響到烏克蘭的軍事行動和平民社會的安全。另一方面,民間行為者在天基能力的幫助下,被賦予了支持戰爭的能力。信息領域已經利用天基能力來說明和敘述戰爭。這場戰爭在許多國家產生了巨大的影響,消除了軍事技術的污名。在戰爭之前,有大量的組織根本不想把自己與軍事領域聯系起來,而現在許多商業公司正自豪地介紹他們產品的雙重用途能力。這可能會導致歐盟和北約國家對軍事能力發展的支持增加,因為這些能力被認為可以更廣泛地增強社會的復原力。在戰略防御能力發展項目的工業合作中納入兩用技術的興趣可能會增加。這也將提出政府保護商業資產的意愿和能力問題。
從空間領域的角度來看,沖突的主要行為者包括全球行為者,如美國、俄羅斯、北約和歐盟,但也包括前所未有地增加的私營公司及其空間資產的作用。特別是SpaceX公司,作為通信技術和發射服務的提供者,其全球作用已經增加。在Starlink的幫助下,眾包態勢感知,以及眾籌作為資助空間能力的工具,已經表明個人作為安全行為者在現代社會中的作用越來越大。如果有效利用,這一發展將促進全面安全,并在未來建立復原力。然而,這種類型的授權可能是雙向的,這意味著個人在部署空間能力的惡意活動中的作用可能在未來增長,適當地改變和增加混合威脅的潛力。然而,盡管安全行為者的角色模糊不清,政府和當局的法律責任不會消失。個人可以為安全作出貢獻,但他們不能被視為對確保安全負責,因為只有當局擁有法律規定的管轄權。
戰爭將通過合作形式和環境的變化、空間能力的重新優先化、商業技術和服務的增加以及更多的用途,對空間領域的發展產生長期影響。同時,戰爭增加了區域對戰略自主的努力,例如歐洲實施自己的衛星通信星座的目標。
基于這項研究的初步影響可以歸納為四個關鍵的啟示:
1.眾包態勢感知的力量已經在戰爭中得到了體現。然而,部分不清楚如何驗證眾包數據并防止在決策中納入故意的惡意數據。空間技術在這里可以有相關的用途,例如,用衛星成像來驗證報告的事件。公民在支持行動中的作用越來越大,引起了關于當局的責任和作用的法律問題。
2.俄烏戰爭為基于衛星的技術鋪平了道路,使之成為軍隊和平民容易獲得的日常工具。這不僅可以促進對軍事領域的混合威脅的復原力,也可以促進心理上的復原力。在危機和戰爭情況下做出貢獻的能力,以及做一些具體和有形的事情,將促進和維持個人的心理復原力和防御意愿。復原力也可以通過信息領域得到支持:在危機中,人們會要求獲得關于局勢的最新信息。通過衛星檢索的數據將有助于滿足這一需求。它也可以有利于打擊混合威脅的信息運動,以及人們對信息領域的影響活動的復原力。
3.在軍事行動中使用商業空間資產正在模糊戰爭中軍事和民事行為者之間的界限。烏克蘭的人們已經集資購買了一顆衛星來支持行動,這顆衛星已經成功地用于軍事行動。商業行為者甚至不一定知道他們的技術是雙重用途的。因此,參與戰爭的決定無意中被外包給了使用商業行為體技術的人。這在道德上可能是有問題的,因為一些行為者希望不參與戰爭或選擇自己的一方,并拒絕敵對行為者獲得其資產。評估空間領域的威脅--即構成威脅的能力和行為者,以及評估潛在影響--變得越來越困難。
4.衛星技術的發展及其使用也促進了可用于軍事目的的新能力組合。無人機已經對烏克蘭的行動產生了重大影響,并將在未來其他地方的沖突中發揮突出作用。因此,各國應發展其在無人機和反無人機技術方面的能力。當無人機配備了衛星連接,它們可以在非常大的區域內有效使用,這一發展也得到了歐洲航天局的支持。顯然,空軍將需要為無人機行動做更多的準備。無人機的作用在門檻以下的階段也可能會增長。除了軍事方面,無人機可能對其他安全機構和社會的重要功能,如關鍵基礎設施,構成越來越嚴重的威脅。
該項目旨在探索與超材料有關的新思路,并在國防相關的應用中具有明顯的前景,使其在相關行業的實施上邁出重要一步。
這份最終報告反映了所有PI的第三年報告,并對Segev教授、Sebbah教授和Steinberg教授在2021年6月至2022年5月期間的成果進行了更新。Sebbah教授和Steinberg教授要求無償延長一年(這就是為什么他們的更新報告很重要),Segev教授在他的小組有幾個重大發現,并在《自然》和《科學》上發表論文后,決定更新他的報告。
總的來說,這個項目有六個小組在分別進行工作。下面我們簡要介紹一下這六個小組在項目最后一年獲得的主要研究成果。
在過去的兩年里,我們致力于與這個項目有關的幾個想法。在下文中,我將介紹一項主要成果,該成果已被《自然》雜志接受,并將在2周后發表[1]。它描述了三維光子拓撲絕緣體的首次實驗性實現。這也是第一個由位錯誘導的三維拓撲絕緣體--在任何研究過的系統中。
此外,我們還利用AFOSR的資金資助了一個關于光子時間晶體的新項目,并就這個新課題發表了一些論文[2-4]。最重要的一篇是關于光子時間晶體中的放大發射和激光,兩個月前出現在科學雜志上[2]。在提交給AFOSR的一份新提案中,對這個新概念進行了詳細的描述。
超材料雷達的先進信號處理 包括兩個項目:動態超表面天線近場無線通信、采用指數調制的雙功能雷達通信系統
用于寬帶偏振控制的高指數多層超表面
連接旋轉和超材料
在這個延長的第4年項目中,我們的努力被放在了2020年和2021年報告中已經提出和討論過的兩條平行軌道上。這些是: 1.旋轉結構和超材料在其靜止參考框架中的準靜態ED 2.旋轉超材料、陀螺儀和數論中的世紀難題 下面我們將介紹在這兩個軌道中各自取得的進展。
RAS-AI,更具體地說,人機協作(HMT)對皇家海軍的未來勞動力有什么影響?
澳大利亞皇家海軍(RAN)正在對其部隊進行現代化改造,以更好地應對澳大利亞在印度-太平洋地區面臨的日益增長的挑戰。本報告概述了機器人、自主系統和人工智能(RAS-AI)對國防人員的各種影響,為皇家海軍正在進行的促進RAS-AI整合的工作提供參考。
作者對相關的公開來源的學術和灰色文獻進行了審查,重點是為RAN確定可能的教訓。分析集中在RAS-AI對國防勞動力和技能的總體影響上,特別關注人機協作(HMT)對國防勞動力的影響。
研究結果強調了有效采用HMT所需的根本性的不同和新穎的工作方式。將HMT納入勞動力隊伍需要對復雜的人員網絡進行靈活管理,并不斷調整現有結構和概念。
本報告是為支持2020年發布的RAN的RAS-AI戰略2040而進行的工作的延續。蘭德公司被要求提供政策分析和建議,以支持制定一個可操作的RAS-AI運動計劃,協助RAS-AI的實施工作。研究小組已經研究了三個具體領域,以支持制定一個可操作的計劃:軍事創新,海上RAS-AI的任務和技術評估,以及HMT。這項工作應該為皇家海軍、澳大利亞其他國防部門和國防部更廣泛地了解HMT對皇家海軍未來員工隊伍的影響。
在RAN中實現HMT的正常化將需要對國防人員進行靈活的管理,并不斷調整現有的結構和概念。
HMT需要在認知方面進行轉變,就像培訓和感知一樣。
HMT的目標是優化互動,發揮人和機器的優勢。
HMT包含了廣泛而復雜的問題,無法將其歸類為一個不可避免的原則、活動和資源的清單。
了解和考慮人機互動(HMI)的范圍是不可或缺的。
新技術的發展應該與實際問題/需求相一致。
人機交互所需的技能/屬性可能在傳統上并不被國防部所重視。
組織學習必須被接受,以提供這種挑戰性的能力。
HMT不僅應該作為一種有效的軍事作戰能力,而且還應該作為一種同步的訓練能力來利用。
HMT的成功需要在整個員工隊伍中得到顯著提升。
HMT需要識別人類和機器的長處和短處,并利用優勢,使其大于各部分之和。
HMT的重點應該是要解決的問題,適當的比例和HMI的模式,以及找到努力回報的最佳點。
RAS-AI的性能必須使它們在使用它們的人中灌輸一種信任、安全和可靠的感覺。
從設計的那一刻起,就必須主動關注HMT范式的概念和道德的復雜性。
本文件提供了北約AVT-294 RTG的活動總結。在簡要概述了電力推進(EP)計算工具對加速等離子體推進器技術轉型的重要性之后,這項工作的大部分內容集中在新的重點領域,這些領域應特別關注與大型新興技術趨勢的協同作用,包括大規模并行計算和機器學習。該文件還提供了一系列建議,以協助決策者確定更多的投資領域,以最大限度地提高用于EP的計算工具對推進北約空間能力的益處。
北約AVT-294 RTG的建立是為了評估和改善北約成員在支持電力推進(EP)的計算活動中的協調。這在一定程度上反映了EP被認為是北約關鍵空間資產的有利推進技術;然而,它也反映了計算工具的改進對于降低這些高性能推進系統的實際開發、部署和優化的高成本(包括性能和進度)至關重要。
本文件的結構如下。在第2.0節中,討論了EP裝置有效過渡到實用航天器設計的主要障礙。接下來,在第3.0節中,討論了突出EP推進器物理學的特殊復雜性,這使得數值模擬建模具有挑戰性。第4.0節對現有EP計算工具的狀況和分類進行了簡短介紹。本文件的核心內容包含在第5.0節中,該節討論了總體技術趨勢及其與未來改進的EP計算工具的關系。最后,第6.0節總結了這一努力所產生的主要建議。
元宇宙指的是一個集體共享的虛擬空間,通過虛擬和增強現實以及互聯網的融合而產生。它通常被譽為新興的、下一代互聯網的迭代,由普遍存在/可訪問的、三維的、共享的虛擬空間組成。
我們之前的報告系列旨在通過描述元宇宙的能力、應用和發展,在各自的具體實施中,如Decentraland、Somnium、The Sandbox、Cryptovoxels和Upland,深入了解元宇宙間。該系列文章解釋了這些元宇宙實施方案中不同的虛擬房地產產品,以及在每個方案中購買/租賃土地的過程,此外還介紹了促進元宇宙內虛擬房地產產品的公司。
本報告將更廣泛地關注元宇宙的狀況,整合上述每個實施方案的規格和特征。特別是,本報告將提供一個關于元宇宙的深入概述,詳細說明并定義其一些關鍵特征,討論一些互補的嵌入式技術,以及從功能和投資的角度比較和對比不同的元宇宙實施方案。