◤“握手”信息的披露,也給國際軍工市場敲響警鐘:倘若購買的是他國軍機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)總不停地向特定衛(wèi)星發(fā)布“握手”信息,軍機(jī)的行蹤豈不暴露?
◤如果無法檢索出飛行數(shù)據(jù)記錄器與駕駛艙錄音記錄器,那么MH370的命運(yùn)很可能永遠(yuǎn)成謎。
南方周末記者 于冬
南方周末特約撰稿 常偉思
南方周末實(shí)習(xí)生 于陽 王樂
岑欣杭
來自馬航MH370的七段滴答(ping)信號(hào),第三次將全球搜救力量戲劇性地大轉(zhuǎn)移。
“……根據(jù)新的信息,馬航370航班在南印度洋走到了終點(diǎn)?!?014年3月24日,馬來西亞總理納吉布·拉扎克終于對媒體宣布MH370墜落的大致位置。
這是一個(gè)遙遠(yuǎn)的位置,與任何可能的著陸場所都相去甚遠(yuǎn)。對于苦等MH370去向的外界而言,這本是許多技術(shù)專家早已做出的預(yù)測。
馬來西亞方面曾一度隱瞞軍用雷達(dá)探測到波音777的事實(shí),這使得外界對馬方事故調(diào)查的信任度已大大下降。
英國“新的技術(shù)發(fā)現(xiàn)”讓馬來西亞政府朝令夕改,而各國救援力量隨之一片忙亂。質(zhì)疑聲中,多國的衛(wèi)星還是紛紛“調(diào)姿”,配合馬方的“新發(fā)現(xiàn)”,飛機(jī)和艦船也匆匆趕赴遙遠(yuǎn)的南印度洋。
在馬來西亞“很多瑕疵”的處理方式下,第三次搜索MH370的高潮由此展開。
“握手”改變搜索方向
“多普勒效應(yīng)”使得簡單的“握手”信息獲取了地理價(jià)值。
2014年3月25日,時(shí)速80公里的暴風(fēng),攜卷著暴雨形成200到500米的云層,海面上翻滾起4米高的巨浪。澳大利亞海事安全局發(fā)出通告,建議前來搜救的各國艦船和飛機(jī)暫停行動(dòng)。
繼馬航“前所未有”180度偏離之后,包括中國在內(nèi)的搜救力量將目標(biāo)移向南印度洋。
這些天,位于北京西北城郊的中國衛(wèi)星資源利用中心燈火通明。深夜的指揮大廳里,運(yùn)營服務(wù)部主任部長曾湧邊踱步,邊給下屬打電話。
“就像被解放軍調(diào)得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)的國軍?!睂τ隈R來西亞多次提供錯(cuò)誤位置的情報(bào),3月17日,曾湧和他的同事無奈地自嘲。南方周末記者注意到,在采訪期間曾湧被各種電話打斷21次,還不時(shí)地小跑到工作臺(tái)前,對值班人員下達(dá)指示。
馬來西亞政府不斷拋出新的“真相”,讓曾湧和同事們深感此次任務(wù)大有不同:以往,曾湧明確知道事件的性質(zhì),知道該如何調(diào)動(dòng)衛(wèi)星。例如2013年,曾湧曾帶領(lǐng)同事處置長達(dá)兩個(gè)月的東北水災(zāi),工作“沒有太大懸念”;這次,搜索海域遼闊,各方至今不知道飛機(jī)所在的具體區(qū)域,有限掃描幅寬的衛(wèi)星要面對長達(dá)一千多公里的航線,迫使曾湧團(tuán)隊(duì)打算下一步舉動(dòng)時(shí),“甚至要靠猜”。
當(dāng)前,衛(wèi)星已取代雷達(dá)系統(tǒng),成為搜索MH370的主角。而促使這一轉(zhuǎn)變的,正是曾湧的英國同行,他們的實(shí)力在這次搜救中顯山露水——MH370兩條至關(guān)重要的通信系統(tǒng)相繼被關(guān)閉,搜救陷入困境。不過,英國衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中遺留的蛛絲馬跡卻被挖掘出來:MH370在失聯(lián)后的六小時(shí)內(nèi),仍在不斷地向衛(wèi)星發(fā)出“ping”。這種信號(hào)不含任何信息,只能被衛(wèi)星接收設(shè)備轉(zhuǎn)化為“滴答”聲。
“ping”信息俗稱“握手”。不過,只有一顆衛(wèi)星捕捉到了MH370的“握手”信號(hào)。
得益于發(fā)現(xiàn)于19世紀(jì)的物理學(xué)原理——“多普勒效應(yīng)”:迎面而來的火車汽笛聲異常尖銳,而離站而去的火車鳴笛則聽起來微弱很多。這一原理使得簡單的“握手”信息有了地理價(jià)值。尋找MH370事件中,衛(wèi)星就相當(dāng)于人的耳朵。
“這種情況下,只有一顆衛(wèi)星,通過三角定位法,根本無法確定飛機(jī)六小時(shí)內(nèi)的軌跡,但能判斷出飛機(jī)往哪個(gè)方向飛?!北本┐髮W(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授焦維新對南方周末記者介紹,衛(wèi)星通常在赤道上空運(yùn)行,如果MH370偏離赤道向南飛,衛(wèi)星接收到的頻率會(huì)逐漸降低。
分析衛(wèi)星從馬來西亞MH370飛機(jī)接收的7個(gè)滴答(ping)信號(hào),國際海事衛(wèi)星組織和英國航空失事調(diào)查局(AAIB)聯(lián)合做出分析研判,促使馬來西亞總理納吉布在3月24日做出結(jié)論,失蹤兩周多的這架波音777飛機(jī)“終結(jié)”于數(shù)千英里外的南印度洋,機(jī)上239人全部喪生。
“(馬航)航班的發(fā)動(dòng)機(jī)是英國的,用的英國的發(fā)動(dòng)機(jī)提供的信號(hào)?!北本┐髮W(xué)地球與空間科學(xué)院副院長秦其明對南方周末記者解釋,這得益于西方世界中衛(wèi)星已在商業(yè)領(lǐng)域廣為運(yùn)作。
“我們是‘猜出它的位置的,這是以前從來沒有做過的?!庇J滦l(wèi)星公司副總裁麥克洛克林在接受媒體采訪時(shí)說,“我們不知道飛機(jī)是否以固定的速度飛行,也不知道他們是否隨后改變了方向。”
北京理工大學(xué)雷達(dá)技術(shù)研究所所長、總裝備部衛(wèi)星應(yīng)用專業(yè)組特邀專家龍騰在接受南方周末記者采訪時(shí)說,“多普勒效應(yīng)常應(yīng)用于雷達(dá)、監(jiān)測颶風(fēng)等領(lǐng)域,類似方法被用于計(jì)算飛行軌跡并不常見。由于現(xiàn)有信息不充分,所以這種新方法的置信度不高?!?/p>
通過“握手”信息對MH370的定位本身已經(jīng)成熟:同一發(fā)射源的信號(hào)如果能夠被幾顆衛(wèi)星同時(shí)接收到,通過三角定位法測定方位的難度已不大;倘若同一發(fā)射源在不同時(shí)刻發(fā)射多個(gè)信號(hào),只被一顆衛(wèi)星所接收,仍然能夠?qū)崿F(xiàn)定位,但需要較為復(fù)雜的計(jì)算過程。
在解釋為何到3月23日才將相關(guān)判斷告知馬來西亞政府時(shí),麥克洛克林說,科研人員用這個(gè)新方法對一些行進(jìn)在類似路線的班機(jī)進(jìn)行了測試和比對,以確定數(shù)學(xué)模型的可行性,而后在得到英國航空界其他專家評議,并與波音公司進(jìn)行比對后,才得出結(jié)論。
“握手”信息的披露,卻也給國際軍工市場敲響警鐘:倘若購買的是他國的軍機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)總是不停地向特定衛(wèi)星發(fā)布“握手”信息,軍機(jī)的行蹤豈不暴露?
“立體行動(dòng)”
中國要求按照《空間和重大災(zāi)害國際憲章》緊急啟動(dòng)相應(yīng)國際減災(zāi)合作機(jī)制,各國救援力量熱情很高。
跳動(dòng)的分辨率數(shù)字,就意味著希望。
在MH370航班失聯(lián)的第四天,2014年3月11日,一通電話從中國北京的中國氣象局緊急撥出,中國要求按照《空間和重大災(zāi)害國際憲章》緊急啟動(dòng)相應(yīng)國際減災(zāi)合作機(jī)制。由此,人造衛(wèi)星數(shù)量全球第二的中國向法國國家空間研究中心(CNES)、美國國家海洋與大氣管理局(NOAA)等14個(gè)主要航天機(jī)構(gòu)提出衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)使用請求,為中國在泰國灣的龐大搜救力量,提供搜救區(qū)域衛(wèi)星圖片。
“這是憲章歷史上第一次被如此事務(wù)啟動(dòng)?!?/p>
身處阿根廷的《空間和重大災(zāi)害國際憲章》秘書處負(fù)責(zé)人盧卡斯·布魯諾在接受南方周末記者專訪時(shí)指出,這是該憲章創(chuàng)立以來的四百多次啟動(dòng)中,頭一回因?yàn)閷ふ沂?lián)客機(jī)而啟動(dòng)。在這四百多次記錄中,另外一件與公共交通工具相關(guān)的事件是,2004年4月23日,朝鮮一輛滿載炸藥的火車爆炸。這個(gè)憲章的上一次啟動(dòng)是在2014年2月13日,目標(biāo)區(qū)域也在東南亞,事因印尼克盧德火山(Mount Kelud)噴發(fā),導(dǎo)致東爪哇數(shù)萬居民撤離。
這場國際人道主義救援行動(dòng)中,各國救援力量熱情很高?!都~約時(shí)報(bào)》印證說,《空間和重大災(zāi)害國際憲章》的其它14個(gè)成員組織同意向中國提供衛(wèi)星空照圖,已有8顆國外衛(wèi)星提供空照圖,這些圖像也部分地分享到曾湧團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)解析。
一時(shí)之間,世界各地眾多志愿者參與到衛(wèi)星圖片的搜尋中來,根據(jù)DigitalGlobe公司3月20日提供給南方周末記者的統(tǒng)計(jì),參與的志愿者排名前10位的國家為:美國、中國、英國、法國、加拿大、馬來西亞、澳大利亞、德國、荷蘭、印度。美國比例最高,大約為29.5%,中國第二,大約為9.4%。
“如果各國的衛(wèi)星經(jīng)過海域的衛(wèi)星資料,能實(shí)時(shí)提供給馬來西亞,它有能力解譯的話,應(yīng)該能夠比較快地找出飛機(jī)的殘骸。”年近八旬的女科學(xué)家馬藹乃認(rèn)為,馬來西亞的衛(wèi)星偵察和遙感等技術(shù)比較弱,需要更多的國際援助。
在中國衛(wèi)星資源利用中心,南方周末記者看到,國外數(shù)據(jù)包括來自美國ASTER衛(wèi)星3月9日拍攝的15米分辨率圖片,美國LANDSAT8衛(wèi)星3月12日拍攝的15米分辨率圖片,英國UK-DMC衛(wèi)星3月13日拍攝的22米分辨率圖片,以及美國NASA ISS ISERV衛(wèi)星3月14日拍攝的5米分辨率圖片。
大數(shù)據(jù)時(shí)代,幾百萬張衛(wèi)星圖片怎么分析?
“原來只是看一個(gè)省那么大的區(qū)域,現(xiàn)在得看半個(gè)中國?!惫ぷ髋_(tái)前,28歲的工程師原征把衛(wèi)星圖像放大到最大分辨率,用鼠標(biāo)一寸一寸地挪,直到眼睛酸疼。
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按照工作流程,對衛(wèi)星數(shù)據(jù)的處理,包括數(shù)據(jù)錄入、輻射矯正、幾何校正,之后生成標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。輻射矯正是消除圖像的條紋和色差,幾何校正是消除由于地球自轉(zhuǎn)和地球曲率以及衛(wèi)星抖動(dòng)造成的誤差,這一輪自動(dòng)化處理需要1小時(shí)左右。
接下來的解譯過程,則是一項(xiàng)“勞動(dòng)密集型”工作,復(fù)雜而漫長。每天,工作人員幾乎是在痛苦與失落中度過。
3月18日12時(shí)許,“高分一號(hào)”衛(wèi)星圖像中,在南印度洋海域(南緯44度57分,東經(jīng)90度13分)觀測到疑似漂浮物。這一疑似漂浮物長約22米,寬約13米。
南方周末記者在中國資源衛(wèi)星利用中心看到,在3月17日當(dāng)天,資源一號(hào)02C衛(wèi)星、資源三號(hào)、高分一號(hào)三星共安排了5次任務(wù),是8日以來每日安排任務(wù)最多的一次。采用靈活機(jī)動(dòng)的側(cè)擺方法,曾湧團(tuán)隊(duì)試圖保證每天有1到2顆衛(wèi)星能經(jīng)過搜救海域。
軍用衛(wèi)星沉默?
“衛(wèi)星過境是一條帶,發(fā)現(xiàn)疑似物,當(dāng)我們的艦船或飛機(jī)趕去搜集時(shí),時(shí)間已經(jīng)過去,漂浮物會(huì)隨著海流又漂走了。”
現(xiàn)有衛(wèi)星資源中,哪些優(yōu)先被調(diào)動(dòng)?
曾湧團(tuán)隊(duì)選擇的是距離該海域最近的衛(wèi)星。這次搜救對高分辨率圖像的需求很高,中國民用衛(wèi)星中現(xiàn)有的4顆高分辨率衛(wèi)星都已被調(diào)動(dòng),以滿足高頻度重復(fù)觀測。
如果不是馬航事件,按照衛(wèi)星設(shè)計(jì)的既定軌道運(yùn)行,“高分一號(hào)”覆蓋全球的周期是41天,而“資源三號(hào)”得花59天。如果動(dòng)用側(cè)擺功能,盡管“高分一號(hào)”距離地面只有645公里左右,它的回歸周期就能縮短到每4天經(jīng)過指定區(qū)域一次,“資源三號(hào)”的重訪周期也縮短為5天。
在疑似事發(fā)海域,“高分一號(hào)”等衛(wèi)星能夠一邊對相關(guān)區(qū)域進(jìn)行拍照,一邊將數(shù)據(jù)下傳至地面接收站。然而,中國缺乏全球性的衛(wèi)星接收站,相關(guān)衛(wèi)星只有運(yùn)動(dòng)到中國測控范圍內(nèi)時(shí),才能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)下傳,耗費(fèi)了搜救時(shí)間。
“衛(wèi)星不可能像《星球大戰(zhàn)》里的死星那樣,一會(huì)高一會(huì)低?!痹鴾δ戏街苣┯浾咛寡?,“衛(wèi)星調(diào)動(dòng)的安全性風(fēng)險(xiǎn)很大?!?/p>
此前,網(wǎng)絡(luò)流傳說,“調(diào)動(dòng)衛(wèi)星就是變軌,消耗燃料會(huì)減少衛(wèi)星壽命?!边@位42歲頭發(fā)大半已花白的科學(xué)家澄清說,除南北極,近地衛(wèi)星可以觀測到地球上任何地方,所以調(diào)動(dòng)衛(wèi)星“是調(diào)姿而不是調(diào)軌”,調(diào)姿就是調(diào)整星載設(shè)備的拍攝角度。
更大的困擾則來自馬來西亞政府迷亂的情報(bào)。這樣的搜救區(qū)域和前一周的努力南轅北轍,新搜索范圍也擴(kuò)大了約十倍。
最先進(jìn)的間諜衛(wèi)星,能從太空看清地球上的車牌,但只能在最狹窄的區(qū)域內(nèi)搜索目標(biāo)。馬藹乃教授介紹,這就像乘坐在高速行駛的汽車上,手執(zhí)望遠(yuǎn)鏡想看清路邊的每一處信箱,來不及調(diào)整望遠(yuǎn)鏡的方向,目標(biāo)已經(jīng)掠過。衛(wèi)星只能監(jiān)測反射面較大的物體,對于沉入海底或懸浮于海水中的目標(biāo),更是鞭長莫及。
不過,這些衛(wèi)星均是商業(yè)衛(wèi)星,各國軍用衛(wèi)星集體缺席?他們在小心翼翼地隱藏著各自的真實(shí)情報(bào)能力。
據(jù)馬藹乃教授保守地估計(jì),美國的軍用衛(wèi)星分辨率在5厘米之內(nèi)。伊拉克戰(zhàn)后,美軍才逐步披露動(dòng)用兩百多顆衛(wèi)星的事實(shí)。同樣,這次馬航搜救中,美國的軍用衛(wèi)星很可能也已動(dòng)用,瞄向遙遠(yuǎn)的南印度洋。
“美軍先進(jìn)的東西很多,問題是它覺得是否值得用這些高新技術(shù),背后好像隱隱約約有什么事兒?!瘪R藹乃教授說。
聲吶并非搜索“神器”
聲吶作業(yè)就要像耕田一樣,即便是先進(jìn)的拖曳式聲吶系統(tǒng)能夠成像,依舊要像醫(yī)院做B超檢查一樣,需要仔細(xì)甄別,耗費(fèi)時(shí)日。
3月26日中午,狂風(fēng)巨浪終于停止,各國海上搜救力量開始出現(xiàn)在南印度洋平靜的洋面上。
規(guī)模巨大的南印度洋搜尋,無異于大海撈針——面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過馬來西亞的國土,這一海域包括世界最深、最難穿透的水下地形。南印度洋水深在2500到4000米之間,采用的聲吶搜索裝備至關(guān)重要。
“如果目標(biāo)浮在海面上,衛(wèi)星和反潛機(jī)之類都可以找到它,如果沉入水下的話,難度就加大了?!敝袊こ淘涸菏織钍枯邮苣戏街苣┯浾卟稍L時(shí)指出。
一位不愿具名的軍方水聲問題專家對MH370的搜救并不樂觀:飛機(jī)殘骸掉進(jìn)海里之后,不會(huì)主動(dòng)發(fā)聲,聲吶作業(yè)就要像耕田一樣慢慢去找;即便是先進(jìn)的拖曳式聲吶系統(tǒng)能夠成像,依舊要像醫(yī)院做B超檢查一樣,需要仔細(xì)甄別,耗費(fèi)時(shí)日。
這種甄別近乎蝸牛速度,聲吶也并非搜索的“神器”。
“一個(gè)小時(shí)也就是十幾平方公里,一天的搜索范圍可能也就是300到400平方公里?!敝袊爸毓ぜ瘓F(tuán)公司副總經(jīng)理、水聲問題專家錢建平對南方周末記者指出,深度、溫度和鹽度對聲吶探測的準(zhǔn)確度影響很大,來回游動(dòng)的海洋生物就像手機(jī)通話中的噪音,對聲吶搜索結(jié)果影響也存在。
國際上,聲吶用于海事搜救方面成功的先例頗多:2009年6月1日凌晨,在巴西里約熱內(nèi)盧飛往法國巴黎途中,法航AF447墜毀在大西洋中部。在漫長的搜救過程中,法國軍方最終動(dòng)用攻擊型核動(dòng)力潛艇“翡翠”號(hào),搜尋失事客機(jī)“黑匣子”,這是全球較早使用核動(dòng)力潛艇的聲吶技術(shù)來搜救失事客機(jī)。之前,小型深海潛艇“鸚鵡螺”號(hào)曾用于搜尋泰坦尼克沉船。
一場海洋探測技術(shù)的競賽,一場人道主義救援,同時(shí)在南印度洋展開。美軍的聲吶搜索技術(shù)依舊走在世界前沿。
美聯(lián)社報(bào)道,此前應(yīng)馬來西亞政府請求,美軍太平洋司令部決定出動(dòng)“拖曳聲波定位儀”(Towed Pinger Locator)協(xié)助搜索。這種定位儀可在水中探測到飛機(jī)上“黑匣子”發(fā)出的信號(hào),下潛最深距離可達(dá)近6100米,曾用在2009年墜毀的法航客機(jī)的搜索上。
3月24日,美軍聲吶搜索神器“藍(lán)鰭”露面。英國《獨(dú)立報(bào)》和美國廣播公司(ABC)當(dāng)天報(bào)道說,在馬來西亞宣布失聯(lián)客機(jī)最終墜毀南印度洋后的數(shù)小時(shí),美國即派出裝備有預(yù)定位聲吶系統(tǒng)的海底航行器,以幫助尋找殘骸。這種名為“藍(lán)鰭”的水下航行器長僅5米,重約800公斤,可潛入海底4570多米處展開搜索,被稱為“神器”。
時(shí)間緊迫,航空安全研究所副所長、黑匣子研究專家舒平催促說,“黑匣子”的電池只能維持30天脈沖信號(hào),如今,只剩下不到兩周時(shí)間。
英國衛(wèi)星公司指定的墜機(jī)海域遼闊,仍需衛(wèi)星、偵察機(jī)和海上艦船進(jìn)一步探測。如果搜索人員找不到飛機(jī)殘骸,或者無法檢索出飛行數(shù)據(jù)記錄器與駕駛艙錄音記錄器,那么MH370的命運(yùn)很可能永遠(yuǎn)成謎。