新墨西哥州一民用飞机坠毁,军方技术是否该负责?
摘要
新墨西哥州一架医疗救援飞机坠毁,事故原因为美军GPS干扰演习,凸显电子战对民用航空的危害。
无人机战争正让天空变得更加危险,即使是远离战场的飞机也难以幸免。
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# 新墨西哥州一架民用飞机坠毁,是军方技术惹的祸?
无人机战争正在让天空变得更加危险,即使是远离战场的飞机也不例外。
动画制作:加布里埃尔·加布里埃尔·加布尔
今年五月,一架双引擎比奇空中国王医疗后送飞机从新墨西哥州罗斯威尔起飞,向西前往鲁伊多索镇接一名病人。对于机上的两名飞行员和两名护士来说,这本来不应该是一次有挑战的飞行。温度是69华氏度;天空晴朗。这段60英里的航程通常最多只需要半小时。
但飞机升空后,就遇到了麻烦。当晚,在怀特桑兹导弹靶场,美军人员正在进行一场GPS干扰演习,导致空中国王的飞行员——以及数百英里内的其他人——无法使用现代导航系统。被迫退回到他们很少甚至从未使用过的老旧技术,医疗后送飞行员迷失了方向,撞上了山坡。机上无人生还。
这起事故标志着GPS干扰首次在美国导致民用飞机坠毁。但这只是全球范围内一系列近期干扰事件中的一例。天空比以往任何时候都更具争议性,无论是民用无人机飞出批准区域,还是美国机构的信号互相干扰——就像今年早些时候新墨西哥州和得克萨斯州暂时关闭空域吓坏公众那样。(后来查明,是美国海关和边境保护局在那个区域使用了反无人机激光。)导致这次最新坠机事件的GPS干扰演习并非孤例。在过去一年里,美军似乎至少发出了10次此类演习的通知。“随着无人机战争和电子战的扩大,航空公司越来越多地在距离实际冲突区域数百英里之外遇到导航中断,”网络安全公司Cyviation的首席执行官埃利兰·阿尔莫格说。
值得仔细看看去年五月发生的事情。虽然鲁伊多索坠机是美国已知的第一起与电子战相关的致命事故,但没有理由认为这将是最后一起。
即使没有GPS干扰,医疗后送也是民用航空中最危险的类别之一。(专门从事空难诉讼的律师事务所Kreindler表示,医疗后送航班的 accident rate 更接近于战斗飞行,而非民用航空。)航班通常是在短时间内组织起来的,飞往机组人员可能不熟悉的跑道,而且由于涉及人命,在天气条件勉强可行时也有飞行的动机。
其中一些因素在5月13日晚上发挥了作用。晚上11点,机组接到通知,必须飞往鲁伊多索接一名病人并送往阿尔伯克基。飞行员是机长基兰·克拉克,30岁,以及副驾驶阿里·考萨拉,23岁。克拉克获得商业飞行员执照仅一年半;他上个月才从副驾驶晋升为机长。考萨拉刚干这份工作两个月。在此之前他只做过货运工作。
两人都证明了在使用所谓仪表飞行规则(IFR)的低能见度条件下飞行的能力。在恶劣天气下导航有两种基本方法。现代驾驶舱配备了支持GPS的设备,可以在电脑屏幕上显示飞机的位置,并描绘出一条洋红色的线,告诉飞行员需要去哪里。这被称为RNAV飞行;一种“RNAV进近”可以在低能见度条件下将飞机一直引导到跑道入口处,以便着陆。
这种飞行方式比之前的迭代要容易得多。在2000年代GPS广泛使用之前,客机使用磁罗盘、地面无线电信标和源自老式陀螺仪的惯性系统的组合进行导航。依靠无线电信标飞行要求飞行员形成一个三维心理地图,了解自己相对于信标的位置。他们必须不断练习,直到能在压力下保持冷静,以免惊慌失措,失去态势感知,然后失控螺旋坠毁。“问问肯尼迪就知道了,”退休客机飞行员肯尼斯·克伦察说,他指的是小约翰·F·肯尼迪1999年的夜间坠机事故。
克拉克和考萨拉在午夜前八分钟起飞,最初直接向西,前往鲁伊多索。天气晴朗,但由于夜晚几乎无月,且该地区是乡村,唯一的视觉参考是零星定居点的灯光。“那里就是一个黑洞,”客机飞行员胡安·布朗说,他主持一个坠机调查播客。
由于缺乏视觉线索无法定位,飞行员呼叫了阿尔伯克基航线交通管制中心(简称阿尔伯克基中心),请求允许仅凭仪表飞往鲁伊多索。请求获得批准。
在正常情况下,接下来的飞行本应平淡无奇。飞行员会沿着洋红色线飞行,GPS导航设备会让他们对准跑道,平稳着陆。
但是,100英里以西,一个名为第704测试大队第746测试中队的空军部队正在怀特桑兹导弹靶场举行一年一度的NAVFEST活动。该活动汇集了来自各军种的电子战单位,进行为期两周的演习,各单位测试破坏GPS和应对对手破坏的不同技术。
*图片由AirNavRadar.com提供*
该活动在怀特桑兹举行,因为这里是美国大陆最偏远、人口最稀少的地区之一。(并非巧合,第一颗原子弹就是在这里引爆的。)但在NAVFEST前夕,美国联邦航空管理局警告飞机运营商,GPS可能在5月12日至5月18日期间在远至400英里外受到影响。
5月14日午夜时分,也就是克拉克和考萨拉从罗斯威尔起飞八分钟后,他们告诉阿尔伯克基中心,他们的GPS信号丢失了。由于无法自行导航,他们要求管制员给他们一个航向——一个飞行的磁方向。管制员给了他们一个向西飞的航向,然后,一分钟后,让他们转向北飞。
飞行员说他们想使用RNAV进近方式飞往鲁伊多索。由于GPS被干扰,这一方式被排除,空中国王的飞行员改变了请求,要求使用一种不需要GPS接收的替代着陆系统,称为仪表着陆系统(ILS)。凌晨12点05分,管制员向空中国王保证,他们会提供引导矢量,“几分钟内”。与此同时,他们继续向北飞行。
回想起来,如果阿尔伯克基空中交通管制能够更密切地关注空中国王上年轻的飞行员,悲剧或许可以避免。但今晚他们很忙。另外三架飞机也报告GPS信号丢失并需要帮助。其中一架正在努力获取无线电信标的方位。
当空中交通管制帮助其他飞机时,空中国王继续向北飞行。到凌晨12点08分时,他们已经飞过了进近航线10英里。
此时飞行员有三个选择。他们可以坚持当前计划,等待忙碌的管制员给出下一个着陆矢量。或者,既然GPS现在已经恢复工作,他们可以请求切换到RNAV进近方式自行飞行。或者他们可以完全放弃仪表进近,采用所谓的目视进近方式。看到跑道,然后飞过去。
当空中国王向北飞行时,他们的高度足以看到31英里西南方向的鲁伊多索机场的灯光。对于空中国王驾驶舱内的飞行员来说,目视进近似乎是一个诱人的选择。为什么要等待空中交通管制给出引导矢量?为什么要进行心理体操,试图弄清楚他们相对于ILS信标的位置?他们所需要做的就是飞向他们能透过挡风玻璃清晰看到的灯光。
空中国王呼叫阿尔伯克基中心,请求“转为目视飞行”。请求获得批准。
当他们转向并下降朝向鲁伊多索的灯光时,飞行员无法看到的是横亘在他们航线上、高达10,000英尺的卡皮坦山脉。随着他们越来越近,黑暗的岩石块似乎在上升,抹去了山谷的灯光。这可能会造成“混乱和态势感知的丧失”,布朗说。“当那些灯光熄灭时,伙计,你知道你麻烦大了。”
飞行员放慢了下降速度,甚至稍微爬升了一点,但这还不够。他们继续径直飞向山脉。“当你处于那种心态时,你会尽可能爬升,”克伦察说。“然后盘旋。你待在原地直到弄清楚自己的位置。你不能只是继续向前飞,盲目地飞。”
但空中国王的飞行员正是这么做的。他们直接飞向上升的山坡,并全速撞上。机上四人全部当场死亡。
战争的性质正在深刻而迅速地发生变化,因为无人机变得更便宜、更数量众多、更致命。它们难以被发现,也难以被击落,为资源较少的小国提供了一种有效的方式,来与更强大的对手抗衡。乌克兰在2022年初几乎被俄罗斯的常规军事力量压倒,但已迅速发展其无人机力量,在这场冲突中似乎占据了上风。而尽管美国在今年2月袭击伊朗后取得了对伊朗的绝对空中优势,但它发现自己无法阻止伊朗使用无人机和导弹有效关闭霍尔木兹海峡的交通。
为了反击,防御方可以尝试利用无人机的导航系统。无人机到达目标的一种廉价而简单的方式是通过GPS,它使用从卫星星座接收的无线电信号来计算位置。当这些信号被屏蔽时,敌人的无人机就会变得“盲目”。但敌人也可以采取反制措施。无人机和反无人机技术陷入了无休止的猫鼠游戏,双方不断试图超越对方。像NAVFEST这样的演习为美军提供了一种保持领先的方式。
民用GPS已成为附带损害,尤其是航空旅行。自2023年以来,飞越中东、黑海和波罗的海地区大片空域的飞机遭遇了GPS干扰浪潮。航空公司已经学会适应,但仍在付出代价。GPS曾经是航空安全的一大助力,虽然移除它可能不会立即导致飞机从天上掉下来,但它确实移除了为乘客和机组提供的一层保护。再加上其他压力因素——漆黑的夜晚、缺乏经验的机组、对备用技术不熟练——总计起来就足以导致灾难。
“毫无疑问,全球范围内日益增加的GPS干扰和欺骗对商业航空构成了安全风险。当驾驶舱内经常响起警报,当飞行员学会忽视他们仪表上的关键读数,因为这些读数不可信时,我们就离正常运行很远了,”得克萨斯大学奥斯汀分校航空航天工程教授托德·汉弗莱斯说,他一直是GPS干扰领域的领先研究员。“航空旅行仍然非常安全,但在未来五年或更长时间里,它可能陷于一种温和且不断增长的风险状况中,因为我们正在非常缓慢适应的航空业中面对越来越多的GPS干扰。”
几年来,美国航空业一直幸免于反无人机电子战的干扰。然后,这里也开始出现这种情况。2025年3月,飞入华盛顿特区罗纳德·里根国家机场的客机收到了来自防撞系统的虚假警报,几架飞机不得不中止着陆。后来查明,是特勤局在副总统官邸测试电子战设备。今年,西得克萨斯州涉及美国陆军和海关与边境保护局无人机行动的两起独立事件导致了空域关闭和商业航班的干扰。
航空业在应对反无人机措施的扩散及其对飞行安全的潜在影响方面一直行动迟缓。航空公司和其他商业运营商仍然严重依赖GPS进行导航,而其他关键技术,如防撞系统,也易受影响。“关于无人机更难的问题不是击败它们。而是在不创造一个对民用航空产生负面影响的系统的情况下做到这一点,”无人机防御公司Robin Radar Systems的总经理克里斯·布罗斯特说。“反无人机技术必须精准,而不能是大锤,因为我们试图保护的领空正是经济运行的领空。”
生活在一个既有友好无人机也有不友好无人机的世界里,将需要进行大量调整。从历史上看,航空业的重大变革只有在造成大量人员伤亡的坠机事件发生后才会发生。但一个充分具有激励作用的灾难可能并不遥远。
7月7日,一架由巴基斯坦小型货运航空公司K2 Airways运营的737货机,在下午晚些时候从阿拉伯联合酋长国的沙迦起飞,向东飞往卡拉奇,机上载有五名机组人员。其航线正好经过霍尔木兹海峡以南,该地区因美伊冲突而经历了强烈的GPS干扰。后来,夜幕降临后,根据巴基斯坦民航局的说法,飞行机组呼叫卡拉奇空中交通管制,报告了“导航系统问题”。在接下来的三分钟内,飞机俯冲了5,000英尺,爬升了6,000英尺,然后以近乎垂直的俯冲方式坠入36,000英尺以下的海洋中,机上无人生还。现在判断坠机原因还为时过早。但如果电子战再次让一名飞行员飞入黑暗之中,那一点也不意外。
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杰夫·怀斯 (https://www.wired.com/author/jeff-wise/) 是一位驻纽约的科学记者,专攻航空、技术和心理学领域。
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