无人机:天空之眼的当下与未来
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第一章
新型威胁

2002年3月27日,在美军入侵阿富汗7个月后,美军海军海豹突击队队员马修·布儒瓦在阿富汗坎大哈省附近的塔纳克农场几个月前,这里还是奥萨马·本·拉登的住所。排除爆炸武器时踩到了一枚疑似地雷的装置,被炸身亡。

马修是在这场战争中牺牲的第31位现役美国军人,也是这种新型武器的第一位牺牲者。21世纪初,美国在战争中所面临的最新挑战就是来自这种新型武器的威胁。

一年之后,2003年3月29日,在巴格达以南约160千米的纳杰夫市,一名叛乱分子在一处检查站引爆了白色出租车后备厢里重达45千克的C—4炸弹,共有4名美军士兵在那次爆炸中身亡。两个月后,陆军一等兵耶利米·D.史密斯在巴格达驾驶一辆重型装备运输车执行任务的途中,一枚炸弹在他的车下爆炸,史密斯当场死亡。

无法预判的袭击接二连三地发生,美国国防部甚至来不及在报告中对杀死史密斯的武器进行命名,只是称其死于“之前未爆炸的弹药”。不过很快,这种武器就有了名字——简易爆炸装置(IED)。在过去20多年的战争中,要论对美国军事战术、技术和政策的影响之大,还没有哪种武器能与简易爆炸装置相提并论。

大家很快就意识到美军的装备落伍了,已经不足以保护士兵免遭简易爆炸装置的袭击。同时,美军也无力抵抗叛乱分子精心策划的突袭。伊拉克战争进行7个月后,美国陆军中央司令部司令约翰·阿比扎伊德将军给国防部部长唐纳德·拉姆斯菲尔德和参谋长联席会议主席发送了一份机密备忘录,对广泛使用的简易爆炸装置可能给美军造成的灾难性后果提出了预警。阿比扎伊德将军警告说,如果美国及其盟友在伊拉克战争中战败,那么肯定是因为简易爆炸装置。

自第一次世界大战以来,每当面临重大威胁的时候,美军都会调整自己的应对措施。面对新型武器的威胁,为了减免伤亡,美军决定采用空中监视措施。

精准监视

在美军入侵伊拉克和阿富汗之前,美国国防部和其他情报机构从空中收集的信息大多是静态照片,1915年西线战场上的飞行员应该都见过这种照片。在20世纪80年代末到90年代初驾驶过隐形战斗机的前空军飞行员史蒂夫·埃德加说,即使是驾驶着美国最先进的F—117“夜鹰”战斗机,飞行员还是要靠成摞的黑白卫星图像来识别他们的目标。

冷战时期,美国的侦察飞机和卫星会定期地对美国感兴趣的目标进行多角度的拍摄,并生成静态照片。当时,这些照片足以满足美国国防部的需求,因为美国最关心的军事目标往往都是无法移动的,如核潜艇基地和导弹发射井等。这就意味着人们在周二拍摄了敌方机场的照片,等周五去轰炸时,机场仍在原地。即使是那些可移动的目标,比如在高速公路上缓慢行进的坦克队列,其行进速度和路线通常也是可以预测的。

这就是在海湾战争中,“夜鹰”战斗机飞行员仅凭几个月前拍摄的黑白照片就能实现高达75%的命中率的原因,官方把这一壮举描述为“空战史上前所未有的辉煌战绩”。

进入21世纪以后,美国的主要敌人已不再是一个特定的国家,而是一群无国籍的战斗者,他们不停地变换自己的位置,行踪难以预测。例如,卫星在早上拍下了“基地组织”领导人吃早餐的照片,等到卫星在午餐时间再回到该地区时,那个领导人早已无影无踪了。利用传统的空中监视手段来对付这些人,就像是每90分钟拍一遍整个洛杉矶的全景图来追踪辛普森辛普森(O.J.Simpson),美国橄榄球运动员,辛普森杀妻案的当事人。1994年,辛普森开着一辆白色福特野马汽车与洛杉矶警方展开了漫长的追逐。——编者注那辆白色福特野马汽车一样收效甚微。在美国情报部门工作了近30年的空军少将詹姆斯·波斯在谈到空中监视时总喜欢说,要想从美国空军的监视下逃脱,只需要一把车钥匙就够了。

2001年4月,美国国防部部长唐纳德·拉姆斯菲尔德意识到了这一变化,他呼吁美国国防部尽快对冷战时期的空中监视方式进行转型和升级。他想让众多传感器成为美国永不休息的眼睛,随时监视着敌方的一举一动——不论是战场还是平民区,而不是让美国为数不多的几个体积庞大、经费需求高的情报系统一直盯着那些已知的敌人。

美国国防部在一份报告中指出,为了能随时监视敌方的一切,国防部需要加快研发和部署先进的无人机。于是,“捕食者”无人机(the Predator)这一远程战争的象征就这样应运而生了。

当时,“捕食者”无人机的名气不大,也不像现在这样令人生畏。那时它只是加利福尼亚州一家以制造核反应堆而闻名的公司生产出来的一个机械滑翔机,很容易损坏,大家认为它只是一个不受欢迎的实验性飞行器。

20世纪90年代中期,“捕食者”无人机诞生后不久就被美军部署到了巴尔干半岛的战场上,当时它的飞行速度只有每小时113千米,塞尔维亚的地面部队很快就证明它很容易被击落。所以,当时很少有人愿意操控无人机,因为那些无人机飞行员不得不离开真正的驾驶舱,来到无窗的无人机地面控制站。很多第一代无人机飞行员都是在错过了梦寐以求的飞行任务以后才极不情愿地来操控无人机的。更为糟糕的是,“捕食者”无人机没有装配任何武器,只配备了一个摄像机。

但是,只要是接触过“捕食者”无人机的人就会知道它的摄像机(严格来说,它有两台摄像机,一台在白天工作,一台在晚上工作)确实是一种武器,而且是一种致命的武器。由于它能够捕捉到移动中的目标,因此拥有一把车钥匙已经无法摆脱它的监视了。并且“捕食者”无人机不需要因替换飞行员而降落,它可以24小时不间断地在空中飞行。所以“捕食者”的猎物可能不得不停下来休息,但“捕食者”并不需要。最初“捕食者”无人机并未携带武器,直到2001年才装配了地狱火导弹。但直到今天,很多人仍然认为“捕食者”最具里程碑意义的特点就是它的监视能力,而不是它配备的导弹。

图1—1 在2009年的一次训练行动中,一架MQ—1“捕食者”无人机停在南加州物流机场的停机坪上。(美国国防部保罗·杜奎特提供)

国防部部长唐纳德·拉姆斯菲尔德在呼吁美国国防部实施后冷战时期的新监视模式的时候,并没有透露美国政府已经提前一年就开始测试用“捕食者”无人机来对付美国新一代的敌人——2000年,美国中央情报局(CIA)曾在一次机密行动中派出一架“捕食者”无人机在阿富汗境内追踪本·拉登。

后来披露的消息显示,“捕食者”无人机在执行那次任务的时候差一点就改写了历史进程。当时,“捕食者”发现本·拉登正在塔纳克农场悠闲地散步。与只能拍照的监视卫星和侦察飞机不同,“捕食者”无人机能够在该区域的上空盘旋飞行,通过传送实时视频引导海军发射巡航导弹,定点清除“基地组织”的首脑及其同伙。但是因为令人困惑的原因,发射导弹的决定被搁置了下来,而那是美国在“9·11”事件发生前击毙“基地组织”头目的最后一次机会。这个机会,恰恰是由一个之前没有人愿意操控的无人机利用它唯一的摄像机捕捉到的。

“我们漏掉了什么?”

2003年下半年,人们已经对简易爆炸装置有所了解,美国空军迫切地需要更多的“捕食者”无人机来应对这一难题。据说,天气晴朗时,“捕食者”无人机配备的大功率摄像机能够在6 000米的高空拍摄到地面上闪着微光的耳环。在阿富汗,“捕食者”无人机也早已证明了它能很好地帮助地面部队避开危险。

但是,即便“捕食者”无人机竭尽全力,也很难找出被埋在地下的简易爆炸装置,同样很难识别放置这些爆炸装置的人。因此,美军利用“捕食者”无人机击败简易爆炸装置的种种努力未能成功。2004年,在一次代号为“闪电战”的行动中,美国国防部动用了几架冷战时期的侦察机、几十架无人机和众多飞艇来监视巴格达市内的一条20公里的公路,但还是未能有效降低简易爆炸装置的爆炸频率及其导致的伤亡人数。

当“捕食者”无人机沿着某条道路搜寻的时候,偶尔会发现一个很突兀的垃圾堆,那是简易爆炸装置的常见形式。有时它还能发现一群正在挖坑,准备放置爆炸装置的人。但这些都是靠碰运气。

然而,当炸弹在一队士兵之间或者挤满人群的道路上爆炸时,负责监视地面巡逻部队的“捕食者”无人机只能充当这些惨剧的目击者。目睹此景,无人机飞行员的本能反应是把头扭开。但是,曾是“捕食者”无人机飞行员的布拉德·沃德对我说:“你的职责就是盯着画面,一直盯着画面。”

由于这种独特的观察视角,当地面人员受伤或死亡时,“捕食者”无人机的飞行员总会有一种沉重的负罪感。目睹袭击之后,无人机飞行员会仔细查看袭击发生前几分钟的视频。他们会责问自己:“我们到底漏掉了什么?”他们急匆匆地找到了先前埋放简易爆炸装置的那片土地,但是为时已晚。这真是太让人难过了!

美国国防部和情报机构很快就意识到,与其想着在爆炸发生前把地下的简易爆炸装置找出来,不如找到、干掉或者抓捕那些埋放爆炸装置的人。

为了更好地监视这些新的移动目标,美国空军开发了一套轮换系统,让“捕食者”无人机可以持续几天甚至几个星期一直聚焦一个目标。如果一架无人机的燃料用尽,第二架无人机就会来替换它。地面上的无人机飞行员也会进行轮换,与需要真人驾乘的飞机不同,他们只需换一下位子就可以了,此外观看监控视频的情报分析员也采取轮换制。

由于这种监视方式的出现,空中情报领域有了一种新的理论,那就是“持续监视”。这一理论的前提是无人机和飞行员可以任意轮换,但是对目标的监视不能中断。

这样监视可以持续很长的时间,直到达到目的。美国空军曾连续630个小时监视“基地组织”在伊拉克的头目阿布·穆萨布·扎卡维,并最终在2006年的一次行动中将其击毙。

如果你一直盯着某个目标,你就会对他了如指掌:他什么时候起床、早上在哪里喝咖啡、他的警卫什么时候轮换,以及他有没有家庭。迈克尔·伍利将军在2004年至2007年间担任美国空军特种作战司令部的总指挥,在临近任期结束的时候,他罕见地接受了一次采访,说道:“每次坐进白色敞篷小货车里面的是一个人还是两个人?两个人总是在一起吗?小货车的后座有没有狗?是一直都有,还是偶尔会有?两个人都抽烟吗?他们抽烟的时候是用左手还是用右手?他们是把肘部搭在车窗上,还是一直关着车窗?烟灰是弹到车窗外,还是丢在烟灰缸里?”

曾执行过一些最早期持续监视任务的无人机飞行员布拉德·沃德将空中监视称为“上帝的视角”。

沃德说,监视人员会非常了解自己的目标,因此可能会对屏幕上十字瞄准线中心的那个人产生某种特殊的感情。有些年轻的无人机飞行员会给自己的监视目标起绰号:每天抽一包烟的叫肺癌男,每30分钟就要跑去撒尿的叫小罐子,等等。沃德并不喜欢这种做法,他曾对这些人说:“不要给他们起绰号,因为你可能会看着他们死去。”

“汽水吸管”问题

在战争早期,这些无人机与地面上的几十支特别行动小组联合起来,把全部的精力都放到了敌方几个高层领导人的身上。2015年,迈克尔·弗林将军10年前,迈克尔·弗林将军曾担任美国国防部特种部队的情报部门负责人。2016年,当罗伯特·穆勒被司法部任命为特别检察官,负责调查俄罗斯干预美国2016年总统大选事件时,迈克尔·弗林将军也被卷入其中。当时,他是特朗普总统的国家安全事务助理。在一次采访中说,当时美军就像是“手持渔叉的渔民”。因为在伊拉克和阿富汗,敌方的高级领导人一旦在袭击中死亡或被捕就会被迅速替换掉,美国情报部门觉得他们像是在玩一场没有意义的打地鼠游戏。弗林将军说:“我们真正需要的是手持渔网的渔民。”

但是由于一个简单的技术原因,“捕食者”无人机无法成为一个技术娴熟的用渔网打鱼的渔民。想了解其中的原因,就请你想象一下在一个巨大体育场的最后一排观看足球比赛的场景。你是“捕食者”无人机的飞行员,而这100平方米的草坪就是战场。与无人机一样,你只有一个摄像机来拍摄整个足球场。这会让你进退两难:当一个球员把球传给另一个球员时,你是应该把镜头拉近跟着球移动呢,还是应该把镜头拉远来拍摄整个球场呢?

拉近镜头,你可以捕捉到足球的所有移动轨迹,但你会漏掉球场上的其他事情。而拉远镜头,你可以看到整个球场,但是镜头中的球员都太小了,你无法区分自己支持的球员和对方的球员。

这就是所谓的“汽水吸管”问题,因为如果无人机飞行员全程拉近镜头以观察目标,那么他的视野就会变得极其狭窄,就像是在通过一根塑料汽水吸管看东西。在战争中,这是一个很严重的问题,有时甚至是致命的。2011年,科学咨询委员会的一份研究报告指出:视野狭窄是先进无人机的主要缺点之一。

“捕食者”无人机的镜头可以拉近,也可以拉远,但是无论怎样操作都有漏掉重要信息的风险。斯科特·斯旺森曾在2000年美国中央情报局空中监视本·拉登的行动中担任首席飞行员,继而成为第一个在战斗中利用现代无人机发射导弹的美国飞行员。他说:“何时拉近、拉远镜头,是技术也是运气。”

我听说,在情报分析人员用“捕食者”无人机追踪一个载有重要目标的车队时,每当车队在岔路口分开,向不同的方向行进,他们就很伤脑筋,因为他们不能确定重要目标在哪辆车上。“捕食者”无人机的飞行员只能凭直觉快速地选定一个方向。最后,他们的选择很有可能是错的并因此跟丢目标。这样的情况经常发生。

图1—2 1998年秋,摄于匈牙利图兹拉空军基地。斯科特·斯旺森正在给“捕食者”无人机安装摄像机旋转台。(斯科特·斯旺森提供)

通常,“捕食者”无人机的飞行员会通过拉近镜头来紧盯自己的目标。但是,让我们仍以足球做比喻:是整个球队,而不是球员个人赢得或输掉一场比赛。也就是说,随着镜头的拉近,飞行员就会在追踪一个目标的过程中漏掉更大的场景、忘记追踪的策略、忽略很多内容,并丧失与其他人进行合作的机会。即使飞行员全程都把镜头拉远,让“捕食者”无人机能够监视广阔的区域,飞行员最多也只能追踪一辆汽车。监视“基地组织”头目扎卡维的“捕食者”无人机飞行员发现,仅在巴格达,扎卡维就有17个藏身地点。弗林将军根据他的“渔网渔民”的理念,建议将所有这些藏身之地都列为监视目标。但是,如果美国国防部真的决定对这些地方都进行持续监视,那么即使这些地方相距只有几个街区的距离,也需要17架“捕食者”无人机进行轮流监视,而当时美国空军还没有这么多架“捕食者”无人机。

新曼哈顿计划

2004年秋,时任空军上校的史蒂夫·萨达斯被分配到了负责美国核导弹项目的战略司令部。第一天,他就被带到了一个隐藏在五角大楼深处的小办公室里。萨达斯是一位科班出身的工程师,他身材高大、相貌温和、举止得体,这让外人很难看出他工作的重要性。

当时,萨达斯的上司是工程师赫拉尔·卡巴耶。那天,卡巴耶关上办公室的门,拿出了一份机密文件,那份文件就是我们之前提到的时任美国陆军中央司令部司令的约翰·阿比扎伊德将军在2003年时发送给国防部部长和参谋长联席会议主席的备忘录。这份备忘录概述了简易爆炸装置对美国及其盟友在伊拉克和阿富汗开展的联合行动造成的危害。卡巴耶解释说,阿比扎伊德将军曾呼吁实施一个“类似曼哈顿计划曼哈顿计划,即美国陆军于1942年6月开始实施的利用核裂变反应来研制原子弹的计划。——编者注的项目”来对付那些简易爆炸装置。军方在一份报告中称,根据阿比扎伊德将军的估计,简易爆炸装置的复杂性和紧急性与核威胁不相上下。美国国防部对这份备忘录做出了回应:他们成立了一个专门负责处理这一问题的秘密机构——简易爆炸装置联合特遣队。

当时,简易爆炸装置造成的伤亡人数不断增加,因此美军的高级指挥官愿意尝试任何可能拯救生命的方法。在萨达斯来到战略司令部的几个月前,阿比扎伊德将军就告诉他的下属,即便是成功率只有51%的技术也可以部署到战场上。在伊拉克,一些美军士兵把鼓风机绑在悍马汽车的保险杠上,用来吹走路边的垃圾,因为这些垃圾通常被用于隐藏已放置的炸弹。

当时,萨达斯担任战略司令部与美国能源部国家实验室的首席联络官,国家实验室主要负责与核武器相关的综合研究。据萨达斯说,卡巴耶认为能像曼哈顿计划那样为战争做出贡献的组织,就只有曼哈顿计划所催生的国家实验室了。

萨达斯决定要为解决这一难题贡献自己的力量。他首先考查了全国范围内的国家实验室和国防公司提供的新技术。“51%”的基准吸引了一大批不知名的军火公司,他们希望利用美国国防部的热忱来测试一些未经检验的技术。在这个项目中,出现过一个臭名昭著的产品——简易爆炸装置联合抵消器,这款所谓的短脉冲激光炮被肆意炒作,宣称不用靠近爆炸装置就可消除危险。据报道,特别小组中的一些官员将其称为“胡说八道”。但是,那家来自亚利桑那州的名不见经传的Ionatron公司竟然获得了价值几百万美元的合同。

特别小组,也就是联合简易爆炸装置对抗组织(JIEDDO)的前身,共计花费了750亿美元来研究破解简易爆炸装置的技术,其中大部分技术都是异想天开且未经测试的,包括激光诱导击穿光谱系统、使用等离子体来检测爆炸物中的硝酸铵、特制的无人机、地面穿透雷达、电磁探测系统等。

史蒂夫·萨达斯沉浸在自己的工作中,他经常对一些简单的问题进行长时间的、迂回的思考。他一丝不苟地研究了100多种不同的技术。但是,2016年,在我与他交谈时,他还是拒绝谈论这一项目的任何细节,只有一件事除外:当时,萨达斯听说劳伦斯·利弗莫尔国家实验室劳伦斯·利弗莫尔国家实验室建立于1952年,是美国著名的国家实验室之一,位于旧金山湾区,隶属于美国能源部的国家核安全局。——编者注的一组工程师正在研发一种监视系统,这些工程师声称这种系统将是摧毁叛乱分子网络的理想武器。当萨达斯亲眼看到这一监视系统时,他就知道,这正是自己一直以来苦苦寻找的东西。