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太空技术
太空技术
根据五角大楼的《军事关键技术清单》（Militarily Critical Technologies List； MCTL），“最近的研究表明，太空技术的约95％可被列为两用技术”。信息技术和太空之间的紧密联系和这个比例相去无几。对于军队来说，太空意味着“高空间”，可以在那里部署装备以获取军事优势。对于其他人来说，太空设施是全球化的基础之一。太空是全球信息基础设施的关键部分，全球信息基础设施是克林顿政府时期称呼多重网络的一个术语。构成多重网络的便是后来人们常说的“信息高速公路”。信息对民用部门和军用部门的价值是同等重要的，为数众多的太空两用技术也是一样。
信息技术，特别是空间技术，过去只有富国才能利用，而且在许多情况下，只用于他们的国家安全部门。现在，由于技术应用的价格下跌，很快所有国家甚至个人就都能承受了。20世纪80年代美国国防部花费亿万美元研发的能力现在其他人花上那笔钱的一小部分便可以获得，要么购买服务，要么购买设备本身。太空拍摄的遥感图像，可能准确到分辨明显的细节，过去只在有限的国家安全机构范围内使用。现在情况完全不同了。20世纪70年代启动的美国航空航天局“地球资源卫星”（Landsat）项目，搜集的是未加密的图像。图像是光电拍摄的，基本上也就是来自照相机。图像的其他类型还包括雷达图像和红外图像。最初地球资源卫星提供的图像解析度最高也只能达到30米，也就是物体只有大小在30米以上才能被观测到。2000年，解析度则达到了15米。地球资源卫星可以观测185千米宽的地表，有助于完成诸如国土管理、环境监测和城市规划之类的任务。地球资源卫星在1985年成为美国太空商业化努力的最初主要步骤之一。地球探测卫星公司（EOSAT）＇1＇被选定为地球资源卫星项目的运营商，顾客可以按“幅”购买地球资源卫星的图像。
表1：军民两用的太空技术
而新型的商用卫星允许顾客赋予卫星专门的任务，定购一张特殊时间特殊地点的光学图像。伊科诺斯（Ikonos）卫星发射后，2000年起，可以向客户提供解析度约为1米的全色定制图像。当前这个卫星由GeoEye公司＇1＇所有并运营。如此精确的图像可以用于包括军用在内的广泛用途。GeoEye公司不是唯一的高解析度图像供应商＇1＇。2002年3月，另一家商业公司“数字地球”（DigitalGlobe）开始用自己的“快鸟”（Quickbird）卫星供应60厘米解析度的图像，这颗卫星是在前一年的10月发射的。2007年开始，解析度低于50厘米的图像将会投入商用。人们还可以在互联网上用“谷歌地球”（Google Earth）获取免费的高解析度图像。这是一套融合了卫星和航空图像的地图编辑软件。图像质量如此之高，以至于引起印度、韩国和泰国等几个国家的担忧，2005年这些国家对其实用性提出质疑。这种实用性是好是坏？这个问题其实毫无意义，因为技术上早已经可行了。
联合国已经利用商用图像来侦测和统计罂粟和古柯的种植面积。商用图像还用于改进在阿拉斯加狭窄山口中穿行的飞机的导航系统。这两个例子当然都是对人们很有益处的。2001年，当被迫降的美军EP3飞机停在海南岛一个机场的停机坪上，落到中国人手中之时，几乎实时的飞机图像就出现在了太空图像网站上。在关于归还机组人员的紧张谈判接近尾声的时候，一些分析家提出仅仅因为图像能够提供透明度就已经很有用了。另一些则主张这种透明度可能使问题很复杂—如果不是变得危险的话。两用技术造成的困境远远不能用禁止相关硬件来解决，这些问题已经渗入了真实生活的实用领域。
一些两用太空技术很容易被界定，如军用火箭、发射台、导弹和成功遂行太空飞行都建在基本相同的参数上。如果一个国家能制造导弹，她也肯定掌握制造航天发射工具的技术知识。这两者之间主要的技术差异只是轨道、有效载荷以及导航系统而已。实际上最主要的差别不过是使用意图罢了。遥感卫星提供的图像可以用来实现最大限度的轮作以增加产量或者为武器指引目标。导航卫星，诸如全球定位系统系统所使用的卫星，能让民航飞机保持恰当的间距，当然也能引导精确制导武器。
其他一些技术在确定是否具有两用可能方面要困难得多。1970年在与美国就拟议的反卫星武器条约谈判时，苏联将航天飞机列入美国的反卫星武器设备清单之中。苏联认为航天飞机可以接近一个在轨卫星，用机器臂将卫星从天空中摘下来，弄坏它或者将之带回地球。美国对航天飞机的看法则完全不同。这个例子表明了不同的潜在意图角度所导致的两难困境。
在确定意图方面，零部件造成的问题可能比整体设备还严重。军用和商用航天系统使用同样的电子设备、计算机、光学设备、推进系统和传感器部件。即使最终用途就是商用，也有一种观点，也就是“军事关键技术清单”中提出的观点，称，“在很多情况下，商用通信卫星可以提高许多项太空技术能力，然后将被运用于所有的军事太空系统”。如果这种观点是正确的，那么“控制”就得从最严格意义上理解，通常就是“禁止”的委婉说话。对两用技术的四个主要领域进行简要介绍可以使我们更清楚地说明事情是多么复杂。
通信卫星
通信卫星
所谓通信卫星是绕地在轨飞行的、转播无线电信号的太空飞行器。信号从地面的基站，也就是地面站，发到卫星的异频雷达收发机上。这个电路设备负责接收、调整和放大上行链路信号，然后向其他的地面站转播。通信卫星在日常生活中用途广泛，包括提供直接入户电视信号、追踪包裹、提供视频会议信号、发送传真、支持高速互联网、提供手机和长途电话服务等等。前文已经提到，信息技术是告诉增长的全球产业。在美国，手机用户从1999年的8600万增加到了2004年的亿，占到了全部电话服务的一半。在中国，手机用户从1999年的4300万增加到了2004年亿，手机信号几乎覆盖了中国全境。简而言之，通信卫星提供的服务可是一笔大生意。
2004年，大约有880颗卫星在轨飞行，其中包括443颗商用通信卫星和99颗军用通信卫星，商用通信卫星中的234颗是地球同步卫星（GEO）。出于技术原因，卫星的功能不同，轨道高度也随之不同。要理解为什么某些轨道对执行某些功能的卫星有用，一点点轨道学知识是有必要的，能达到让诗人听懂的程度也就够了。
今天，大多数太空飞行器都在三种基本轨道之一上飞行＇1＇。近地轨道（LEO），距地表低于2000千米的轨道；中高轨道（MEO），距地表大约在10000千米的轨道；以及地球同步轨道（GEO），大约在35800千米高。航天飞机是在近地轨道上飞行的，国际空间站也是一样。由于近地轨道距离地球最近，因而也是许多成像卫星飞行的轨道。最近距离的观察提供最佳质量的图片。中高轨道的环境非常复杂，因为范·阿伦（Van Allen）辐射带就位于此。辐射粒子漩涡可能对太阳能电池、集成电路、传感器和人员造成伤害。全球定位系统卫星就位于中高轨道之上，而移动通信卫星则既有在近地轨道飞行的，也有位于中高轨道之上的。地球同步轨道是非常独特的轨道，位于该轨道之上的卫星按照一定速度旋转，漂浮在地球地面的某个特定地方之上。这一高度能使在同步轨道上的三颗距离相等的卫星覆盖大部分地表。这一点对提供或者转播通信信号尤其重要。由于同步卫星漂浮在某一点上，负责接收信号的地面雷达就不用移动。因此大多数大型通信卫星都位于地球同步轨道上。
当前，在通信卫星领域，存在着两大问题。第一地球同步轨道拥塞，也就是没地方了，这加剧了无线电信号频率（RF）干扰，频谱已经用尽。在轨道拥塞方面，卫星之间必须保持一定距离以避免广播信号交迭。虽然由于技术进步的原因，这种距离已经越来越近，但地球同步轨道空间资源仍然是有限的。同步卫星的“定点”已经成了一种稀缺物品，引发了国家之间以及一国的不同部门之间的竞争。
无线电频谱—这是电磁频谱的一部分，用来接收无线电信号并从卫星转发—也是一种有限的自然资源。对于用户和可能用户来说，能满足高端需求的频谱就那么多。无线电频谱分为不同的、以赫兹来计量的波段。波段越宽，传播的信息越多，因此“宽带”便和更快的互联网连接息息相关。自第二次世界大战期间开始运用雷达以来，波段逐渐通用以字母命名。典型的提供视频和数据服务的商用运营商使用C波段（4…8千兆赫）及Ku波段（12…18千兆赫）；S波段（2…4千兆赫）和L波段（1…2千兆赫）用于手机，船舶通讯和文电；宽带通讯利用的是Ka波段（27…40千兆赫）。许多美国军用卫星用的是K波段（18…27千兆赫）以及X波段（8…12千兆赫）。
然而正如前面提到的那样，对分配频率的要求越来越高、越来越多。在可用范围内，能够提供给新用户的未分配空间已经几乎没有了。军队、特别是美军，对更多以及更大带宽的需求几乎是贪得无厌的。军队和民事部门一样，执行通讯任务全部都需要利用带宽，只是任务更多些，其中包括指挥和控制武器系统。美国战略空军司令詹姆斯·埃利斯将军（General James Ellis）在阐述对带宽的要求时说：“我们不清楚什么时候需求会慢下来，我相信这几乎永远都不会停止，唯一的问题是现在寻求的速度在持续加快”。
负责分配同步卫星定位点和无线电频谱国际协调事务的是位于瑞士日内瓦的国际电信联盟（ITU）。国家负责他们国内的频谱运用，但必须和国际电信联盟的分配相一致，其中也包括协调国际信号干扰问题。信息技术的扩展鼓励和推动了全球化，也造成了需求的增加。结果，公平分享轨道定点和频谱，作为全球化的推动因素之一，成为了发展中国家、发达国家以及国际电信联盟的主要关切之一。
在通信卫星领域，军事寻求和民用寻求之间的对峙形成了一种有趣的螺旋。一方面是军队经常依赖他们自己使用的商用通信卫星，一方面是在“伊拉克自由行动”期间用户数量的减少。当然可以争辩说，“伊拉克自由行动”是特例而不是常态，但是可以预计，到2010年，商业公司将提供60％的军事通讯服务和30％的遥感服务。国防部是最大的卫星产业单独用户，2004年就为商用卫星通讯创造了将近5亿美元的利润，而到预计2010年需求将会加倍。2004年11月，五角大楼公布，有意发射价值180亿美元的自用特种全球通信卫星。但此举并未缓解对商用卫星的追加需求。诸如无人驾驶飞机之类的资源，未来的用途预计将会增加，也由商用卫星操作。
通信卫星的经济、政治、军事价值所提供的机会和造成的困境，估计未来只会增加。美国政府已经宣布供出口的通信卫星因为可被用于军事，而属于同样受到出口控制的敏感技术。对于那些将通信卫星看成是全球化工具的人来说，通信卫星技术管制对其他国家实现发展所需的关键技术是严重打击，这可能就是蓄意而为。尽管美国以外的其他国家正积极而迅速地向可能的买主兜售通信卫星，美国却根本不担心这一点会损害美国的卫星产业，而这一产业恰恰是军队所依赖的。有关的情况我们将在第六章讨论。
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探测卫星
探测卫星
美苏太空竞赛的早期，也就是在“人造地球卫星1号”发射之前，双方基于各自的国家安全需求形成了不同的优先目标。在那以后竞赛已经为公众所知，目标也就发生了改变。此前，苏联将太空运载系统（导弹）视作一种远程核武器投送系统。美国已经拥有了能够飞临苏联目标的远程轰炸机，因而对研制卫星深入苏联腹地窥探“铁幕”背后更感兴趣。不过，这同样需要一种太空运载系统。大多数的技术发展是同时进行的。侦察不是苏联的首要目标，因为美国作为一个拥有新闻自由的开放社会，有大量的信息可以很容易获得。在卫星技术成型之前，对苏联信息的需求迫使美国采用U2之类的高空飞机。虽然美