Wie kann man einen Zombie (Sat) neutralisieren, indem man einfach die Bodenübertragung stärker macht?

Im April 2010 reagierte der Geo-nicht-so-stationäre Satellit Galaxy-15 nicht mehr auf Bodenbefehle. Es arbeitet als "Bent-Pipe"- oder Transponder -System, was - grob gesagt - bedeutet, dass es alle Fernsehprogramme, die es zufällig von der Erde empfängt, verstärkt und zurück zur Erde sendet (innerhalb vorgeschriebener Frequenzen).

Geostationäre Satelliten müssen regelmäßige Positionshaltemanöver durchführen, um an Ort und Stelle zu bleiben, und da kommerzielle Satelliten dazu normalerweise nicht in der Lage sind, werden regelmäßig Anweisungen vom Boden gesendet und müssen empfangen werden, um den Satelliten dort zu halten, wo er sein soll.

Als Galaxy-15 also aufhörte, auf Befehle zu reagieren, begann es, unkontrolliert innerhalb des geostationären "Gürtels" zu driften. Das ist ein potenzielles Kollisionsproblem, aber das andere Problem war, dass alle anderen Systeme funktionierten. Es hielt seine Sonnenkollektoren auf die Sonne gerichtet und behielt die "Erdsperre", was bedeutet, dass seine Empfangs- und Sendeantennen auf die Erde gerichtet waren.

Sobald es in eine andere "Box" gedriftet war, die zufällig Fernsehsignale vom Boden im selben Mikrowellenband hochgestrahlt hatte, verstärkte es sie pflichtbewusst und sendete sie zurück zur Erde, und so konnte es selbst ohne eine physische Kollision ernsthafte Unterbrechungen verursachen Aufgaben anderer Satelliten. Diese gedankenlose Erfassung und Weiterverbreitung ohne Kontrolle macht den Begriff ZombieSat passend.

Das Folgende ist aus Dealing with Galaxy 15: Zombiesats and on-orbit service :

Welche Fehlfunktion auch immer aufgetreten ist, hatte weder einen Einfluss auf die Fähigkeit des Satelliten, Signale erneut auszusenden, noch auf seine Fähigkeit, seine Transponder auf die Erde und die Sonnenkollektoren auf die Sonne ausgerichtet zu halten (bekannt als „Earth Lock“). Dadurch konnte das Raumschiff weiterhin Signale empfangen und senden. Was es beeinflusste, war die Fähigkeit der Bodenkontroller von Intelsat, Galaxy 15 zu manövrieren, um seine Orbitalposition beizubehalten. Intelsat gab zwischen 150.000 und 200.000 Befehle an den Satelliten aus, um eine Antwort zu erhalten, um entweder seine Kommunikationsnutzlast abzuschalten oder zu manövrieren. Als diese Bemühungen fehlschlugen, versuchte das Unternehmen, ein noch stärkeres Signal zu senden, um eine Überlastung des Stromversorgungssystems des Satelliten zu erzwingen und ihn abzuschalten. Auch dies ist gescheitert. Infolgedessen driftete der Satellit weiter langsam nach Osten durch den GEO-Gürtel. Was wie ein kleines Problem aussah, wurde bald viel größer.

Meine Frage: Ist das ein Bug oder ein Feature ? Gibt es nicht eine Art automatische Verstärkungsregelung oder AGC ? Ich vermute, dass die Idee bei diesem Versuch, die Transponder abzuschalten, darin besteht, sich auf die (vermutlich) feste Verstärkung des Verstärkers zu verlassen - stärker hinein bedeutet stärker heraus - und so kann man durch Schreien etwas Analoges zu einem Leistungsschalter auslösen richtig laut ins Mikrofon sozusagen. War die Unfähigkeit des Verstärkers, seine Verstärkung zu begrenzen, als Funktion vorgesehen (eine Brute-Force-Abschaltung, wenn alles andere fehlschlägt), oder war dies aufgrund anderer Einschränkungen erforderlich, oder hat jemand einfach vergessen, eine AGC hinzuzufügen?

Man könnte argumentieren, dass eine AGC schwache Signale zu stark abschwächen könnte, während sie versucht, ein starkes Signal zu begrenzen, aber dynamische frequenzabhängige Verstärkung gab es beim faseroptischen Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) mit 40 oder 80 Wellenlängen (obwohl dies a verschiedene Modulationsarten, z. B. digitales QPSK)), daher denke ich, dass dies kein Grund wäre, AGC zu vermeiden.

Dass sie dies versuchten, deutet darauf hin, dass es entweder keine AGC gab oder dass sie wussten, dass sie unter extremen Bedingungen unzureichend sein könnte. Daher ist mir nicht einmal klar, ob die erhoffte Abschaltung ein erwartetes Verhalten oder Wunschdenken gewesen wäre. Könnte jemand mit einer wirklich großen lenkbaren Schüssel anfangen, auf diese Weise viele Kommunikationssatelliten abzuschalten? Könnte ein Tag kommen, an dem Milliarden von Menschen gleichzeitig das Kabel-TV-Entzugssyndrom erleben würden?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

oben: "Basis +20 dB, Zelle mit automatischer Verstärkungsregelung - wie sie in den Telefonnetzen der 1970er Jahre verwendet wurde." Ein einfaches Beispiel für eine Schaltung, die die Verstärkung des Verstärkers anpasst, wenn das Signal zu stark ist, von hier .

Die Chinesen haben Möglichkeiten, damit umzugehen, aber es ist verpönt, weil es zum Kessler-Syndrom beiträgt.
Ist das ein Bug oder ein Feature? Was ist der Unterschied? (Geschrieben mit fest in die Wange eingebetteter Zunge.)

Antworten (2)

Ohne das Protokoll der Besprechungen, bei denen das Design der Signalaufbereitungselektronik vereinbart wurde, können wir dies meines Erachtens nicht mit Sicherheit beantworten. Ich kann aber noch etwas spekulieren:

Die verwendete Sprache "erzwingt eine Überlastung ... bewirkt, dass sie heruntergefahren wird." ist sehr endständig . Intelsat scheint sich in erster Linie darum gekümmert zu haben, sicherzustellen, dass Galaxy-15 nicht anfängt, andere Geo-Sats zu stören. Ich würde vermuten, dass die Wirkung der Überlastung dauerhaft gewesen wäre. Dass sie es versucht haben, deutet darauf hin, dass sie dachten, es hätte eine vernünftige Chance auf Erfolg. Sie haben wahrscheinlich die Konstruktionsschemata herausgeholt und ihre Ingenieure gebeten, einen Weg zu finden, es auf jede erdenkliche Weise zu brechen.

Ein weiterer interessanter (und höchst unwahrscheinlicher) Grund für ihre Dringlichkeit könnte das Vorhandensein von zwei L-Band-Transpondern für geostationäre Kommunikation und Kontrollsegment auf Galaxy-15 gewesen sein. Offiziell wird das GCCS von der FAA verwaltet, um die Genauigkeit der GPS-Navigation zu verbessern, aber es wäre nicht sehr überraschend, wenn neben der primären auch andere, klassifizierte Nutzlasten enthalten wären. Die Ursache für den Kontrollverlust wurde nicht offiziell festgestellt, und die Möglichkeit, dass eine ausländische Regierung ~hust~ China ~hust~ die Kontrolle übernimmt, konnte nicht sofort ausgeschlossen werden. Wenn die USG dachte, dass ihre Spielzeuge von selbst davonlaufen würden, befahlen sie Intelsat möglicherweise, ihren Vogel mit jedem Watt, das sie in den Himmel richten konnten, zu atomisieren. Unwahrscheinlich, aber eine interessante Möglichkeit.

Zurück zum AGC-Teil Ihrer Frage: Nur ein Idiot , jemand mit gutem Grund, würde einen Verstärker ohne jeglichen Überlastschutz entwickeln, insbesondere wenn der Verstärker möglicherweise Sonneneruptionen mit breitem Spektrum ausgesetzt ist. Die Tatsache, dass der Versuch, Galaxy-15 zu töten, fehlschlug, ist wahrscheinlich ein Beweis dafür. Ich würde erwarten, dass moderne Satelliten ein digital gesteuertes Verstärkersystem verwenden, sodass sie die Verstärkung eher mit Logik als mit AGC steuern. In Kombination mit einer hohen Eingangsimpedanz würde dies es sehr schwer machen, den Verstärker zu beschädigen.

Könnten Sie einen Satelliten mit einem ausreichend großen Signal töten? Unbedingt.

Weil die AGC versagt hat? Wahrscheinlich nicht. EMF-Erregung an einer anderen Stelle im Raumfahrzeug wäre wahrscheinlich tödlich, bevor der Eingangsschutz so zusammenbricht, dass etwas dauerhaft beschädigt wird.

Interessante Informationen und Perspektiven - danke! Nimm lieber auch etwas gegen den Husten!

Ich stimme ForgeMonkey zu, dass es auf der Grundlage öffentlich zugänglicher Quellen wenig zu sagen gibt.

Für die notwendigerweise spekulative Natur einer Antwort würde ich jedoch stattdessen die folgenden als typische Ansätze innerhalb geostationärer Kommunikationssatelliten vorschlagen:

  1. Mein Ausgangspunkt ist, dass die Frage nach den Transpondern fragt, dh nach der Nutzlast, und nicht nach dem Befehls-Uplink. Ich komme später auf das Kommando zurück. Bitte beachten Sie auch, dass sich diese Frage anscheinend nicht auf den eigentlichen Wiederherstellungsprozess bezieht, sondern nur nach der Verwendung eines Hochleistungs-Boden-Uplinks.
  2. Einige Satelliten verwendeten eine feste Verstärkung, und einige verwenden eine Form von AGC, um den richtigen Signalpegel zu erhalten. Es ist wahrscheinlicher, dass sie auf der Ebene jedes Transponders angewendet wird (Galaxy 15 hatte 24) als in einem digitalen Regelkreis insgesamt Nutzlast.
  3. Der Schutz der Nutzlast hat möglicherweise keinen Hochleistungs-Uplink in Betracht gezogen, es handelt sich um einen zivilen Satelliten, aber selbst wenn dies der Fall wäre, hilft dies dem Satelliten als Ganzes nicht, da die Befehlsverbindung und nicht die Nutzlast ein Problem hat.
  4. Der Schutz auf Satellitenebene kann auch angenommen haben, dass die Nutzlast im Falle eines Stromausfalls abgeworfen wird, es wäre üblich, dass die Nutzlast vor dem TT&C-System (dem Teil, der Befehle empfängt) abgeworfen wird.
  5. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass derselbe Satellitenschutz im Falle eines Stromausfalls einen Computer-Reset veranlasst oder auf redundante Einheiten umgestellt hat. Damit dies Sinn macht, müssen wir uns vorstellen, dass eine Überforderung der Energie von den Transpondern eine Unterspannung des Busses verursachen könnte und somit die gleichen Symptome wie ein Mangel an Energie zu haben scheint. BEARBEITEN In diesem Sinne könnte AGC auf Transponderebene das Zurücksetzen tatsächlich verhindern, indem eine Busunterspannung verhindert wird, obwohl sie zu einer Art Notfallbefehlspfad entwickelt werden könnten, wenn die Zentraleinheit so programmiert wäre, dass sie auf "hohe Uplink-Leistung => TTC zurücksetzen" reagiert. .
  6. Schließlich scheint die zitierte Quelle nicht die gleiche Annahme zu machen, dass die Hochleistungs-HF auf die Nutzlast-Transponder gerichtet war. Wenn es stattdessen auf den Befehlsempfänger gerichtet wäre, würde dieses Gerät stattdessen eine eigene Schutzlogik benötigen, die einen Reset auslöst, wenn der Leistungspegel zu hoch wäre. Es ist nicht unmöglich, aber es hört sich so an, als würde es eher als Reaktion auf einen internen Fehler mit ähnlichen elektrischen Symptomen implementiert.

Wenn wir das alles zusammenfassen, scheinen wir mit Nr. 5 oder Nr. 6 übrig zu bleiben, obwohl selbst dann alles ziemlich skizzenhaft ist.

Ich versuche zu verdauen - hier werden viele Gedanken kurz und bündig ausgedrückt, und ich bin keine "System" -Person. Mein Gedanke war, dass die Idee darin bestehen würde, alle Transponder gleichzeitig mit sehr starken Signalen zu überfluten, vielleicht sorgfältig strukturiert oder gepulst, so dass dies zu einem Stromlastzustand führen würde, der etwas auslösen würde, um zu entscheiden, dass die Situation gefährlich anormal war , und tun Sie alles, vom einfachen Abschalten der Endverstärker jedes Transponders bis zum vollständigen Abwerfen der Nutzlast, alles, was ein Zurücksetzen von Masse erfordern würde (nicht nur interner Timer oder Zurücksetzen).
Ich denke, das würde zunichte gemacht, wenn die Sender irgendwo in jedem Transponder einen geeigneten Leistungsbegrenzer oder AGC hätten. Das zeitweise kürzere Pulsieren als die AGC-Ansprechzeit wäre eine Möglichkeit, die Schutzfähigkeiten der AGC zu überwinden. Wenn (wie Sie in 6 betonen) die Leistung bei Befehlsfrequenzen lag, bei denen der Empfänger eine sehr gut konstruierte AGC hätte, müsste ein "Hier-irgendwas-Detektor" an einem anderen Aspekt arbeiten. Da die Antwort auf den Befehl bereits verloren ging, die Nutzlast jedoch mit Strom versorgt wurde und aktiv sendete, scheint dies einen Versuch wert zu sein, aber ...
... funktioniert wahrscheinlich nicht. Trotzdem würde ich erwarten, dass eine Art allgemeiner "Totmannschalter" im Bus das Sendesystem der Nutzlast (oder das Ganze) ausschaltet, wenn der Bus keinen regelmäßigen, sogar täglichen Herzschlag von "Sie sind immer noch autorisiert" empfängt um Energie an die Sender der Nutzlast zu senden" aus irgendeinem Grund gestoppt. Vielleicht wurde also tatsächlich ein echtes falsches Befehlssignal aus nächster Nähe gesendet, mit korrekt verschlüsselten Befehlen, falls erforderlich, das den Zombie erschuf. Somit hätte nur eine Befehlsstärke, die hoch genug ist, um das Signal des lokalen Hack-Sats zu überwinden, eine Chance - nur Spekulation.
Der spekulative Hack-Sat wäre eine weitere Inkarnation des euphemistisch und scheinbar lächerlich vorgeschlagenen – und stark herabgestimmten Prank-Sat . Verwandter Kommentar .
Ich denke, ich folge in dem Sinne, dass ich an Ihren ersten Kommentar "... alle Transponder zu fluten ..." auch gedacht habe, obwohl ich eigentlich eine Abkürzung genommen hatte und versuchte, das auch ohne AGC zu sagen Alles, was es noch dauern würde, wäre die Abfolge der Schritte 2 - 5 (ich werde das mit einer Bearbeitung klären). Ich denke, das ist eine interessante Idee, die Sie in Ihrem zweiten Kommentar haben - wenn ich folge -, dass die AGC im Befehlsempfänger so ausgelegt sein könnte, dass sie einen Reset auslöst.
Die Erweiterung auf Ihre "Deadmans" -Switch-Idee ist eigentlich ein etabliertes Konzept, en.wikipedia.org/wiki/Command_Loss_Timer_Reset , scheint bis zu diesem Zeitpunkt in der Welt der Kommunikationssatelliten nicht implementiert worden zu sein. Ironischerweise, siehe directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/s/stereo , „Die Kommunikation mit STEREO-B ging während eines Tests des Befehlsverlust-Timers des Raumfahrzeugs verloren, ein Hard-Reset, der ausgelöst wird, nachdem das Raumfahrzeug ohne geht Kommunikation von der Erde für 72 Stunden."