تم تصوير المنفذ غير المأهول المواجه للفضاء في وحدة Harmony بمحطة الفضاء الدولية قبل عدة ساعات من انتقال المركبة الفضائية SpaceX Dragon Freedom إلى هناك بعد الانفصال عن ميناء Harmony الأمامي.
مركز ناسا جونسون للفضاء
في السباق لغزو الكون، قد يكون التحدي الأكبر لاستكشاف الفضاء هو اتساع المجهول، ولكن هذه المسافة من كوكب الأرض لا تثني الأيدي الخفية لمجرمي الإنترنت الذين يهدفون إلى تخريب البعثات من على بعد آلاف الأميال أدناه.
تواجه المركبات الفضائية والأقمار الصناعية والأنظمة الفضائية تهديدات الأمن السيبراني التي أصبحت متطورة وخطيرة بشكل متزايد. ومع سيطرة التقنيات المترابطة على كل شيء، من الملاحة إلى الصواريخ المضادة للصواريخ الباليستية، فإن أي خرق أمني يمكن أن يكون له عواقب كارثية.
وقال ويليام راسل، مدير التعاقدات ومكتسبات الأمن القومي في مكتب محاسبة الحكومة الأمريكية: “هناك قيود فريدة على العمل في الفضاء حيث لا يمكنك الوصول فعليًا إلى المركبة الفضائية لإجراء إصلاحات أو تحديثات بعد الإطلاق”. “تشمل عواقب الأنشطة السيبرانية الضارة فقدان بيانات المهمة، أو انخفاض عمر أو قدرة الأنظمة أو الأبراج الفضائية، أو التحكم في المركبات الفضائية.”
البنية التحتية الفضائية الحرجة عرضة للتهديدات عبر ثلاثة قطاعات رئيسية: في الفضاء، وعلى الأرض، وضمن روابط الاتصال بين الاثنين. قال واين لونستاين، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة VFT Solutions، والمؤلف المشارك لكتاب Cyber-Human Systems, Space Technologies, and Threats، إن أي اختراق لأحد هذه الأنظمة يمكن أن يكون فشلًا متتاليًا للجميع. وقال لونستين: “من نواحٍ عديدة، يمكن أن تتسبب التهديدات التي تتعرض لها البنية التحتية الحيوية على الأرض في حدوث نقاط ضعف في الفضاء”. وأضاف: “الإنترنت والطاقة والانتحال والعديد من العوامل الأخرى التي يمكن أن تسبب الفوضى في الفضاء”.
مخاطر الذكاء الاصطناعي في أنظمة المهام الحرجة
لقد تم دمج الذكاء الاصطناعي في المشاريع الفضائية وزادت من المخاطر من الهجمات السيبرانية المتطورة التي تنظمها الجهات الحكومية والمتسللين الأفراد. يتيح دمج الذكاء الاصطناعي في استكشاف الفضاء اتخاذ المزيد من القرارات مع قدر أقل من الإشراف البشري.
على سبيل المثال، تستخدم ناسا الذكاء الاصطناعي لاستهداف العينات العلمية لمركبات الكواكب. ومع ذلك، فإن انخفاض الإشراف البشري يمكن أن يجعل هذه المهام أكثر عرضة لهجمات إلكترونية غير مبررة وربما كارثية، كما قال سيلفستر كازماريك، كبير مسؤولي التكنولوجيا في شركة OrbiSky Systems، المتخصصة في دمج الذكاء الاصطناعي والروبوتات والأمن السيبراني والحوسبة المتطورة في تطبيقات الفضاء الجوي.
وقال كاتشماريك إن تسميم البيانات، حيث يقوم المهاجمون بتغذية نماذج الذكاء الاصطناعي ببيانات تالفة، هو أحد الأمثلة على الأخطاء التي يمكن أن تحدث. وقال إن التهديد الآخر هو عكس النموذج، حيث يقوم الخصوم بإجراء هندسة عكسية لنماذج الذكاء الاصطناعي لاستخراج معلومات حساسة، مما قد يضر بسلامة المهمة. وفي حالة اختراقها، يمكن استخدام أنظمة الذكاء الاصطناعي للتدخل في المهام الفضائية الوطنية ذات الأهمية الاستراتيجية أو السيطرة عليها.
وقال لونستين: “قد تكون أنظمة الذكاء الاصطناعي عرضة لأنواع فريدة من الهجمات الإلكترونية، مثل الهجمات العدائية، حيث يتم تصميم المدخلات الضارة لخداع الذكاء الاصطناعي لاتخاذ قرارات أو تنبؤات غير صحيحة”. وأضاف أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يمكّن الخصوم من “تنفيذ عمليات تجسس أو تخريب معقدة ضد الأنظمة الفضائية، مما قد يؤدي إلى تغيير معايير المهمة أو سرقة معلومات حساسة”.
يُنظر إلى Quetzal-1 CubeSat أثناء نشره من وحدة النشر المدارية الصغيرة للأقمار الصناعية JEM على متن محطة الفضاء الدولية.
مركز ناسا جونسون للفضاء
والأسوأ من ذلك هو أنه من الممكن استخدام الذكاء الاصطناعي كسلاح، حيث يمكن استخدامه لتطوير أسلحة فضائية متقدمة أو تقنيات مضادة للفضاء تعطيل أو تدمير الأقمار الصناعية وغيرها من الأصول الفضائية.
تعمل حكومة الولايات المتحدة على تشديد سلامة وأمن أنظمة الذكاء الاصطناعي في الفضاء. لجنة الفضاء السيبراني 2023 تقرير وشددوا على أهمية تصنيف الفضاء الخارجي كقطاع بالغ الأهمية للبنية التحتية، وحثوا على تعزيز بروتوكولات الأمن السيبراني لمشغلي الأقمار الصناعية.
يوصي لونستاين بإجراء اختبارات صارمة لأنظمة الذكاء الاصطناعي في محاكاة ظروف الفضاء قبل النشر، والتكرار كوسيلة للحماية من أي اختراق غير متوقع. وقال: “قم بتنفيذ أنظمة زائدة عن الحاجة لضمان أنه في حالة فشل أحد مكونات الذكاء الاصطناعي، يمكن لمكونات أخرى تولي المسؤولية، وبالتالي الحفاظ على سلامة المهمة ووظائفها”.
يمكن أن يؤدي استخدام ضوابط الوصول الصارمة والمصادقة وآليات تصحيح الأخطاء إلى ضمان عمل أنظمة الذكاء الاصطناعي بمعلومات دقيقة. وقال لونستين إن هناك تدابير تفاعلية عندما يتم اختراق هذه الدفاعات، من خلال تصميم أنظمة الذكاء الاصطناعي بآليات آمنة من الفشل يمكنها العودة إلى “الحالة الآمنة” أو “الوضع الافتراضي” في حالة حدوث خلل أو سلوك غير متوقع. . التجاوز اليدوي مهم أيضًا. وأضاف: “تأكد من أن التحكم الأرضي يمكنه تجاوز عملية صنع القرار بواسطة الذكاء الاصطناعي أو التدخل فيها يدويًا، عند الضرورة، مما يوفر طبقة إضافية من الأمان”.
المنافسة بين الولايات المتحدة والصين
يشمل التنافس بين الولايات المتحدة والصين ساحة معركة الفضاء الجديدة. ومع تكثيف الدولتين لطموحاتهما الفضائية وقدراتهما العسكرية خارج الغلاف الجوي للأرض، أصبح تهديد الهجمات الإلكترونية التي تستهدف الأصول المدارية الحيوية مصدر قلق متزايد.
وقال كاتشماريك: “المنافسة بين الولايات المتحدة والصين، مع روسيا كلاعب ثانوي، تزيد من خطر الهجمات الإلكترونية حيث تسعى هذه الدول إلى تحقيق التفوق التكنولوجي”.
على الرغم من أنها لا تحظى بنفس القدر من الاهتمام في الصحافة السائدة مثل اختراقات المستهلكين أو العملات المشفرة أو حتى الدولة القومية ضد البنية التحتية الخاصة والحكومية الأمريكية الرئيسية على الأرض، فقد استهدفت الهجمات الإلكترونية الملحوظة التقنيات الفضائية المهمة في السنوات الأخيرة. ومع تكثيف الولايات المتحدة والصين وروسيا والهند جهودها من أجل الهيمنة على الفضاء، أصبحت المخاطر أعلى من أي وقت مضى.
وكانت هناك هجمات إلكترونية متكررة هذا العام على متن وكالة الفضاء اليابانية JAXA. وفي عام 2022، كان هناك اختراق نظام الأقمار الصناعية Starlink التابع لشركة SpaceXوهو ما نسبه إيلون ماسك إلى روسيا بعد تزويد أوكرانيا بالأقمار الصناعية. في أغسطس 2023، أصدرت الحكومة الأمريكية تحذيرا أن الجواسيس الروس والصينيين كانوا بهدف سرقة التكنولوجيا الحساسة وبيانات من شركات الفضاء الأمريكية مثل SpaceX وBlue Origin. لقد تورطت الصين في العديد من حملات التجسس الإلكتروني التي يعود تاريخها إلى عقد من الزمن، مثل حملة التجسس الإلكتروني خرق عام 2014 للإدارة الوطنية الأمريكية للمحيطات والغلاف الجوي أنظمة الطقس، مما يعرض للخطر الرصد البيئي الفضائي.
وقال كاتشماريك: “تستهدف دول مثل الصين وروسيا الأصول الفضائية الأمريكية لتعطيل العمليات أو سرقة الملكية الفكرية، مما قد يؤدي إلى اختراق المهام وفقدان التفوق التكنولوجي”.
تدعم الأنظمة الفضائية بشكل متزايد البنية التحتية الحيوية على الأرض، وأي هجمات إلكترونية على هذه الأنظمة يمكن أن تقوض الأمن القومي والمصالح الاقتصادية. في العام الماضي، حكومة الولايات المتحدة السماح للقراصنة باقتحام قمر صناعي حكومي كوسيلة لاختبار نقاط الضعف التي يمكن أن يستغلها الصينيون. جاء ذلك وسط مخاوف متزايدة على أعلى المستويات الحكومية التي تحاول الصين القيام بها “الرفض أو الاستغلال أو الاختطاف” أقمار العدو الصناعية – وهي اكتشافات أصبحت علنية في تسريب وثائق سرية من قبل جندي الحرس الوطني الجوي الأمريكي جاك تيكسيرا في عام 2023.
وقال راسل من مكتب محاسبة الحكومة، في إشارة إلى الهجوم الإلكتروني الذي وقع عام 2022 ضد شركة الأقمار الصناعية: “سيستمر سباق الفضاء المستمر والتقنيات المرتبطة به في التأثر بالهجمات الإلكترونية الشبيهة بـ Viasat”. تنسبها المخابرات الأمريكية والبريطانية إلى روسيا كجزء من حربها ضد أوكرانيا.
السحابة الفضائية لشركات التكنولوجيا الكبرى
ستحتاج الشركات الخاصة والحكومة إلى استخدام جميع أدوات الأمن السيبراني المتاحة لها، بما في ذلك التشفير، وأنظمة كشف التسلل، والتعاون مع الوكالات الحكومية مثل وكالة الأمن السيبراني وأمن البنية التحتية لتبادل المعلومات الاستخباراتية والدفاع المنسق.
وقال كازماريك: “يمكن أن تشمل عمليات التعاون هذه أيضًا تطوير أطر الأمن السيبراني المصممة خصيصًا لأنظمة الفضاء”.
وفي الوقت نفسه، حققت شركات التكنولوجيا التي تتخذ من وادي السليكون مقراً لها تقدماً سريعاً في مجال الأمن السيبراني، بما في ذلك تلك المصممة لتأمين تكنولوجيات الفضاء. الشركات مثل مايكروسوفت, أمازون, جوجل، و نفيديا يتم تجنيدهم بشكل متزايد من قبل قوة الفضاء الأمريكية ووزارة الدفاع لمواردهم المتخصصة وقدراتهم السيبرانية المتقدمة.
والجدير بالذكر أن مايكروسوفت هي عضو مؤسس في مركز تبادل وتحليل المعلومات الفضائية وكان مشاركا نشطا منذ تشكيلها قبل عدة سنوات. “لقد عقدت Microsoft شراكة مع قوة الفضاء الأمريكية لدعم نموها كخدمة رقمية بالكاملقال متحدث باسم Microsoft عبر البريد الإلكتروني: “نقدم أحدث التقنيات لضمان استعداد Space Force Guardians للصراعات الفضائية”.
كجزء من عقد بقيمة 19.8 مليون دولارتوفر Microsoft البنية التحتية للحوسبة السحابية Azure وعمليات المحاكاة والواقع المعزز وأدوات إدارة البيانات لدعم وتأمين مجموعة واسعة من مهام Space Force. وكتب المتحدث: “تلعب مايكروسوفت دورًا رئيسيًا في الدفاع ضد التهديدات السيبرانية في الفضاء”.
Google Cloud وAmazon Web Services ومقاول الدفاع ديناميات عامة توفر أيضًا بنية تحتية سحابية لتخزين ومعالجة كميات هائلة من البيانات الناتجة عن الأقمار الصناعية والبعثات الفضائية.
نفيديايمكن استخدام وحدات معالجة الرسوميات القوية الخاصة بـ في معالجة وتحليل صور وبيانات الأقمار الصناعية. وفقًا للونستاين، يمكن لرقائق الذكاء الاصطناعي الخاصة بصانع الرقائق أن تعزز معالجة الصور، واكتشاف الشذوذ، والتحليلات التنبؤية للمهام الفضائية. ولكن هناك حدود للاعتماد على التكنولوجيا في العمليات الفضائية باعتبارها منفعة تتعلق بالسلامة وليس طبقة إضافية من المخاطر.
وقال لونستين: “الاعتماد الكبير على الأنظمة الآلية يمكن أن يؤدي إلى فشل كارثي إذا تعطلت تلك الأنظمة أو واجهت سيناريوهات غير متوقعة”.
نقطة فشل واحدة يمكن أن تعرض المهمة بأكملها للخطر. علاوة على ذلك، فإن الاستخدام المكثف للتكنولوجيا يمكن أن يضر بمهارات المشغلين البشريين ومعارفهم، الأمر الذي قد يضمر إذا لم يتم ممارستها بانتظام.
وأضاف لونستين: “قد يؤدي هذا إلى تحديات في التشغيل اليدوي أثناء حالات الطوارئ أو فشل النظام”.
