小衛(wèi)星星座對(duì)空間交通管理的挑戰(zhàn)及完善建議

吳越（華東政法大學(xué)）

近年來，構(gòu)建空間交通管理國(guó)際規(guī)則體系的呼聲日益高漲，美國(guó)等航天國(guó)家已經(jīng)著手構(gòu)建并完善國(guó)內(nèi)的空間交通管理體系。由于利益訴求各不相同，空間交通管理的概念至今尚未達(dá)成共識(shí)。但空間態(tài)勢(shì)感知和空間碎片治理作為空間交通管理的重要方面，其對(duì)外空可持續(xù)發(fā)展的重要意義得到了國(guó)際共識(shí)。小衛(wèi)星星座的迅速發(fā)展對(duì)這兩方面的挑戰(zhàn)尤為明顯，因此加強(qiáng)小衛(wèi)星星座的空間態(tài)勢(shì)感知，減緩小衛(wèi)星星座產(chǎn)生的空間碎片，對(duì)空間交通管理具有重要意義。中國(guó)也應(yīng)積極構(gòu)建國(guó)內(nèi)空間交通管理體系，爭(zhēng)取國(guó)際規(guī)則的制定權(quán)。

1 空間交通管理實(shí)踐現(xiàn)狀

2009年，俄羅斯宇宙－2251（Cosmos－2251）衛(wèi)星與美國(guó)銥星－33（Iridium－33）衛(wèi)星相撞，上演了人類歷史上首次“空間交通事故”，暴露出現(xiàn)有空間交通管理體系的缺陷。隨著小衛(wèi)星星座計(jì)劃的廣泛開展，衛(wèi)星之間的碰撞概率將大大增加，空間交通管理研究更顯必要性與緊迫性。從國(guó)內(nèi)視角看，空間交通管理著眼于國(guó)家自身航天活動(dòng)管理和航天能力建設(shè)；從國(guó)際視角看，空間交通管理致力于應(yīng)對(duì)空間活動(dòng)開展過程中可能面臨的安全威脅等問題。無論是從國(guó)內(nèi)還是國(guó)際視角出發(fā)，空間交通管理的終極目標(biāo)都是為了保證空間活動(dòng)安全和長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。

聯(lián)合國(guó)層面

在聯(lián)合國(guó)層面，空間交通管理是目前磋商的熱點(diǎn)議題，已經(jīng)成為空間治理和安全問題的重要方面。2001年，國(guó)際宇航科學(xué)院（IAA）受聯(lián)合國(guó)委托成立研究小組，啟動(dòng)了關(guān)于空間交通管理的課題研究。2006年IAA發(fā)布《外空交通管理研究報(bào)告》，該報(bào)告將空間交通管理界定為“為保障安全、不受干擾地進(jìn)入外層空間、在外層空間運(yùn)行及從外層空間返回地球的一套技術(shù)和法律規(guī)范”，具體包括空間態(tài)勢(shì)感知、空間碎片減緩、空間安全標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展等方面。該報(bào)告中的概念目前在國(guó)際上受到廣泛認(rèn)可，但該報(bào)告并沒有提供一般意義上可以操作的指南，比如，新型小衛(wèi)星星座的發(fā)射是否應(yīng)作為被管理的對(duì)象。因此，此份研究報(bào)告中所闡述的空間交通管理概念有待進(jìn)一步研究加以完善。

美國(guó)方面

2018年6月18日，美國(guó)發(fā)布《航天政策3號(hào)令》（SPD－3），這是美國(guó)首份完整且全面的空間交通管理政策。該政策指出，擁擠的太空給美國(guó)空間活動(dòng)帶來了挑戰(zhàn)，需要通過空間交通管理，建立安全、穩(wěn)定和可持續(xù)運(yùn)行的空間環(huán)境。SPD－3中空間交通管理包含的內(nèi)容極廣，包括發(fā)射前、運(yùn)行中和再入時(shí)的行為規(guī)范和約束、技術(shù)準(zhǔn)則等。政策還明確了空間態(tài)勢(shì)感知是進(jìn)行空間交通管理的前提，空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)很大程度上決定了在軌航天器碰撞預(yù)警、減緩和清除空間碎片等行動(dòng)能否順利開展。此外，對(duì)于失效的航天器是否屬于空間碎片這一存在爭(zhēng)議的問題。SPD－3表示，不再具有任何使用目的的人造空間物體是空間碎片，明確表達(dá)了美國(guó)認(rèn)為失效的空間物體屬于空間碎片的觀點(diǎn)。美國(guó)空間交通管理政策立足國(guó)內(nèi)，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來說，意在向國(guó)際社會(huì)推廣其空間交通管理標(biāo)準(zhǔn)和做法，當(dāng)越來越多的國(guó)家認(rèn)可并實(shí)踐之后，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)也就會(huì)成為國(guó)際慣例或者國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，從而為其爭(zhēng)得國(guó)際規(guī)則制定的主導(dǎo)權(quán)奠定基礎(chǔ)。從SPD－3不難看出，美國(guó)希望與其他航天國(guó)家就空間交通管理建立雙邊和多邊協(xié)議，并在聯(lián)合國(guó)和平利用外層空間委員會(huì)（COPUOS）、機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì)（IADC）等國(guó)際組織中分享其計(jì)劃，鼓勵(lì)國(guó)際社會(huì)采用由美國(guó)制定的空間行為規(guī)范和做法，以期建立可擴(kuò)展到國(guó)際空間交通管理規(guī)則框架的國(guó)家體系。

歐洲方面

早在2017年，歐洲航天局（ESA）就發(fā)表了《實(shí)施歐洲外空交通管理制度》白皮書，認(rèn)可了空間交通管理的必要性。白皮書指出，空間交通管理應(yīng)該圍繞法律監(jiān)管程序、安全和操作標(biāo)準(zhǔn)、歐洲空間態(tài)勢(shì)感知、飛行計(jì)劃和調(diào)度設(shè)施等方面展開，并將空間交通管理的落腳點(diǎn)定義為“必要的措施”。與美國(guó)提出的概念相比，ESA的白皮書更加強(qiáng)調(diào)國(guó)際協(xié)作與共同治理。2021年3月2日，歐洲航天工業(yè)協(xié)會(huì)（EUROSPACE）發(fā)布《空間交通管理：歐洲航天業(yè)應(yīng)該抓住的機(jī)遇》立場(chǎng)文件，進(jìn)一步明確了歐洲目前對(duì)空間交通管理的立場(chǎng)及態(tài)度。文件指出，空間交通管理旨在對(duì)空間活動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃和協(xié)調(diào)，以增強(qiáng)空間環(huán)境的安全性、穩(wěn)定性和可持續(xù)性。在全球空間活動(dòng)快速發(fā)展的背景下，歐洲航天業(yè)的公平競(jìng)爭(zhēng)和可持續(xù)發(fā)展都面臨風(fēng)險(xiǎn)。值得注意的是，該立場(chǎng)文件特別提到，遵守一套由美國(guó)制定的空間交通管理指導(dǎo)方針和最佳實(shí)踐，會(huì)增強(qiáng)歐洲對(duì)美國(guó)的固有依賴，如空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)方面，這可能會(huì)影響歐洲自主進(jìn)入太空的可持續(xù)性、甚至歐洲的主權(quán)。

2 小衛(wèi)星星座對(duì)空間交通管理的挑戰(zhàn)

對(duì)空間態(tài)勢(shì)感知的挑戰(zhàn)

空間態(tài)勢(shì)感知是進(jìn)行空間交通管理的前提，小衛(wèi)星星座可能會(huì)對(duì)空間態(tài)勢(shì)感知造成嚴(yán)重挑戰(zhàn)。首先，小衛(wèi)星體積小、數(shù)量多，難以追蹤。這樣一來，就很難對(duì)小衛(wèi)星的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集分析，從而無法對(duì)小衛(wèi)星之間的相遇概率、再入風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行預(yù)測(cè)，發(fā)生碰撞的概率大增。其次，小衛(wèi)星星座的所有者大多為私營(yíng)主體，出于成本考慮，其在數(shù)據(jù)共享方面缺少主動(dòng)性，而空間態(tài)勢(shì)感知得以順利開展的一個(gè)重要前提就是共享數(shù)據(jù)。從目前現(xiàn)有的國(guó)際條約來看，《關(guān)于登記射入外層空間物體的公約》（簡(jiǎn)稱《登記公約》）第4條對(duì)登記的數(shù)據(jù)提出了要求，它規(guī)定每一個(gè)登記國(guó)向聯(lián)合國(guó)秘書長(zhǎng)提供空間物體的基本軌道參數(shù)，包括交點(diǎn)周期、傾斜角、遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)。如此，便可根據(jù)各登記國(guó)提供的數(shù)據(jù)確定小衛(wèi)星的具體位置。但是在實(shí)踐中，要想對(duì)小衛(wèi)星星座進(jìn)行全面協(xié)調(diào)仍舊比較困難，這不僅需要小衛(wèi)星星座本身的空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)，更需要其他衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商提供的周遭小衛(wèi)星、空間碎片的空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)。并不是所有的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商都愿意花費(fèi)高昂成本對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，甚至有的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商連最基礎(chǔ)的登記報(bào)告義務(wù)都難以履行，這使得空間態(tài)勢(shì)感知并不能對(duì)小衛(wèi)星星座及其周遭環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確認(rèn)知。

對(duì)空間碎片治理的挑戰(zhàn)

小衛(wèi)星星座由數(shù)量巨大的小衛(wèi)星組成，較容易成為空間碎片。小衛(wèi)星的低成本和批量化生產(chǎn)等特點(diǎn)，導(dǎo)致故障率增加，不再具有任何使用目的的小衛(wèi)星就成為了空間碎片。如果對(duì)這些發(fā)生故障的小衛(wèi)星進(jìn)行替換，需要重新向軌道上發(fā)射新的小衛(wèi)星，而發(fā)射本身就存在著風(fēng)險(xiǎn)，這可能會(huì)導(dǎo)致新的空間碎片的產(chǎn)生。其次，多數(shù)小衛(wèi)星不會(huì)裝載推進(jìn)系統(tǒng)，在部署后無法進(jìn)一步操縱，小衛(wèi)星不能主動(dòng)避免碰撞或偏離軌道，發(fā)生碰撞從而產(chǎn)生空間碎片的概率上升。此外，根據(jù)2002年4月第20屆IADC會(huì)議正式通過《IADC空間碎片減緩指南》的建議，失效的航天器應(yīng)在25年內(nèi)脫離低地球軌道，而目前小衛(wèi)星星座中能遵守這一規(guī)定的衛(wèi)星比例極少。加之設(shè)計(jì)之初對(duì)成本的考慮，小衛(wèi)星很難犧牲正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間而將燃料留給離軌機(jī)動(dòng)，因此強(qiáng)制私營(yíng)運(yùn)營(yíng)商執(zhí)行衛(wèi)星廢棄后的離軌措施相當(dāng)困難。由于上述問題，空間碎片碰撞級(jí)聯(lián)效應(yīng)假設(shè)—“凱斯勒現(xiàn)象”可能在小衛(wèi)星星座大量部署后悄然發(fā)生。小衛(wèi)星的低成本與高回報(bào)，吸引著源源不斷的社會(huì)資本涌入，但不容忽視的是，要消除小衛(wèi)星星座產(chǎn)生的空間碎片以及空間碎片可能對(duì)空間安全帶來的潛在影響，則需要高昂的成本。為了保證空間活動(dòng)安全和長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展，小衛(wèi)星星座活動(dòng)必須在空間交通管理規(guī)則的指導(dǎo)下開展，否則由此產(chǎn)生的大量空間碎片將使人類再難走出地球。

3 小衛(wèi)星星座空間交通管理的完善建議

加強(qiáng)針對(duì)小衛(wèi)星星座的空間態(tài)勢(shì)感知

各發(fā)射國(guó)應(yīng)積極督促本國(guó)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商嚴(yán)格按照國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）的《無線電規(guī)則》，在小衛(wèi)星星座發(fā)射前向國(guó)際電信聯(lián)盟的主席團(tuán)提交所要求的數(shù)據(jù)清單?！稛o線電規(guī)則》中要求衛(wèi)星發(fā)射國(guó)提供的數(shù)據(jù)清單不僅完全涵蓋了《登記公約》第4條所涉及的基本軌道參數(shù)，還包括各種技術(shù)細(xì)節(jié)參數(shù)。在發(fā)射前提供的登記數(shù)據(jù)越詳細(xì)，越有利于之后小衛(wèi)星的識(shí)別、跟蹤和監(jiān)測(cè)。這樣，在部署小衛(wèi)星星座之前，各運(yùn)營(yíng)商之間可以就衛(wèi)星發(fā)射部署進(jìn)行協(xié)商以避免碰撞。部署后，也可以通過監(jiān)測(cè)衛(wèi)星分段頻率的空間通信，來保持對(duì)衛(wèi)星的持續(xù)識(shí)別。如此，小衛(wèi)星星座空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)才能在全世界范圍內(nèi)得以規(guī)范，最終服務(wù)于空間交通管理。

國(guó)際社會(huì)應(yīng)嘗試協(xié)商建立全球小衛(wèi)星星座空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)共享機(jī)構(gòu)。如果不能及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，一個(gè)小衛(wèi)星的故障失靈或者發(fā)生碰撞可能會(huì)造成整個(gè)小衛(wèi)星星座管理的混亂。因此，每一個(gè)小衛(wèi)星的運(yùn)行狀態(tài)、軌道變更、乃至于出現(xiàn)故障無法再繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)的小衛(wèi)星，都需要及時(shí)進(jìn)行通報(bào)。大量的小衛(wèi)星空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)究竟由哪個(gè)部門進(jìn)行管理才最有效，是空間交通管理過程中必須解決的問題。相信在小衛(wèi)星星座空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)共享機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一調(diào)動(dòng)下，小衛(wèi)星星座整體的空間態(tài)勢(shì)感知能力有望得到進(jìn)一步提升。

實(shí)施針對(duì)小衛(wèi)星星座的空間碎片減緩措施

各發(fā)射國(guó)在小衛(wèi)星星座發(fā)射前，應(yīng)做好部署與規(guī)劃。對(duì)小衛(wèi)星實(shí)施適當(dāng)?shù)目臻g碎片防撞保護(hù)，在發(fā)生碰撞時(shí)確保不會(huì)造成衛(wèi)星解體，進(jìn)而產(chǎn)生更多的空間碎片。在確保星座內(nèi)部不出現(xiàn)碰撞的同時(shí)，也避免與其他空間物體的碰撞。在小衛(wèi)星任務(wù)結(jié)束后，督促各運(yùn)營(yíng)商對(duì)小衛(wèi)星星座發(fā)射產(chǎn)生的空間碎片和失效小衛(wèi)星進(jìn)行主動(dòng)移除。鼓勵(lì)運(yùn)營(yíng)商不斷研發(fā)新技術(shù)、采用新方法，盡可能減少小衛(wèi)星脫離軌道的成本。各發(fā)射國(guó)還應(yīng)使衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商認(rèn)識(shí)到，現(xiàn)在對(duì)空間碎片放任不管，以致空間碎片越來越多，之后的發(fā)射成本、避免碰撞成本會(huì)大幅增加，這不僅會(huì)減少企業(yè)的利潤(rùn)空間，同時(shí)也不利于企業(yè)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。

國(guó)際社會(huì)應(yīng)制定小衛(wèi)星星座技術(shù)和行為規(guī)范方面的最低安全標(biāo)準(zhǔn)。保證衛(wèi)星的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量，確保衛(wèi)星從部署、運(yùn)行直至任務(wù)結(jié)束后能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)推動(dòng)建立小衛(wèi)星星座的專門監(jiān)管機(jī)制，對(duì)小衛(wèi)星的發(fā)射進(jìn)行嚴(yán)格把控，達(dá)到相關(guān)要求才許可發(fā)射，確保小衛(wèi)星星座建設(shè)有序發(fā)展。建立碰撞規(guī)避的最佳實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)，明確衛(wèi)星運(yùn)行階段發(fā)生碰撞的責(zé)任和賠償機(jī)制。對(duì)發(fā)生碰撞的原因進(jìn)行分類，明確碰撞事故的責(zé)任歸屬，建立賠償機(jī)制。在小衛(wèi)星星座空間碎片主動(dòng)移除機(jī)制方面，可以就相關(guān)的法律和政策問題進(jìn)行廣泛討論，為空間碎片主動(dòng)移除項(xiàng)目提供法律保障。

4 中國(guó)參與小衛(wèi)星星座空間交通管理的構(gòu)想

中國(guó)作為航天大國(guó)，近年來在航天技術(shù)與應(yīng)用能力方面顯著提升。隨著空間交通管理國(guó)際規(guī)則體系的討論日益白熱化，中國(guó)也應(yīng)構(gòu)建具有中國(guó)特色的空間交通管理規(guī)則，促進(jìn)空間安全的共同維護(hù)，推動(dòng)空間長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。

持續(xù)完善航天活動(dòng)管理，增強(qiáng)航天能力建設(shè)

對(duì)航天活動(dòng)進(jìn)行有效管理是構(gòu)建國(guó)內(nèi)空間交通管理的基礎(chǔ)。就小衛(wèi)星星座建設(shè)而言，首先，中國(guó)應(yīng)從衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商的準(zhǔn)入資質(zhì)、小衛(wèi)星的設(shè)計(jì)制造部署、發(fā)射許可認(rèn)證、在軌運(yùn)行、回收處理等方面進(jìn)行全方位監(jiān)管，認(rèn)真落實(shí)登記報(bào)告等制度。其次，重視對(duì)空間環(huán)境的監(jiān)測(cè)，強(qiáng)化提升空間態(tài)勢(shì)感知能力。在技術(shù)上，鉆研克服小衛(wèi)星跟蹤、識(shí)別、監(jiān)測(cè)難等問題，加強(qiáng)對(duì)小衛(wèi)星星座的運(yùn)行監(jiān)測(cè)與安全防護(hù)，保證星座任務(wù)的順利實(shí)施。要善用政策激發(fā)商業(yè)力量參與空間交通管理相關(guān)產(chǎn)業(yè)的熱情。在本國(guó)運(yùn)營(yíng)商之間構(gòu)建資源數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，提升資源整體使用效益，加強(qiáng)數(shù)據(jù)共享。

設(shè)計(jì)提出“中國(guó)方案”，爭(zhēng)取國(guó)際規(guī)則制定權(quán)

加快推進(jìn)航天立法，突出空間交通管理政策的重要地位。合理的空間交通管理規(guī)則體系涉及發(fā)射許可、空間物體登記、信息數(shù)據(jù)共享等多方面，這需要統(tǒng)籌全局，集中國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)力量，匯集航天政策、管理、技術(shù)和法律等領(lǐng)域的專家共同參與，以保證規(guī)則的科學(xué)性。同時(shí)，在人類命運(yùn)共同體的理念指導(dǎo)下，結(jié)合我國(guó)自身需求，提出有中國(guó)特色的空間交通管理的概念與發(fā)展目標(biāo)，進(jìn)而提出我國(guó)空間交通管理發(fā)展路線圖及管理體制建議。這樣既可以為我國(guó)空間交通管理體系建設(shè)提供相關(guān)法律基礎(chǔ)，也能夠?yàn)楹罄m(xù)的國(guó)際合作及國(guó)際立法提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，爭(zhēng)取國(guó)際規(guī)則制定權(quán)。

加強(qiáng)國(guó)際交流合作，優(yōu)化空間交通全球治理

中國(guó)應(yīng)積極參與國(guó)際空間交通管理領(lǐng)域相關(guān)法律規(guī)則建設(shè)，如參與國(guó)際上碎片信息共享、碎片聯(lián)測(cè)等常態(tài)化預(yù)警通報(bào)機(jī)制活動(dòng)，多渠道發(fā)聲，提出具有建設(shè)性的意見建議，積累立法經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)國(guó)際影響力。要主動(dòng)搭建國(guó)家之間的信息交流平臺(tái)，推進(jìn)數(shù)據(jù)共享，積極參與空間碎片清除的交流合作，通過交流共享共同提升空間交通管理能力。始終以可持續(xù)發(fā)展為最終目標(biāo)，秉承“共商、共建、共享”理念，優(yōu)化空間交通全球治理，力爭(zhēng)為人類和平利用太空作出更大的開拓性貢獻(xiàn)！