王玉恒，宋瑞，陳凌輝，徐維

（1.華南理工大學(xué)半導(dǎo)體照明與信息化工程研究中心，廣州510641；2.南京理工大學(xué)，南京210094；3.中國(guó)衛(wèi)星發(fā)射測(cè)控系統(tǒng)部，北京100120；4.北京華如科技有限公司，北京100193）

1 引言

隨著空間技術(shù)的快速發(fā)展，人類(lèi)對(duì)月球、火星、小行星、彗星等太陽(yáng)系天體進(jìn)行了全方位、多手段的探測(cè)，研究了各天體的地質(zhì)特性、運(yùn)行軌道以及所處的空間環(huán)境等。而小行星等近地行星作為一類(lèi)常見(jiàn)的空間目標(biāo)，因其數(shù)量較多、地質(zhì)特征各異、運(yùn)行軌道特殊等特點(diǎn)，逐漸成為研究人員在空間領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，近年來(lái)也越來(lái)越得到聯(lián)合國(guó)和航天大國(guó)的重視。

研究近地天體的主要應(yīng)用方向是開(kāi)展近地天體的預(yù)警、防御和資源開(kāi)采。相比于地震、洪水等自然災(zāi)害，近地小行星撞擊地球?yàn)?zāi)害具有3個(gè)特點(diǎn)[1]：一是瞬間發(fā)生的全球毀滅性災(zāi)害；二是對(duì)近地小行星撞擊的時(shí)間、影響程度及撞擊地點(diǎn)可以預(yù)報(bào)；三是對(duì)近地小行星撞擊在理論上有規(guī)避的可行性。基于這些特點(diǎn)，國(guó)際上普遍認(rèn)為可通過(guò)發(fā)展近地天體防御技術(shù)來(lái)減緩、避免近地小行星對(duì)地球產(chǎn)生災(zāi)難性的危害[2]。因此近地天體防御技術(shù)成為國(guó)際太空安全技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

為了確保我國(guó)在近地行星領(lǐng)域國(guó)際活動(dòng)中的主動(dòng)性，發(fā)展航天技術(shù)維護(hù)國(guó)家利益，本文首先概述了近地行星的威脅，跟蹤了近地行星防御領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，重點(diǎn)分析了國(guó)際近地行星防御國(guó)際動(dòng)態(tài)，主要包括國(guó)際近地行星防御組織動(dòng)態(tài)、美國(guó)近地行星預(yù)防戰(zhàn)略與行動(dòng)規(guī)劃和美國(guó)近地行星防御協(xié)調(diào)辦公室動(dòng)態(tài)，概述了近地行星防御的國(guó)際法適用性原則，最后對(duì)我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展提出了建議。

2 近地行星的威脅

近地行星 （NEO）指掠過(guò)地球軌道或是接近地球的小行星和彗星，其直徑大小決定了其撞擊地球的危害程度，參見(jiàn)表1。近地行星的尺寸從只有幾米的小 “流星體”到更大的幾公里寬的天體。當(dāng)近地行星 “墜入”地球大氣層時(shí)，較小的物體將無(wú)害地碎裂，而較大的物體會(huì)造成局部破壞甚至全球破壞。圖1的陰影背景大致顯示了撞擊傷害隨小行星大小的變化。圖1同時(shí)顯示了已知的不同大小近地球小行星的數(shù)量比例。

表1 近地行星撞擊地球的危害[3]Tab.1 The hazards of near-Earth asteroids impacting the Earth

圖1 不同尺寸近地小行星的危害及已知不同大小近地小行星的數(shù)量比例[4]Fig.1 The Hazards of near-Earth asteroids with different sizes and the percentage of discovered near-Earth asteroids with different sizes

不同規(guī)模的近地行星撞擊可能會(huì)對(duì)美國(guó)造成重大的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和地緣政治后果，即使這種影響在美國(guó)領(lǐng)土之外，其影響直接取決于它的大小、組成和撞擊速度。小的、巖石類(lèi)近地行星很可能在撞擊地面之前爆炸，在空氣中爆炸會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生更大范圍的中等損傷，而金屬類(lèi)天體則可能會(huì)撞擊地面并造成更重、更局部的破壞。

即使是小的近地行星也會(huì)產(chǎn)生顯著的破壞效應(yīng)。例如，2013年2月15日，一顆大約20m大小的小行星在俄羅斯車(chē)?yán)镅刨e斯克附近引發(fā)了一次空襲，其能量比第一顆原子彈釋放的能量多20至30倍[5]。它損壞了成千上萬(wàn)的建筑物，造成1000人受傷，主要是被沖擊波震碎的玻璃所傷（圖2）[6]。據(jù)目前估計(jì)，有近1000萬(wàn)個(gè)近地行星尺寸大于20m，但在進(jìn)入地球大氣層之前探測(cè)極為困難。

1908年，另一個(gè)大約40～60m的物體在俄羅斯通古斯卡爆炸，撞擊能量達(dá)到 （5～10）×106t TNT當(dāng)量，相當(dāng)于人類(lèi)首顆原子彈的幾百倍，造成超過(guò)2000 km2的樹(shù)木焚毀，附近650km內(nèi)的窗戶玻璃震碎[9]。

圖2 行車(chē)記錄儀拍攝到的小行星劃過(guò)天際[7]及被沖擊波震碎的玻璃[8]Fig.2 An asteroid crossed the sky captured by an automobile data recorder and glass shattered by the shock wave

中國(guó)也發(fā)生過(guò)類(lèi)似的事件，1976年3月8日15時(shí)1分50秒左右，一顆隕石在吉林市上空發(fā)生了一次主爆裂，碎片散布在吉林市、永吉縣及蛟河市近郊附近方圓500km2的范圍內(nèi)，這是當(dāng)時(shí)世界上目擊到的最大石隕石雨[10，11]。當(dāng)時(shí)共收集到隕石標(biāo)本138塊，碎塊 3000余塊，總重2616kg。其中最大的一塊隕石 “吉林1號(hào)”隕石重達(dá)1770kg，沖擊地面造成蘑菇云狀煙塵，并且擊穿凍土層，形成一個(gè)深6.5m、直徑2m的坑，這也是當(dāng)時(shí)世界最重的石隕石[12，13]。2014年11月5日，內(nèi)蒙古錫林郭勒盟也發(fā)生了小規(guī)模的小行星撞擊地球事件。吉林隕石雨對(duì)人們?cè)斐傻膿p失不大，而車(chē)?yán)镅刨e斯克造成了很多人員受傷和房屋受損。如果通古斯卡大爆炸撞擊的是大都市，將造成上百萬(wàn)人遇難。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，幾乎每隔半世紀(jì)將會(huì)有一次大型的近地行星撞擊地球事件發(fā)生，尺寸大于140m的近地行星有可能對(duì)整個(gè)地區(qū)或大陸造成嚴(yán)重?fù)p害，該類(lèi)天體可能以超過(guò)60×106t當(dāng)量TNT的能量撞擊地球，這是迄今為止測(cè)試過(guò)的最強(qiáng)大的核裝置。每年都至少會(huì)有一次小型的近地行星威脅撞擊地球，慶幸的是他們中的大多數(shù)在大氣層中燒毀或是與地球擦邊而過(guò)。有國(guó)家和國(guó)際組織強(qiáng)調(diào)，雖然概率較低，但依然不能忽視近地行星對(duì)地球的威脅。

3 近地行星防御技術(shù)

在2012年國(guó)際空間探索協(xié)調(diào)組會(huì)上，經(jīng)12個(gè)成員國(guó)協(xié)調(diào)，將 “試驗(yàn)減緩近地小行星撞擊地球風(fēng)險(xiǎn)的方法”定為小行星探測(cè)的三項(xiàng)基本目的之一。通過(guò)深空任務(wù)對(duì)近地行星防御技術(shù)進(jìn)行技術(shù)演示驗(yàn)證成為合法合規(guī)途徑。

近地行星防御技術(shù)有兩個(gè)最基本的方式：一是改變近地行星軌道使之避開(kāi)地球；二是使近地行星分裂成碎片。目前，國(guó)際上提出主要的近地行星防御技術(shù)包括核爆、撞擊、拖船、質(zhì)量驅(qū)動(dòng)、引力牽引、激光燒蝕、太陽(yáng)光壓和離子束牽引等8種，如圖3所示。

3.1 動(dòng)能技術(shù)

動(dòng)能撞擊 （Kinetic Impact）是一項(xiàng)實(shí)際可行且相對(duì)簡(jiǎn)單的改變近地行星軌道的技術(shù)。動(dòng)能撞擊技術(shù)的原理是通過(guò)使用相對(duì)速度很大的航天器直接撞擊近地行星以改變近地行星的動(dòng)量。動(dòng)能撞擊適用于尺寸相對(duì)較小且預(yù)警時(shí)間短的近地行星，或者尺寸相對(duì)較大且預(yù)警時(shí)間長(zhǎng)的近地行星。

3.2 高空核爆技術(shù)

核爆 （Nuclear Explosion）是國(guó)際上提出的近地行星防御最主要技術(shù)之一，即利用核裝置直接炸毀，或利用近地行星表面單點(diǎn)或多點(diǎn)核爆所產(chǎn)生的推力改變近地行星軌道，避免其與地球相撞。核爆可分為相距爆炸、表面爆炸和內(nèi)部爆炸3種。相距爆炸主要是靠爆炸使近地行星速度改變，近地行星質(zhì)量損失不大。而表面爆炸和內(nèi)部爆炸的效果與近地行星的結(jié)構(gòu)組成特性緊密相關(guān)。但核武器受?chē)?guó)際公約限制，利用核爆方式去防御存在發(fā)射失敗等風(fēng)險(xiǎn)因素很大，一旦發(fā)射失敗甚至大于近地行星的威脅，一般情況盡量不依靠這種手段。

3.3 天基操控技術(shù)

（1） 太空拖船

拖船 （Tug Boat）技術(shù)是將一個(gè)裝有推進(jìn)系統(tǒng)的航天器著陸并錨定在近地行星表面，利用航天器發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力對(duì)近地行星施加作用力，從而緩慢地改變近地行星的運(yùn)行軌道。據(jù)報(bào)道，離子電推進(jìn)的小推力發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)在“深空1號(hào)”探測(cè)器等任務(wù)上進(jìn)行使用。根據(jù)技術(shù)發(fā)展的實(shí)際，拖船技術(shù)在拖動(dòng)小行星上僅有理論可能。

（2） 引力牽引

引力牽引 （Gravitational Traction）是將航天器 （引力拖車(chē)）駐留在距離目標(biāo)近地行星一定的距離上，航天器在不接觸近地行星表面的情況下就可以通過(guò)萬(wàn)有引力對(duì)近地行星施加一個(gè)穩(wěn)定的力，從而使近地行星產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的速度變化量，并改變近地行星的運(yùn)行軌道。為了增大引力拖車(chē)的質(zhì)量，Marco還提出加強(qiáng)引力拖車(chē)的技術(shù)，即從該近地行星上挖取收集物質(zhì)到引力拖車(chē)上，產(chǎn)生更大的引力加速度。把一個(gè)類(lèi)似挖掘機(jī)的裝置著陸在近地行星上對(duì)近地行星進(jìn)行挖掘，把挖掘物質(zhì)拋向太空也可使近地行星軌道發(fā)生變化。

（3） 太陽(yáng)光壓

太陽(yáng)光壓 （Solar Photon Pressure）技術(shù)是利用太陽(yáng)光壓來(lái)改變近地行星的運(yùn)行速度和軌道，主要包括以下幾種方式：反射率改變法；放置太陽(yáng)帆法；太陽(yáng)光反射法。

（4） 質(zhì)量驅(qū)動(dòng)

質(zhì)量驅(qū)動(dòng) （Mass Drive）方法的原理是采用一個(gè)或多個(gè)著陸器在近地行星表面進(jìn)行鉆取，并將近地行星自身的物質(zhì)噴射出去來(lái)產(chǎn)生反作用力，進(jìn)而改變近地行星軌道。

3.4 定向能技術(shù)

（1） 激光燒蝕

激光燒蝕 （Laser Ablation）的原理是用強(qiáng)激光對(duì)存在威脅的近地行星表面進(jìn)行燒蝕，利用表面燒蝕產(chǎn)生的等離子體噴射所帶來(lái)的反作用力造成近地行星的速度變化，進(jìn)而改變近地行星軌道。載有激光系統(tǒng)的航天器可以部署在月球、地球低軌、地球同步軌道或者日地拉格朗日點(diǎn)上。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)上看，激光燒蝕進(jìn)行天體防御僅是原理假說(shuō)，從現(xiàn)實(shí)來(lái)說(shuō)難以實(shí)現(xiàn)，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)的強(qiáng)激光輻照所能產(chǎn)生的反沖動(dòng)量遠(yuǎn)不足以推動(dòng)小行星等空間目標(biāo)。

（2）離子束引導(dǎo)

離子束引導(dǎo) （Ion Beam Shepherd）方法的原理是利用航天器上一個(gè)離子推力器產(chǎn)生的高指向精度、高速度的離子束對(duì)近地行星進(jìn)行持續(xù)的照射，對(duì)近地行星產(chǎn)生作用力，從而改變近地行星的運(yùn)行軌道。離子束引導(dǎo)所需的電推進(jìn)等關(guān)鍵技術(shù)已在航天器上正式應(yīng)用，所以可能會(huì)有利用離子束技術(shù)的近地行星防御演示驗(yàn)證任務(wù)。

4 國(guó)際近地行星防御動(dòng)態(tài)

4.1 IAWN組織動(dòng)態(tài)

4.1.1 組織簡(jiǎn)介

IAWN全稱(chēng)是國(guó)際小行星預(yù)警網(wǎng) （International Asteroid Warning Network，IAWN），負(fù)責(zé)近地小行星的預(yù)警技術(shù)相關(guān)工作。截至當(dāng)前，IAWN的簽署者有Peter·Birtwhistle，英國(guó)西伯克郡、中國(guó)國(guó)家航天局 （CNSA）、俄羅斯科學(xué)院克里米亞天體物理觀測(cè)臺(tái) （CrAO）、歐空局 （ESA）、歐洲南方天文臺(tái) （ESO）、墨西哥Cholua國(guó)家天體物理、光學(xué)和電子學(xué)研究所 （INAOE）、俄羅斯科學(xué)院天文學(xué)研究所 （INASAN）、俄羅斯科學(xué)院日地物理研究所 （ISTP）、烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)Kourovka天文臺(tái) （KAO UrFU）、韓國(guó)航空宇宙研究院 （KASI）、俄羅斯科學(xué)院特殊天體物理觀測(cè)臺(tái) （SAORAS）、美國(guó)國(guó)家航空航天局 （NASA）、Narino大學(xué) （哥倫比亞帕斯托）。

4.1.2 工作領(lǐng)域

IAWN主要涉及以下領(lǐng)域：

（1）利用北半球和南半球以及太空中的光學(xué)和雷達(dá)設(shè)施以及其他資產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)、監(jiān)測(cè)和物理描述有潛在危險(xiǎn)的近地天體種群；

（2）提供和維護(hù)國(guó)際公認(rèn)的信息交換所職能，以便接收、確認(rèn)和處理所有近地天體觀測(cè)資料；

（3）作為提供準(zhǔn)確和有效的近地天體信息的國(guó)際聯(lián)絡(luò)點(diǎn)；

（4）協(xié)調(diào)觀察潛在危險(xiǎn)物體的活動(dòng)；

（5）提出有關(guān)威脅通知的標(biāo)準(zhǔn)和閾值；

（6）根據(jù)地理、人口分布和其他因素，建立潛在影響后果的數(shù)據(jù)庫(kù)；

（7）評(píng)估危害分析結(jié)果并將其傳達(dá)給成員國(guó)；

（8）協(xié)助各國(guó)政府分析影響后果和規(guī)劃緩解措施。

4.1.3 最新會(huì)議情況

第8屆IAWN指導(dǎo)委員會(huì)會(huì)議在2018年1月30日奧地利維也納聯(lián)合國(guó)和平利用外層空間委員會(huì) （UNCOPUOS）科學(xué)技術(shù)小組委員會(huì) （STSC）會(huì)議期間舉行。議題主要包括：

（1）通過(guò)IAWN五個(gè)新成員 （克里米亞天體物理觀測(cè)臺(tái)、烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)Kourovka天文臺(tái)、俄羅斯科學(xué)院特殊天體物理觀測(cè)臺(tái)、俄羅斯科學(xué)院日地物理研究所和中國(guó)國(guó)家航天局）；

（2）介紹和分享各國(guó)際組織在探測(cè)小行星方面的最新情況，包括 INASAN、KASI、ESA、日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu) （JAx A）、NASA；

（3）介紹了IAWN新網(wǎng)站的開(kāi)設(shè)；

（4）向STSC提交了IAWN年度技術(shù)簡(jiǎn)報(bào)；

（5）SMPAG有兩個(gè)行動(dòng)項(xiàng)目需要IAWN加入，主要是撞擊響應(yīng)行動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)、閾值和有可信威脅時(shí)的通信指南；

（6）IAWN相關(guān)信息如何通知非國(guó)家實(shí)體（如歐盟、北約）；

（7）關(guān)于建立聯(lián)合國(guó)天基信息和應(yīng)急響應(yīng)平臺(tái)的相關(guān)問(wèn)題，包括技術(shù)咨詢、全球網(wǎng)絡(luò)、未來(lái)合作等；

（8）關(guān)于在 “UNISPACE+50”及下次IAWN會(huì)議的準(zhǔn)備工作。

4.2 SMPAG組織動(dòng)態(tài)

4.2.1 組織簡(jiǎn)介

SMPAG全稱(chēng)為空間任務(wù)計(jì)劃建議組 （Space Mission Planning Advisory Group， SMPAG）， 負(fù)責(zé)近地小行星威脅減緩計(jì)劃活動(dòng)的發(fā)展，對(duì)近地小行星撞擊威脅做出國(guó)際應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。截至2018年2月，SMPAG成員共有23個(gè)國(guó)家或國(guó)際間政府組織，分別是墨西哥航天局 （AME）、太空探索者協(xié)會(huì) （ASE，觀察員）、意大利航天局 （ASI）、比利時(shí)聯(lián)邦科技政策辦公室 （BELSPO）、中國(guó)國(guó)家航天局 （CNSA）、法國(guó)國(guó)家空間研究中心（CNES）、德國(guó)航空航天中心 （DLR）、歐空局（ESA）、歐洲南方天文臺(tái) （ESO，觀察員）、奧地利研究促進(jìn)署 （FFG）、國(guó)際宇航科學(xué)院 （IAA，觀察員）、國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì) （IAU，觀察員）、國(guó)際小行星預(yù)警網(wǎng) （IAWN）、以色列航天局（ISA）、日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu) （JAx A）、韓國(guó)航空宇宙研究院 （KASI）、美國(guó)國(guó)家航空航天局 （NASA）、巴基斯坦空間和外大氣層研究委員會(huì) （SUPARCO）、羅馬尼亞航天局 （ROSA）、俄羅斯聯(lián)邦航天局 （ROSCOSMOS）、烏克蘭航天局 （SSAU）、英國(guó)航天局 （UKSA）、聯(lián)合國(guó)外層空間事務(wù)司 （UNOOSA，觀察員）。

4.2.2 工作領(lǐng)域

（1）規(guī)劃任務(wù)，技術(shù)路線圖和合作研究。

1）推薦和促進(jìn)行星防御所需的研究。這種調(diào)查可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，實(shí)驗(yàn)室研究，技術(shù)開(kāi)發(fā)和空間任務(wù)來(lái)解決，例如對(duì)地面和天基近地天體觀測(cè)和特征描述；

2）制定一系列規(guī)劃任務(wù)，解決各種潛在的近地天體撞擊情景和偏轉(zhuǎn)/破壞可能性，包括對(duì)各種情景的評(píng)估；

3）評(píng)估近地天體減緩技術(shù)的技術(shù)成熟度和后果；

4）與IAWN合作，建議行動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)和門(mén)檻（例如，通知重大影響風(fēng)險(xiǎn)，啟動(dòng)觀察和/或緩解活動(dòng)）。推薦目標(biāo)偏轉(zhuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，例如最小可接受的地球未命中距離。

（2）溝通和信息交流。

1）確定在空間近地天體減緩研究、技術(shù)等方面開(kāi)展國(guó)際合作的機(jī)會(huì)；

2）讓會(huì)員了解相關(guān)的國(guó)家行星防御活動(dòng)；

3）按照規(guī)定的規(guī)則向公眾傳播其活動(dòng)；

4）每年向聯(lián)合國(guó)外空委員會(huì)科學(xué)和技術(shù)小組委員會(huì)介紹這些活動(dòng)的情況。

（3）法律和政策方面。

確定在進(jìn)行近地天體減緩行動(dòng)或選擇任何可能的減緩方案時(shí)可能出現(xiàn)的任何法律和政策問(wèn)題 （例如，責(zé)任義務(wù)）。

（4）減災(zāi)規(guī)劃活動(dòng)。

1）建議基于天基的近地天體減災(zāi)活動(dòng)的運(yùn)營(yíng)責(zé)任；

2）與可能參與實(shí)施威脅響應(yīng)的相關(guān)行動(dòng)者協(xié)調(diào)工作；

3）如果存在可信的威脅，為可能的減災(zāi)活動(dòng)提出可行的建議，并直接通知那些協(xié)調(diào)和資助太空任務(wù)活動(dòng)的政府，并要求他們?cè)诒匾獣r(shí)通過(guò)聯(lián)合國(guó)外層空間事務(wù)司通知聯(lián)合國(guó)和平利用外空委員會(huì)。

4.2.3 最新會(huì)議情況

SMPAG第11次會(huì)議于2018年10月18日在美國(guó)田納西州諾克斯維爾舉行，議題主要包括：

（1）介紹了SMPAG的工作狀態(tài)；

（2）審議了成員和觀察員，主要是決定捷克共和國(guó)成為SMPAG的第19位成員；

（3）介紹正在進(jìn)行的和計(jì)劃的活動(dòng)，包括由NASA介紹美國(guó)國(guó)家近地天體防御戰(zhàn)略和行動(dòng)計(jì)劃，由歐空局 （ESA）介紹即將出臺(tái)的空間安全計(jì)劃，SMPAG法律工作組的報(bào)告，提出在“UNISPACE+50”成果計(jì)劃中增加行星防御的建議，討論了關(guān)于引導(dǎo)采礦小行星的問(wèn)題，關(guān)于行星緊急情況的研討會(huì)及任務(wù)的最新情況 （Hayabusa 2著陸小行星、OSIRIS-Rex小行星樣品采集、DART動(dòng)能撞擊、HARA測(cè)量行星撞擊的動(dòng)量傳遞效率的測(cè)量）等。

（4）IAA行星防御會(huì)議的準(zhǔn)備情況，會(huì)議將于2019年4月29日至5月3日在華盛頓特區(qū)舉行；

（5）介紹了SMPAG各工作計(jì)劃項(xiàng)目的狀態(tài)，并進(jìn)行了討論，包括NASA提交的影響威脅響應(yīng)行動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)和閾值的書(shū)面報(bào)告，NASA提出的一份關(guān)于可靠威脅情況下SMPAG行星防御行動(dòng)計(jì)劃的文件草案，奧地利研究促進(jìn)署 （FFG）提出的關(guān)于近地天體減緩空間任務(wù)的最新情況，法國(guó)國(guó)家空間研究中心以書(shū)面形式提供的關(guān)于特征有效載荷項(xiàng)目工具箱的會(huì)議報(bào)告；

（6）提出了下一次會(huì)議的日期和地點(diǎn)：SMPAG第12次會(huì)議將于2019年2月13日星期三在維也納國(guó)際中心與科技小組委員會(huì)第五十六屆會(huì)議 （2019年2月11日至22日）同時(shí)舉行。

4.3 國(guó)家近地行星預(yù)防戰(zhàn)略與行動(dòng)規(guī)劃

美國(guó)白宮科技與政策辦公室聯(lián)合美國(guó)科學(xué)與技術(shù)委員會(huì)發(fā)布 “國(guó)家近地行星預(yù)防戰(zhàn)略與行動(dòng)規(guī)劃”[14]，對(duì)未來(lái)10年如何防御可能撞擊地球的近地行星以及一旦撞擊如何開(kāi)展救災(zāi)等工作從國(guó)家層面進(jìn)行頂層謀劃，提出通過(guò)5個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo)來(lái)提高預(yù)防近地行星撞擊地球的能力。

（1）提高近地行星探測(cè)、跟蹤與表征能力。

NASA將牽頭制定旨在增強(qiáng)NEO探測(cè)、跟蹤與表征能力的路線圖。開(kāi)展的相關(guān)支持行動(dòng)將降低不確定性水平，有助于更準(zhǔn)確的建模和更有效的決策。這是地球防御最優(yōu)先的任務(wù)，可為決策和實(shí)施有效消除近地行星威脅的行動(dòng)提供更多時(shí)間。地基及空間望遠(yuǎn)鏡都可以探測(cè)和跟蹤潛在的近地行星威脅，越早期的探測(cè)和表征意味著更多的時(shí)間來(lái)進(jìn)行預(yù)防。

（2）提高近地行星威脅的建模、預(yù)測(cè)和信息集成能力。

美國(guó)各機(jī)構(gòu)將協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)建模工具和模擬能力，以幫助表征和減輕NEO撞擊風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)流以支持有效決策。依靠定量的建模與分析能力，可為決策者提供以下近地行星威脅的初步信息：撞擊地球的概率、撞擊時(shí)間和地點(diǎn)、撞擊的影響以及防御撞擊的方案，為實(shí)施防止撞擊的措施奠定基礎(chǔ)。

（3）研發(fā)偏轉(zhuǎn)或破壞近地行星的技術(shù)。

NASA將牽頭開(kāi)發(fā)用于NEO探測(cè)、偏轉(zhuǎn)和摧毀任務(wù)的技術(shù)。有效應(yīng)對(duì)近地行星威脅的手段包括偏轉(zhuǎn)軌道和直接破壞兩種手段，這包括3種能力：一是快速偵察能力，發(fā)現(xiàn)有可能撞擊地球的近地行星威脅后，需要快速發(fā)射航天器與該近地行星進(jìn)行交會(huì)和伴飛以實(shí)施抵近偵察，提供更詳細(xì)和更準(zhǔn)確的近地行星信息；二是偏轉(zhuǎn)來(lái)襲近地行星的運(yùn)行軌道，使其偏離地球軌道，這可以通過(guò)發(fā)射動(dòng)能撞擊航天器 （通過(guò)撞擊改變近地行星運(yùn)行軌道）、核裝置和 “重力牽引器”（通過(guò)在近地行星附近長(zhǎng)期部署航天器通過(guò)重力緩慢影響近地行星運(yùn)行軌道）等來(lái)實(shí)現(xiàn)；三是使用核武器將來(lái)襲近地行星徹底摧毀，使產(chǎn)生的碎片偏離地球或者在大氣中燒毀。

（4）加強(qiáng)預(yù)防近地行星威脅的國(guó)際合作。

近地行星撞擊地球的風(fēng)險(xiǎn)是世界范圍的危害，國(guó)際合作是改善預(yù)警和響應(yīng)的最佳方式，如通過(guò)在全球范圍內(nèi)廣泛部署望遠(yuǎn)鏡以提高探測(cè)能力。美國(guó)旨在應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的國(guó)際合作中發(fā)揮著領(lǐng)導(dǎo)和主導(dǎo)作用。

（5）制定和定期演練近地行星撞擊應(yīng)急程序和行動(dòng)協(xié)議。

針對(duì)在幾乎沒(méi)有任何預(yù)警、發(fā)現(xiàn)近地行星即將撞擊地球的情況，制定應(yīng)急救災(zāi)和恢復(fù)程序以減輕撞擊的損失。

4.4 美國(guó)NASA行星防御協(xié)調(diào)辦公室動(dòng)態(tài)

4.4.1 辦公室簡(jiǎn)介

該辦公室于2016年1月在美國(guó)NASA總部成立，負(fù)責(zé)監(jiān)督NASA行星防御相關(guān)活動(dòng)，并協(xié)調(diào)美國(guó)與國(guó)際間該領(lǐng)域的工作和項(xiàng)目，以解決和規(guī)劃對(duì)近地行星撞擊危險(xiǎn)的響應(yīng)。

4.4.2 工作領(lǐng)域

該辦公室主要涉及以下領(lǐng)域：

（1）領(lǐng)導(dǎo)美國(guó)和國(guó)際社會(huì)監(jiān)測(cè)近地行星對(duì)地球產(chǎn)生重大影響的任何可能性；

（2）通過(guò)任何可能的后果評(píng)估潛在影響的范圍；

（3）制定戰(zhàn)略以降低近地行星對(duì)人類(lèi)福祉的威脅。

4.4.3 負(fù)責(zé)項(xiàng)目

（1）近地行星觀測(cè)項(xiàng)目 （NEO Obligation Program）；

（2）NASA近地行星探測(cè)項(xiàng)目 （NASA’s NEO Search Program）；

（3）國(guó)際天文學(xué)聯(lián)盟小行星中心 （The International Astronomical Union Minor Planet Center）：

1）通過(guò)世界各地及未來(lái)的觀測(cè)，獲得小行星的位置信息；

2）負(fù)責(zé)識(shí)別、指定和初始軌道計(jì)算；

3）目前在行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)下的小行星節(jié)點(diǎn)中運(yùn)行。

（4）近地物體研究中心 （Center for Near Earth Object Studies）

1）計(jì)算近地行星的高精度軌道；

2）對(duì)危險(xiǎn)小行星未來(lái)可能的軌道進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)分析并計(jì)算新發(fā)現(xiàn)的潛在小行星的軌道，以評(píng)估任何撞擊的危險(xiǎn)；

3）預(yù)測(cè)任何威脅影響的時(shí)間、位置和幾何形狀。

4.5 歐空局近地行星協(xié)調(diào)中心動(dòng)態(tài)

歐空局近地行星協(xié)調(diào)中心 （NEOCC）是空間態(tài)勢(shì)感知 （SSA-NEO）部分的執(zhí)行中心。它的目的是協(xié)調(diào)和加強(qiáng)對(duì)小型太陽(yáng)系天體的觀測(cè)，以便監(jiān)測(cè)近地天體狀態(tài)，并評(píng)估近地天體的危害。

該中心提供先進(jìn)的軌道計(jì)算和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以及執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所需的工具和數(shù)據(jù)。其主要服務(wù)包括：

（1）近地小行星 （NEA）搜索：顯示任意給定對(duì)象的動(dòng)態(tài)和物理特性；

（2）近地小行星目錄：可檢索完整 （或過(guò)濾過(guò)的）按關(guān)鍵參數(shù)排序的近地小行星列表；

（3）碰撞監(jiān)測(cè)：顯示潛在危險(xiǎn)物體列表及相關(guān)參數(shù)；

（4）軌道可視化：任何近地小行星軌道運(yùn)動(dòng)的圖像顯示；

（5）圖像存檔：可搜索的ESA望遠(yuǎn)鏡 （或與ESA協(xié)議下的望遠(yuǎn)鏡）提供的天文圖像目錄。

5 近地行星防御法律適用性原則探討

近地天體防御作為太空安全的最新領(lǐng)域，其國(guó)際法的適用性問(wèn)題也引起關(guān)注，國(guó)際上關(guān)于近地天體防御的法律法規(guī)的發(fā)展目前僅是處在起步階段，許多問(wèn)題仍然存在爭(zhēng)議，有待進(jìn)一步解決。當(dāng)前對(duì)近地天體防御的國(guó)際法適用性原則可以概括為以下幾點(diǎn)：

5.1 責(zé)任與義務(wù)方面

（1）如果一個(gè)國(guó)家發(fā)現(xiàn)有關(guān)對(duì)地球的重大近地天體威脅的信息，則應(yīng)根據(jù) 《外層空間條約》提供此類(lèi)信息，特別是第十一條要求各國(guó)在切實(shí)可行的最大范圍內(nèi)通知其他國(guó)家或國(guó)際組織。

（2）如果發(fā)現(xiàn)近地天體威脅，每個(gè)國(guó)家在法律義務(wù)上都有權(quán)利和義務(wù)設(shè)法采取緩解行動(dòng)保護(hù)其領(lǐng)土、其人口，但國(guó)際法沒(méi)有規(guī)定其他國(guó)家以任何特定方式或特定程度協(xié)助的義務(wù)。

（3）在近地天體防御過(guò)程中，任何違反國(guó)際義務(wù)的行為，例如使用非正規(guī)化學(xué)武器，都要求有關(guān)國(guó)家承擔(dān)國(guó)際責(zé)任。

（4）適用于國(guó)家的國(guó)際法也適用于私營(yíng)公司等非國(guó)家行為者，每個(gè)國(guó)家對(duì)其政府機(jī)構(gòu)和非政府實(shí)體的活動(dòng)負(fù)有國(guó)際責(zé)任。

（5）一個(gè)國(guó)家對(duì)其作為發(fā)射國(guó)的任何空間物體所造成的損害承擔(dān)責(zé)任，該責(zé)任適用于對(duì)外層空間或其他空間物體造成損害的 “過(guò)失行為”。

（6）如果一個(gè)國(guó)家或者國(guó)際組織對(duì)近地天體威脅進(jìn)行了善意但錯(cuò)誤的警告和評(píng)估，根據(jù)國(guó)際法，該國(guó)家或國(guó)際組織不承擔(dān)任何責(zé)任。

5.2 關(guān)于近地天體防御手段的法律法規(guī)適用性

（1）對(duì)于緩慢的推/拉方法，包括重力拖拉、增強(qiáng)型重力拖拉、離子束或激光燒蝕等方法，國(guó)際法并沒(méi)有因?yàn)槠涮厥庑远岢鎏貏e的合法性問(wèn)題，如果在地球或外層空間造成外空物體的故障和損壞，要求有關(guān)國(guó)家承擔(dān)相應(yīng)的國(guó)際責(zé)任。

（2）對(duì)于撞擊方法，例如動(dòng)能撞擊或常規(guī)爆炸物，這類(lèi)方法也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的法律條款，但是在進(jìn)行近地天體防御任務(wù)時(shí)，應(yīng)考慮環(huán)境因素，遵守包括 《外層空間條約》第九條以及無(wú)法律約束力的指南和原則，例如減少空間碎片指南和禁止在外層空間使用核動(dòng)力的原則。

（3）對(duì)于在外層空間使用核爆炸裝置，有若干國(guó)際條約是相關(guān)的，但是這些條約義務(wù)僅適用于已成為條約締約國(guó)的國(guó)家。

1）《外層空間條約》第四條禁止三項(xiàng)具體行動(dòng)：將核武器放置在地球軌道上、將核武器安裝在天體上、以任何其他方式將核武器安置于太空。SMPAG法律問(wèn)題特設(shè)工作組得出結(jié)論認(rèn)為，為有效防止空間核軍備競(jìng)賽，核裝置不會(huì)因?yàn)槠潆p重功能而改變其性質(zhì)，也不允許將其解釋為近地天體防御而排除在條約義務(wù)之外。

2）1963年 《有限禁止核試驗(yàn)條約》第一條要求各方在大氣層，外層空間或水下禁止進(jìn)行任何核試驗(yàn)或任何其他核爆炸。與 《外層空間條約》不同，《有限禁試條約》明確適用于 “任何”核爆炸，無(wú)論其目的如何。

3）1970年 《核不擴(kuò)散條約》禁止所有未被承認(rèn)為核武器國(guó)家的締約國(guó)獲得或擁有核爆炸裝置以及相關(guān)材料。它還禁止核武器締約國(guó)轉(zhuǎn)讓核爆炸裝置。這是關(guān)于核不擴(kuò)散的最重要和最廣泛的條約，該條約將阻止各國(guó)在近地天體防御任務(wù)方面進(jìn)行核擴(kuò)散。

5.3 執(zhí)行近地天體防御任務(wù)的國(guó)際組織的法律問(wèn)題

（1）根據(jù) 《聯(lián)合國(guó)憲章》第七章，安理會(huì)具有處理 “和平威脅”的特殊權(quán)利，它可以授權(quán)或要求各國(guó)采取行動(dòng)，否則將違反其他條約規(guī)定的義務(wù)，所有聯(lián)合國(guó)成員國(guó)都承諾并執(zhí)行安理會(huì)的決定。

（2）如果缺乏多數(shù)會(huì)員國(guó)或一般會(huì)員國(guó)的一致同意，聯(lián)合國(guó)安理會(huì)則不能采取行動(dòng)，會(huì)形成聯(lián)合國(guó)大會(huì)的建議，但其建議對(duì)國(guó)家不具有法律約束力。

（3）其他國(guó)際組織，包括聯(lián)合國(guó)外空委或聯(lián)合國(guó)框架內(nèi)外的特設(shè)小組，可以為支持全球防御任務(wù)達(dá)成廣泛的政治共識(shí)，但這些機(jī)構(gòu)無(wú)權(quán)對(duì)違反聯(lián)合安理會(huì)決議的行動(dòng)進(jìn)行許可。

6 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，近地行星安全防御問(wèn)題是各航天強(qiáng)國(guó)在高邊疆領(lǐng)域的戰(zhàn)略博弈，隨著近地行星安全防御技術(shù)和行動(dòng)的不斷發(fā)展，會(huì)對(duì)國(guó)際太空安全產(chǎn)生一定影響。其內(nèi)在意義影響深遠(yuǎn)，不僅關(guān)乎于空間安全技術(shù)的發(fā)展，還對(duì)世界各國(guó)和平利用太空和太空資產(chǎn)安全產(chǎn)生重大變化。本文主要以近地行星安全防御為主要研究對(duì)象，跟蹤其發(fā)展動(dòng)態(tài)，并對(duì)相關(guān)策略進(jìn)行分析，以期為我國(guó)參與近地行星安全防御活動(dòng)提供借鑒。