任迪，黃宇民，汪夏

（錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，北京100094）

1 引言

2018年6月18日，美國(guó)總統(tǒng)特朗普簽署 “3號(hào)航天政策令”（SPD－3）—— 《國(guó)家空間交通管理政策》，首次在國(guó)家層面給出了空間交通管理概念，并積極開展管理實(shí)踐，引起了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注［1］。此后，航天大國(guó)為了維護(hù)空間安全戰(zhàn)略利益和爭(zhēng)奪空間活動(dòng)主導(dǎo)權(quán)，圍繞空間交通管理國(guó)際規(guī)則制定開展了激烈的競(jìng)爭(zhēng)博弈。2021年1月24日，SpaceX公司的獵鷹9號(hào)火箭將143顆小型衛(wèi)星送入太陽(yáng)同步軌道，在刷新一箭多星發(fā)射記錄的同時(shí)，也給空間交通管理帶來了更大挑戰(zhàn)［2］?？臻g交通管理已經(jīng)成為外空領(lǐng)域的熱點(diǎn)，新一輪外空博弈和競(jìng)爭(zhēng)正在展開。

2 空間交通管理的產(chǎn)生背景與內(nèi)涵

2.1 空間交通管理的產(chǎn)生背景

類似航空飛行活動(dòng)中的空中交通管理，航天發(fā)射與再入、航天器在軌運(yùn)行、航天器任務(wù)后離軌等活動(dòng)也面臨著如何確保安全、避免碰撞等交通管理問題。雖然人類早期航天活動(dòng)對(duì)空間交通管理的需求不十分迫切，但是近年來，隨著更多國(guó)家和機(jī)構(gòu)參與航天活動(dòng)，低軌大規(guī)模星座加速部署，空間物體、廢棄物與碎片不斷累積，空間活動(dòng)秩序趨于失序，空間 “交通安全”問題越來越突出，空間交通管理需求日趨緊迫。

空間碎片數(shù)量急劇增加。根據(jù)歐空局空間碎片辦公室統(tǒng)計(jì)，截至2021年1月8日，空間監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)跟蹤編目的空間碎片數(shù)量約為28210個(gè)，近地軌道空間碎片總質(zhì)量超過9200t。通過模型計(jì)算，可對(duì)航天器造成致命破壞、尺寸介于 1～10cm的空間碎片多達(dá)90萬(wàn)個(gè)，1mm至1cm的空間碎片約1.28億個(gè)［3］。2019年3月，印度首次反衛(wèi)試驗(yàn)摧毀軌道高度300km的衛(wèi)星，產(chǎn)生了至少6500個(gè)大于5mm的碎片。2021年3月10日，美國(guó)退役的諾阿-17（NOAA-17）氣象衛(wèi)星在位于817km高度的軌道上發(fā)生爆炸解體，美國(guó)天軍第18空間控制中隊(duì)已經(jīng)追蹤到16塊碎片。

外空正變得愈發(fā)擁擠。自1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星以來，人類通過約6020次發(fā)射活動(dòng)將約10680顆航天器送入外空，目前約有6250顆仍留在外空，其中約3900顆正常在軌運(yùn)行［3］。近年來，以SpaceX、OneWeb為代表的商業(yè)航天公司提出了 “星鏈”等超大規(guī)模的小衛(wèi)星星座發(fā)展計(jì)劃，僅SpaceX公司就計(jì)劃部署約42000顆低軌小衛(wèi)星，將導(dǎo)致低軌典型軌道區(qū)域衛(wèi)星愈發(fā)密集，頻率和軌位資源日漸稀缺。

航天器在軌碰撞事件頻發(fā)。2009年發(fā)生了人類歷史上首次 “空間交通事故”，俄羅斯失效的宇宙-2251衛(wèi)星與美國(guó)銥星-33碰撞，產(chǎn)生了超過2000個(gè)可跟蹤編目的碎片，在軌衛(wèi)星的直接相撞由理論上的威脅變成了事實(shí)的存在。到2020年10月底，超過19顆衛(wèi)星因空間碎片撞擊失效或異常，全球衛(wèi)星每年機(jī)動(dòng)規(guī)避碎片超過100次。“星鏈”等低軌大規(guī)模星座正在加速部署，未來的航天發(fā)射將需要穿越空間目標(biāo)密集區(qū)域，極大增加在軌碰撞概率，同時(shí)也將導(dǎo)致發(fā)射窗口大幅縮短。

空間活動(dòng)多樣性趨勢(shì)顯著。近年來興起的太空旅游、小行星采礦、在軌服務(wù)與維護(hù)、在軌組裝與制造、空間碎片清除，以及未來可能出現(xiàn)的太空旅館、軌道工廠等商業(yè)航天活動(dòng)，更多主體參與航天活動(dòng)，管轄權(quán)控制權(quán)、安全區(qū)保護(hù)、損害賠償、信息通報(bào)共享、近距離空間操作風(fēng)險(xiǎn)防范等問題給航天活動(dòng)監(jiān)管帶來更多挑戰(zhàn)，同時(shí)也對(duì)空間交通管理帶來新的更高要求。

2.2 空間交通管理的內(nèi)涵

目前，國(guó)際社會(huì)對(duì)于空間交通管理的認(rèn)識(shí)各不相同，美國(guó)、歐盟、俄羅斯和國(guó)際宇航科學(xué)院（IAA）等國(guó)家和國(guó)際學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)提出了有代表性的觀點(diǎn)［1］，但對(duì)空間交通管理的主要目標(biāo)、管理范圍、核心功能、體系框架等的認(rèn)識(shí)基本一致?？臻g交通管理不僅涵蓋航天發(fā)射監(jiān)測(cè)與跟蹤、全天域測(cè)控管理、空間目標(biāo)跟蹤監(jiān)視編目預(yù)警、空間碎片預(yù)警、空間碎片主動(dòng)／被動(dòng)移除、星上態(tài)勢(shì)與威脅告警、空間全頻譜感知等，而且涉及與空間活動(dòng)行為相關(guān)的國(guó)際規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政策法律、管理協(xié)調(diào)、活動(dòng)監(jiān)管等問題，是全球公域治理在外空領(lǐng)域的集中體現(xiàn)。

2.2.1 管理目標(biāo)與范圍

空間交通管理的目標(biāo)是確保空間運(yùn)行安全，減少日益惡化的空間環(huán)境對(duì)空間活動(dòng)的負(fù)面影響，降低在軌碰撞和干擾風(fēng)險(xiǎn)，確保航天器的安全運(yùn)行和空間資源的高效利用等?？臻g交通管理的范圍涵蓋航天器發(fā)射、在軌運(yùn)行、再入返回、任務(wù)后處置等全流程，同時(shí)涉及外層空間、大氣層內(nèi)空間以及電磁頻譜空間等。

2.2.2 管理要素

空間態(tài)勢(shì)感知：獲取確保空間活動(dòng)安全、穩(wěn)定、可持續(xù)所需的空間物體和空間環(huán)境的各種特征，包括在軌物體感知、電磁頻譜感知和空間天氣感知。

發(fā)射／再入／回收：為發(fā)射活動(dòng)?？沼蚴褂眠M(jìn)行通報(bào)與協(xié)調(diào)，針對(duì)撞擊風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)射窗口安全分析，對(duì)擬發(fā)射空間物體安全審查，對(duì)有控再入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和無控再入監(jiān)測(cè)預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

在軌運(yùn)行：依據(jù)制定的航天器工作流程、規(guī)避技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)規(guī)范，對(duì)任務(wù)壽命期內(nèi)在軌航天器活動(dòng)實(shí)施管理，協(xié)調(diào)航天器間的活動(dòng)，防止在軌碰撞與在軌干擾。

任務(wù)后處置：協(xié)調(diào)和實(shí)施航天器安全受控再入或在壽命期末主動(dòng)／被動(dòng)離軌，保證在軌運(yùn)行航天器、返回航天器以及地面人員與財(cái)產(chǎn)安全。

頻率軌位申請(qǐng)與使用：在技術(shù)研究基礎(chǔ)上，并通過法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、軟件等管理手段確保頻率軌位資源的安全、平等、高效利用。

2.2.3 管理體系

空間交通管理體系通常包括管理機(jī)構(gòu)、政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、管理對(duì)象、基礎(chǔ)設(shè)施等。

管理機(jī)構(gòu)：包括航天活動(dòng)主管部門、無線電管理部門、軍隊(duì)有關(guān)部門等。

政策法律標(biāo)準(zhǔn)：各國(guó)空間交通管理政策，空間態(tài)勢(shì)感知、空間物體登記、信息透明與交流共享、空間碎片監(jiān)測(cè)預(yù)警與防護(hù)減緩、頻率軌位管理利用等具體標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則等。

管理對(duì)象：包括空間對(duì)象、空間活動(dòng)和行為主體等?？臻g對(duì)象包括空間碎片、在軌航天器、運(yùn)載器等；空間活動(dòng)包括發(fā)射／再入／回收、在軌操作、軌道機(jī)動(dòng)、在軌制造、信息獲取、信息傳輸、亞軌道飛行等；行為主體包括發(fā)射者、所有者、操作者、控制者、航天員等。

基礎(chǔ)設(shè)施：包括空間態(tài)勢(shì)感知與生成系統(tǒng)、空間風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)、星上風(fēng)險(xiǎn)告警和自主規(guī)避系統(tǒng)、指揮與調(diào)度系統(tǒng)、空間環(huán)境治理系統(tǒng)、空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)。

3 國(guó)際空間交通管理發(fā)展態(tài)勢(shì)

美國(guó)率先進(jìn)入空間交通管理實(shí)操階段。在政策法規(guī)方面，2016年，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）出臺(tái)了 《軌道交通管理最終研究報(bào)告》，從國(guó)家層面提出空間交通管理架構(gòu)，為后續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策奠定了理論基礎(chǔ)。2018年，美國(guó)以 “3號(hào)航天政策令”發(fā)布 《國(guó)家空間交通管理政策》，出臺(tái)了美國(guó)乃至世界上首份完整的空間交通管理政策，并向國(guó)際推廣其管理標(biāo)準(zhǔn)和做法，謀取國(guó)際規(guī)則制定主導(dǎo)權(quán)［4］。2020年12月 9日新版《國(guó)家空間政策》提出制定維護(hù)空間活動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)和最佳做法，以協(xié)調(diào)空間交通。在管理體制方面，美國(guó)商務(wù)部成立了空間交通管理辦公室，專門負(fù)責(zé)民用空間交通管理工作，2021年獲得1500萬(wàn)美元預(yù)算。美國(guó)支持商業(yè)公司提供空間交通管理服務(wù)，分析圖形公司 （AGI）運(yùn)營(yíng)商業(yè)空間運(yùn)行中心，多渠道收集空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)，向衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商提供碰撞預(yù)警信息。在國(guó)際合作方面，美國(guó)與25個(gè)國(guó)家、2個(gè)國(guó)際組織和78個(gè)商業(yè)實(shí)體簽署了空間態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)共享協(xié)議，向國(guó)際推廣其空間交通管理政策和服務(wù)，并計(jì)劃與日本聯(lián)合打造全球空間交通管理系統(tǒng)。

歐洲積極布局空間交通管理。歐洲在空間交通管理領(lǐng)域非常活躍，2017年4月由歐空局發(fā)布了 《執(zhí)行歐洲空間交通管理制度》白皮書，提出了歐洲空間交通管理路線圖，強(qiáng)調(diào)通過國(guó)際合作確立歐洲空間交通管理的話語(yǔ)權(quán)，推行歐盟倡議的 “外空活動(dòng)國(guó)際行為準(zhǔn)則”。歐洲空間政策研究所也開展了大量空間交通研究，近年來組織召開的歐洲空間政策大會(huì)中多次討論空間交通管理相關(guān)議題。2021年初，歐盟在 “地平線2020”計(jì)劃下投入300萬(wàn)歐元啟動(dòng)2項(xiàng)空間交通管理研究項(xiàng)目—— “面向21世紀(jì)空間運(yùn)行的空間交通管理”和 “空間交通管理歐洲前進(jìn)方式”，將研究提出空間交通管理的歐洲概念、體系框架、發(fā)展路徑等。2021年3月2日，歐洲航天工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布 《空間交通管理：歐洲航天將該抓住的機(jī)遇》，呼吁歐洲各國(guó)應(yīng)抓住機(jī)遇，加強(qiáng)協(xié)作，減少對(duì)美國(guó)的依賴，站在空間交通管理討論議題的最前沿，構(gòu)建歐洲主導(dǎo)的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)體系，增強(qiáng)歐洲話語(yǔ)權(quán)和競(jìng)爭(zhēng)力［5］。

俄羅斯由消極觀望轉(zhuǎn)向積極推動(dòng)。俄羅斯雖然沒有出臺(tái)正式文件，但是多次正式表達(dá)態(tài)度。2016年，在聯(lián)合國(guó)外空委會(huì)議上強(qiáng)調(diào)：必須通過國(guó)際合作實(shí)現(xiàn)空間物體數(shù)據(jù)的共享，特別是在聯(lián)合國(guó)層面建立信息共享平臺(tái)；沒有有效的空間操作安全框架，空間交通管理將難以實(shí)施；需要統(tǒng)一的國(guó)際層面的基礎(chǔ)設(shè)施支撐，以及更多技術(shù)層面的研究和協(xié)商。2020年2月，俄羅斯公開表示要制定相關(guān)外空國(guó)際規(guī)則，表明其立場(chǎng)正在發(fā)生轉(zhuǎn)變，開始積極參與空間交通管理主導(dǎo)權(quán)的爭(zhēng)奪。

在聯(lián)合國(guó)框架下爭(zhēng)奪話語(yǔ)權(quán)和空間利益?？臻g交通管理是近年來聯(lián)合國(guó)及其機(jī)構(gòu)層面談判的熱點(diǎn)議題，各國(guó)及相關(guān)組織均積極表達(dá)各自主張、爭(zhēng)奪國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。2016年，聯(lián)合國(guó)外空委第55屆法律小組會(huì)議上專門設(shè)立了 “空間交通管理所涉法律問題的一般性交換意見”議題，后續(xù)每年討論該議題并延續(xù)至今。2019年，在聯(lián)合國(guó)外空委科技小組會(huì)議上，空間交通管理成為當(dāng)年的熱門話題之一，歐洲空間政策研究所 （ESPI）組織召開 “通向空間交通管理運(yùn)營(yíng)的前進(jìn)道路”邊會(huì)，美國(guó)商務(wù)部代表作了 “美國(guó)空間交通管理政策實(shí)施情況”技術(shù)報(bào)告。此外，在國(guó)際電信聯(lián)盟、日內(nèi)瓦裁軍會(huì)議等多個(gè)層面的談判均涉及到了空間交通管理。

4 空間交通管理競(jìng)爭(zhēng)博弈焦點(diǎn)

目前，主要航天國(guó)家在空間交通管理領(lǐng)域的利益需求和主張分歧較大，其競(jìng)爭(zhēng)和博弈的焦點(diǎn)主要集中在以下方面：

一是空間活動(dòng)控制權(quán)的爭(zhēng)奪。美國(guó)更強(qiáng)調(diào)本國(guó)資產(chǎn)的絕對(duì)安全，強(qiáng)調(diào) “他國(guó)對(duì)美國(guó)的空間透明”，拒絕任何國(guó)際 （包括美國(guó)資產(chǎn)）共同管理，其表面是為了維護(hù)外空安全，實(shí)質(zhì)是想借助其強(qiáng)大的空間態(tài)勢(shì)感知能力，制定有利于維持其領(lǐng)導(dǎo)地位的空間交通管理規(guī)則，掌控全球空間活動(dòng)的監(jiān)視權(quán)和控制權(quán)，以達(dá)到保持領(lǐng)先空間優(yōu)勢(shì)和遏制戰(zhàn)略對(duì)手發(fā)展的目的。歐洲和俄羅斯則堅(jiān)持基于國(guó)際合作開展空間交通管理，俄羅斯還倡導(dǎo)聯(lián)合建立、維護(hù)共同的數(shù)據(jù)庫(kù)，并遵循 “一致”的決策準(zhǔn)則，抵制美國(guó)獨(dú)家控制。

二是國(guó)際規(guī)則制定話語(yǔ)權(quán)的爭(zhēng)奪。當(dāng)前，正值空間活動(dòng)國(guó)際規(guī)則體系的重塑期，上世紀(jì)六七十年代建立的空間活動(dòng)國(guó)際規(guī)則體系已不能適應(yīng)新的發(fā)展需要，以 “外空活動(dòng)長(zhǎng)期可持續(xù)性準(zhǔn)則”（LTS）為代表的新一輪規(guī)則談判正在進(jìn)行。然而，單純依靠各國(guó)自愿執(zhí)行的LTS準(zhǔn)則難以確?？臻g活動(dòng)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展，空間交通管理規(guī)則正成為新的焦點(diǎn)。美國(guó)和歐洲均采取主動(dòng)策略，即先提出體現(xiàn)自身利益訴求的解決方案，再向國(guó)際社會(huì)推廣，爭(zhēng)取國(guó)際規(guī)則制定的話語(yǔ)權(quán)和主動(dòng)權(quán)。

三是空間發(fā)展利益和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的爭(zhēng)奪。當(dāng)前，低軌大規(guī)模星座加速部署、空間碎片主動(dòng)／被動(dòng)移除、在軌服務(wù)與維護(hù)、在軌組裝與制造、太空旅游、外空資源開采等新興空間活動(dòng)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，導(dǎo)致頻率和軌位等戰(zhàn)略資源日益緊缺?？臻g交通管理規(guī)則將對(duì)新興空間活動(dòng)予以規(guī)制，進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有管理標(biāo)準(zhǔn)和流程，誰(shuí)能掌握空間交通管理的主導(dǎo)權(quán)，誰(shuí)就能在未來空間競(jìng)爭(zhēng)中取得領(lǐng)先對(duì)手的優(yōu)勢(shì)，極大地拓展發(fā)展空間。

四是航天裝備技術(shù)發(fā)展制高點(diǎn)的爭(zhēng)奪。用于空間交通管理的空間目標(biāo)跟蹤監(jiān)視編目預(yù)警空間碎片，空間碎片主動(dòng)／被動(dòng)移除，星上態(tài)勢(shì)與威脅告警、空間全頻譜感知等關(guān)鍵技術(shù)，既可為航天器在軌正常運(yùn)行、避免碰撞與干擾提供安全保障，也可用于空間目標(biāo)監(jiān)視預(yù)警、空間目標(biāo)攻擊與防護(hù)等軍事目的。近年來，美國(guó)和歐洲開展了大量軍事航天或民用航天項(xiàng)目，以軍民兩用、寓軍于民的方式加速發(fā)展此類技術(shù)，謀求空間安全裝備領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

5 發(fā)展建議

隨著全球外空公域治理問題日益突出，空間交通管理已成為大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，主要航天國(guó)家圍繞空間交通管理開展了激烈的競(jìng)爭(zhēng)博弈。建議我國(guó)結(jié)合國(guó)際公域管理概念體系和我國(guó)戰(zhàn)略需求，在 “人類命運(yùn)共同體”理念指導(dǎo)下，深入論證并系統(tǒng)提出中國(guó)特色的空間交通管理體系，提前布局和儲(chǔ)備空間交通管理相關(guān)技術(shù)，加快國(guó)家空間交通管理系統(tǒng)建設(shè)，深度參與空間交通管理國(guó)際規(guī)則制定，打造面向全球并提供公共服務(wù)的空間交通管理系統(tǒng)國(guó)際平臺(tái)，為航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)和外空國(guó)際治理提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。