太空交通管理问题的认识与思考

刘震鑫，张 涛，郭丽红

(北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094)

随着人类太空活动不断增多、商业航天快速发展、大型或巨型星座爆发涌现，太空将变得更加拥挤，太空活动安全问题凸显，太空交通管理(Space Traffic Management，STM)已经成为外空可持续发展不可回避的问题，也是当前国际太空治理体系变革的新热点和新趋势。2019年9月2日，欧洲航天局(ESA)“风神”气象卫星与SpaceX公司“星链44”出现了在轨碰撞风险，但谁来规避、怎么规避、信息怎么通报、谁来监管规避等问题不明确。僵持之下，ESA控制的“风神”气象卫星主动实施避碰机动，避免两星在轨相撞[1]，该事件再次引发了国际社会对推动实施太空交通管理问题的关注。

一、太空交通管理问题发展动向与态势

广义上讲，太空交通管理是为保证太空活动安全和可持续发展，维护太空活动秩序，而提供的服务与管理。随着太空战略地位的日益提升、太空活动的不断蓬勃发展，主要国家围绕太空的战略竞争不断加剧，太空交通管理仍在发展演变，目前国际社会尚未对其达成广泛共识。

(一)问题发展演变

回顾太空交通管理问题的发展演变，主要呈现出概念提出和学术研究、政府介入推动、美国率先行动抢夺先机三个基本演化发展态势。

一是概念提出和学术研究开展。在涉及太空交通管理学术概念提出及最终形成过程中，曾提出了航天器交通控制、外空交通规则和太空交通管理三个代表性概念，但最终普遍接受采用“太空交通管理”这一概念。航天器交通控制(Traffic Control of Space Vehicles)[2]，由美国学者1965年提出；外空交通规则(Traffic Rules for Outer Space)[3]，由捷克学者1982年提出，主要考虑借鉴其他领域交通活动管理对太空活动进行管理；太空交通管理，由国际宇航科学院(IAA)2001年提出，当时外空空间碎片逐渐增多、外空活动安全性问题日益突出。自2001年IAA提出太空交通管理概念并持续开展系统研究出版《太空交通管理》[4]后，国际空间大学、加拿大麦吉尔大学、美国安柏瑞德航空航天大学等多家学术机构积极开展相关研究，发布了多项具有代表性的学术研究成果[5]23，不断推动着太空交通管理问题的学术研究开展。其中，最具代表性的是IAA、国际空间大学、美国国家航空航天局(NASA)、德国宇航中心(DLR)以及美国白宫等发布的相关报告和政策，如表1所示。

表1 太空交通管理问题主要研究成果

续表

二是政府介入推动持续开展讨论。在太空交通管理问题的学术研究和交流不断扩展中，外空活动安全、商业航天发展、外空国际规则博弈等问题不断交融，美欧政府、联合国和平利用外空委员会(UNCOPUOS，以下简称“联合国外空委”)法律小组委员会也开始讨论太空交通管理问题。美国方面，2014年美国众议院举行“太空交通管理：如何避免真实版《地心引力》”听证会，评估了随着空间事故和空间碎片数量的持续增长，民用和商业空间用户所面临的挑战。2016年，NASA发布《轨道交通管理研究——太空交通管理评估、框架和建议报告》，提出美国太空交通管理总体框架的初步考虑；欧洲方面，2017年，DLR发布《实施欧洲太空交通管理》，提出概念、重点问题和路线图考虑①。2019年9月，欧盟启动“外层空间安全、安保与可持续性(3SOS)倡议”，呼吁开展太空交通管理[11]；联合国层面，2016年 起，联合国外空委法律小组委员会将太空交通管理问题列入议题，持续开展讨论②。

三是美国等率先行动争夺先机。2018年6月，美国在国际上率先发布国家航天政策3号令《国家太空交通管理政策》(以下简称“3号令”)。该政策首次系统阐述了美国太空交通管理的地位作用、原则、目标、举措、责任等，体现了美国加强太空能力建设、确保太空安全、争夺国际规则话语的战略考虑[9]。此外，2019年9月，国际海事卫星组织、国际通信卫星组织、铱星公司、美国AGI公司、日本Astroscale公司、世界安全基金会等25个组织签署协议，成立太空安全联盟[12]，提出40余条太空活动安全方案，表示要在联盟内积极推动实践，成为民商航天推动实施太空交通管理的主要力量。

(二)主要观点和推进举措

太空交通管理问题涉及面广、影响深远，学术机构、政府等出于不同考虑，提出的典型太空交通管理概念、框架、方案具有较大差异。

美国将推行太空交通管理视为保持美国太空领导地位、消除太空活动风险、主导外空国际规则制定的战略手段，计划在2024年建成国内太空交通管理系统。在概念内涵方面，美国认为太空交通管理是“为提高太空环境中行动安全性，稳定性和可持续性，而对太空活动进行的规划、协调和在轨同步工作”。在总体框架方面，美国提出了包括最佳做法、技术准则、安全标准、行为规范、发射前风险评估和在轨避碰服务在内的六方面总体框架。在服务模式方面，美国明确由国家航天委员会统筹太空交通管理与其他太空活动的关系，商务部提供太空交通管理服务，国防部负责提供核心数据支撑(包括敏感数据保护)等。在推进举措方面，从技术、政策和规则三方面整体加速推进。技术领域，主要集中在加强太空态势感知能力建设，充分挖掘现有系统潜力，加强太空态势感知国际合作力度，目前已签署100余份太空态势感知合作协议；政策领域，主要是根据3号令要求调整国内国防部、商务部、交通部等在实施太空交通管理中的职能，同时调整发布轨道碎片减缓准则、商业发射和再入许可证申领办法、小卫星许可证办理规则、载核航天器发射等政策法规；规则谈判和国际合作领域，多边场合主要强调以美国内太空交通管理作为国际标准，双边场合与日本等加强在太空交通管理方面的合作[13]。

欧盟则鼓励开展学术研究，注重能力建设，推动形成共识，计划在2028年建成与空中交通管理系统相衔接的亚轨道太空交通管理系统。在概念内涵方面，欧盟认为，太空交通管理是“考虑现有欧洲空中交通管理系统和基础设施，为确保载人和无人亚轨道航天器和航天飞机在近地空间和航空域的弹道飞行安全，执行所有必要的管理、监视和控制工作”。在总体框架方面，提出监管法律程序，国际共识，安全要求、安全和操作概念，欧洲太空态势感知中心，飞行计划和调度设施，推动技术和基础设施建设等在内的重点关注内容[8]。在推进举措方面，主要包括学术研究、能力建设和政府倡议三个方面。学术研究领域，2018年9月，ESPI举办“重新考虑跨大西洋合作：向太空交通管理迈进”会议，邀请美国、欧盟国家主要航天局、企业和智库参加；能力建设领域，提出欧洲航天4.0时代项目计划，设立太空安全—太空交通管理项目，具体包括太空态势感知项目、小行星撞击任务、轨道碎片拉拖任务等[14]；政府倡议领域，2019年9月，欧盟启动“外层空间安全、安保与可持续性(3SOS)倡议”，呼吁开展太空交通管理，加紧推动形成共识，促进整体能力提升。

IAA持续开展太空交通管理理论研究，旨在推动形成国际规则讨论，影响政府政策制定。在概念内涵方面，IAA认为太空交通管理是“为促进安全地进入外层空间、在外层空间运行及从外层空间返回地球，免受物理或射频干扰的一套技术和法律规范”；在总体框架方面，包括太空态势感知、载人航天、空间碎片减缓、空间安全标准发展、交通规则、太空资源管理实践、国家航天立法、组织层面等；在推进举措方面，提出法律体系和规则体制两大支柱以及跨学科研究、全面共识、技术前提和国际合作、在相关国际组织和政府间论坛筹备工作、提高公众意识等五条行动路线[5]93-147。

太空安全联盟，则重点在制定航天运营公司层面提高太空业务安全的最佳做法。在其提出的最佳太空管理方案中，在减少轨道碎片的现有准则和标准的基础上，确定了40余条减少轨道碎片产生和与其他物体碰撞风险的方案，主要涉及交换飞行安全和避碰信息、火箭上面级正确处置、卫星及星座安全设计、碎片减缓等[12]。

(三)整体发展态势

太空交通管理问题整体发展态势基本呈现以下三个方面的主要特点：

一是概念不一致，战略意图各异但未来影响广泛深远。从提出概念隐含的战略意图看，美国、欧盟、IAA等均根据各自需求提出太空交通管理概念，但尚未形成一致共识。例如，美国提出的概念主要描述了推行太空交通管理的宏观意义，提出了规划、协调和在轨活动同步等具体内涵[9]，便于其主导外空国际规则博弈；欧盟则重点关注亚轨道飞行的交通管理问题[8]；IAA则认为是涵盖发射、在轨、再入三阶段的技术和制度条款[4]，重在影响政府政策制定。从未来影响看，太空交通管理问题核心关键是通过对未来太空活动规则的制定，来争夺太空领域领导权。而且该问题已经与目前外空国际规则博弈中的“外空透明与建设信任措施(TCBMs)”“外空活动长期可持续性准则(LTS)”等构成高度关联，将会对国家太空安全与发展权益造成广泛深远影响。

二是已成为发展趋势，但形成国际共识、全面推进仍需时间。客观来讲，太空交通管理问题是太空活动发展的客观需要。从陆、海、空、网络领域的发展看，总体趋势都是从自发无序发展走向规范有序发展。目前太空行为体增加需要监管、太空活动增多需要协调、太空安全风险增大需要预防、外空环境恶化需要治理等对太空交通管理问题提出了客观需求。与此同时，美国、欧盟等主要航天大国均开始布局发展太空交通管理系统，意在拉大技术和实践差距，争夺话语的定义权、主动权和主导权，也必将持续推动太空交通管理不断发展。但从太空交通管理问题涉及的外空两定、外空物体定义、国家主权体现、技术实践基础等方面看，国际社会很难在总体框架、规则标准等问题上短期形成共识。

三是有一定相关实践积累，但当前处于成体系推进探索阶段。虽然太空交通管理实践尚未全面开展，但国际电联(ITU)、机构间空间碎片协调委员会(IADC)、国际标准化组织(ISO)等国际组织早已在轨位频率申请、空间碎片减缓等相关方面开展了实践，出台了相关标准规范；美国、俄罗斯等航天大国也已经开展了在轨碰撞规避、碰撞预警等。整体看，推动太空交通管理具备一定的现实实践基础。在当前外空治理体系变革下，通过实施太空交通管理，体系推进解决当前和未来外空可持续发展、国家安全和发展等“一揽子”问题将成为大趋势。

二、太空交通管理问题的挑战与机遇

当前，太空交通管理问题学术研究、政府推动、规则博弈、实践开展等多领域不断推进、相互交错，涉及安全与发展、国际与国内、太空技术与政策法规、核心能力与规则话语、管理体制与基础设施等多领域、多方面、多要素，对中国参与外空治理体系变革、建设航天强国挑战与机遇并存。

(一)挑战风险

太空交通管理问题主要涉及规则话语、太空发展和太空安全三个方面核心问题，存在国际国内双重挑战风险。

从规则话语看，太空交通管理问题首先表现为主要航天大国对外空国际规则的博弈，这是当前太空交通管理问题的最直观体现，关键是话语的定义权、主动权和主导权的争夺。美国、欧盟等利用其在外空国际规则博弈的传统优势，积极主动引导国际规则制定热点，推动潜在太空交通管理问题的讨论，布局开展国内太空交通管理实践，核心是先期抢占太空交通管理问题话语的定义权，提出概念定义和总体框架，并利用其技术优势和话语优势，不断影响并推动国际社会形成以其为主的话语共识，为其后续规则制定赢得话语基础，对中国参与外空治理体系变革和负责任大国形象造成不利影响，也将对中国话语主动权、主导权构成影响。

从太空发展看，太空交通管理问题主要是制定进出、利用太空活动的“管理规则”以及相关安全标准、活动规范、程序流程，实现外空活动安全、可持续发展。国际层面，美欧积极推动太空交通管理问题的核心是在以规范活动、维护发展的名义下，加紧布局对轨位、频率等太空资源的争夺，也必然加大对外空活动透明的要求；国内层面，存在对蓬勃加速发展的商业航天活动的规范、与其他航天活动的统筹协调等挑战。一旦美国、欧盟等航天强国推动形成既定规则，提高技术门槛和活动安全要求，将对相对处于劣势国家航天器研制生产，发射、在轨、再入等航天活动造成影响限制，也不利于相关轨位频率资源的申请，同时也不利于国内航天统筹发展，太空发展整体将受到严重影响。

从太空安全看，空间技术的军民两用性，使得太空交通管理问题通过规则话语、太空发展的双重传导后，可能对国家太空安全造成严重影响。一方面，规则话语的缺失，不利于展现国家整体形象，维护国家利益；另一方面，太空发展限制将影响空间技术发展和整体航天能力形成，维护国家太空安全缺乏必要的国际规则软环境支撑。

(二)面临机遇

太空交通管理问题是在原外空国际规则基础上的新的规则博弈议题，涉及面更加广泛、影响也更加深远，整体处于探索发展阶段，是贯彻落实人类命运共同体理念，加速建设航天强国的良好战略机遇。

一是有利于中国参与推动外空治理体系变革，展现中国负责任外空大国形象。从太空交通管理涉及的广泛问题来看，将基本涵盖当前TCBMs、LTS以及空间议程2030等热点问题和主要进程，是更加的广泛覆盖和成体系的推进，可能会进一步打破原有外空国际规则博弈既定格局。中国可积极主动参与国际太空交通管理问题，贡献“中国智慧”，展现中国负责任外空大国形象。

二是有利于统筹国内航天发展，加速提升一体化航天能力。经过六十余年的发展，中国已经成为航天大国。与此同时，中国航天发展与安全中还存在与支撑航天强国建设、维护国家太空安全、促进航天协调发展不相适应的瓶颈矛盾问题，如国内不断发展的商业航天发展客观上需要引导规范促进等。推动太空交通管理问题，有利于塑造新时代下的航天快速发展新格局，可在新的层面统筹规范各类航天活动协调有序发展，也可进一步加快提升国家航天整体能力。

三是有利于贯彻落实人类命运共同体理念，维护国家太空安全和发展权益。党的十九大报告明确提出，“坚持和平发展道路，推动构建人类命运共同体”。太空领域作为贯彻落实人类命运共同体理念的重要新兴领域，太空人类命运共同体也是其重要构成。推动太空交通管理问题，坚持“互信、互利、平等、协作”理念，可作为贯彻落实人类命运共同体的战略途径，统筹国际和国内两个方面，维护国家太空安全和发展权益。

三、太空交通管理推进设想

新时代下，推动太空交通管理需要把握能力促进与管理约束、国际应对与国内发展、维护安全与推动发展等相互关系，初步考虑设想如下：

(一)加强战略统筹，设计提出“中国方案”

太空交通管理问题，是规则博弈，也是控制权争夺，更是未来发展权斗争，是未来一段时间内影响太空安全和发展权利的重要议题，迫切需要从战略高度，集中国内优势力量，加强顶层战略筹划。可考虑从组织架构、技术架构、法律架构和保障架构四个方面，设计提出太空交通管理“中国方案”。组织架构就是为太空交通管理的顺利实施提供力量组织保障。其中，国际层面，在联合框架下构建国际太空交通管理机制；国内层面，就是统筹国家航天力量，构建集中统管的太空交通管理体制。技术架构是核心，是可供执行的“交通规则”，包括技术规则、活动指南和技术基础。技术规则，根据太空活动主要过程和重点活动制定详细的交通规则；活动指南，就是制定促进提升太空活动安全、有序、规范的相关指南；技术基础，就是布局研究实施太空交通管理所必需的平台技术、支撑。法律架构就是有效实施的法律保障。其中，国际层面，开展外空安全治理体系下的硬法、软法建设等；国内层面，开展国家航天政策、国家太空交通管理政策、相关配套法规建设。保障架构是支撑，包括管理平台、运营队伍、数据维护等。管理平台，就是构建起太空交通管理平台；运营队伍，培养建立国家为主体、不同力量要素的人才队伍；数据维护，就是保障管理活动开展提供态势感知、基本信息等相关数据。

(二)构建太空交通管理技术规则体系

按照信息通报类、太空活动类、事件处置类、安全设计类、标准规范类五类规则，构建技术规则体系，为太空交通管理提供规则支撑。信息通报类规则是基础，主要就重大活动、重大风险等进行信息通报，包括太空活动信息通报规则、环境变化信息通报、重大安全事件信息通报等；太空活动类规则是核心，主要按照航天活动主要阶段进行设计，包括发射段规则(发射许可、射前评估等)、在轨段规则(活动许可、避碰规则)、再入段规则(碰撞评估)、离轨处置(安全规则)以及轨位分布规则、频率申请规则等；事件处置类规则是保障，就损害赔偿、冲突协调等进行规范，主要包括损害赔偿规则、责任认定规则、冲突协调规则等；安全设计类规则是预防，就飞行器安全设计等进行规范，主要包括飞行器安全设计规则(自身安全性、不解体不爆炸)、飞行器可识别跟踪性设计(可跟踪识别)、卫星星座设计规则(卫星构型的稳定性)等；标准规范类规则是支撑，就数据标准、数据格式、信息通报等提出规则，主要包括太空态势感知数据格式标准、信息通报标准、避碰阈值标准等。

(三)持续推动太空态势感知、航天器管控等国家航天基础设施建设

实施有效的太空交通管理，太空态势感知、航天器管控是必要的基础，也是核心能力支撑，美国、欧盟等始终注重相关能力建设。顶层上，就是统筹考虑实施太空交通管理对太空态势感知和航天器管理的新需求，统筹在时效性、覆盖性、安全性、稳定性等方面的综合需求；技术上，太空态势感知要加强观测数据、算法和模型的改进，对小目标的跟踪识别监视，空间目标编目、避碰风险评估、碰撞告警阈值、空间天气预报等技术突破；航天器管控要加强对新型星座星群的运行管控技术、在轨避碰规划与评估技术、安全防护技术、任务可靠性标准等。

注释：

① 2017年，欧洲空间局(ESA)委托德国宇航中心(DLR)开展交通管理问题研究，但在报告中声明不代表其官方意见。

② 2014年，卡伊-乌维·施罗格当选联合国外空委法律小组委员会主席后，推动太空交通问题成为讨论议题，各国就该问题发表一般性看法。