构建 “世界化”时代的空间治理体系

薛惠锋

（中国航天科技集团有限公司第十二研究院，北京100037）

1 空间安全和空间环境治理形势紧迫

随着1957年苏联发射第一颗人造地球卫星，人类进入太空的能力在增强，对外层空间的研究和利用在促进人类科技进步、社会发展的同时，也在外空留下越来越多的空间碎片。同时，低轨小卫星星座爆发式增长，小行星频繁掠过地球等问题的出现，已经成为人类探索太空脚步中必须解决的重大课题之一。

1.1 航天器在轨爆炸解体，成为空间碎片主要来源

从1957年以来，人类共进行了5400余次航天发射，把近9000颗航天器送入地球轨道，目前在轨航天器5000多个，仍在服役航天器2000多个。根据2020年欧空局给出的信息，自1957年至2020年底，人类进行了约6000余次航天发射，共将约10680颗人造卫星送入地球轨道。其中，仍在轨的约6200余颗，在轨正常服役的约3800余颗。目前已被跟踪编目的空间物体 （在轨卫星＋空间碎片）约28200余个，所有在轨空间物体质量总和超过9200t。［1］。尺寸大于10cm的目标数量约为34000个，这类碎片能被地基监测设备监测到，航天器一旦与此类碎片发生碰撞，将会彻底损坏，甚至完全解体，产生数以万计的小尺寸碎片；1mm以下的碎片有百亿个，这类碎片只能通过天基直接探测，或者分析回收物的表面获取其信息，此类碎片可通过航天器表面加固防护材料进行防护；还有一类碎片称为危险碎片，尺寸介于前两者之间，目前尚无有效的观测方法，其中尺寸在1～10cm的碎片数量约为90万个，尺寸在1～10mm的碎片数量约为1亿个，对航天器的损坏能力比小碎片大，防护困难，数量比大碎片多，航天器躲避困难，十分危险。

航天器在轨爆炸解体是空间碎片的主要来源，迄今共发生在轨爆炸、解体、撞击事件500余次。近来，影响最大的一次是2019年3月27日印度代号 “沙克提行动”的反卫星试验，产生尺寸大于5mm的碎片6500个，其中270个可被跟踪，有12块碎片达到1000km高度，使得国际空间站 （ISS）撞击风险提高了44%［2］。到2019年，国际空间站为躲避空间碎片撞击进行了25次机动规避。国际上有公开报道的因碎片撞击而失效或异常的卫星超过16颗，我国航天器因空间碎片撞击失效事件时有发生。近年来NASA卫星每年规避空间碎片操作20余次，而2008年这一数字为5次［3］。严峻的空间碎片环境对航天器在轨运动，包括航天员生命安全带来了严重威胁。不久前，欧空局已经与ClearSpace领导的一个工业小组签署价值8600万欧元的合同，以清除一块特定的空间碎片。可以看到，对于这一领域的研究不仅是对国家安全、空间安全和人类命运的责任，也是对国家科技创新带来新的挑战，不断开拓空间经济业务新领域。

1.2 低轨小卫星星座爆发式增长，成为空间环境潜在威胁

近年来，低轨小卫星星座呈爆发式增长，各航天大国纷纷开始抢占太空资源，建设巨型小卫星星座已经成为当前航天发展的一个重要领域。但是，大量小卫星正在逼近近地轨道空间的承载极限，现有的空间环境、国际社会以及我国航天发展都将面临一系列的严峻挑战。截至目前，国内外已有很多巨型低轨小卫星星座正在建设或公布方案，其中发展最火热、数量最大的是SpaceX公司的Starlink系统，规划将发射大约42000颗卫星。2019年9月，欧空局的一颗 “风神”卫星为避免与一颗Starlink卫星发生碰撞，主动进行了变轨机动，为巨型低轨星座的安全运行敲响了警钟［4］。

从短期看，大型小卫星星座发射会使近地轨道目标大量增加，威胁现有空间目标的安全。从长期看，星座自身也会遭遇碎片撞击，使得低轨空间撞击次数增加，产生更多的空间碎片，加剧碎片环境的长期恶化趋势。作为未来重要的空间信息基础设施，小卫星星座对于我国这样一个开放程度日益加深的大国来讲，其重要性也不言而喻。除此以外，还存在频率、轨道资源占用分配问题，星座自身的光、电磁辐射和急剧增长的数量也会对天文学和宇宙学观测带来的不利影响，以及带来的信息安全和产业安全等问题和挑战。

1.3 小行星来袭，成为人类安全重要挑战

2019年6月，中国科协将与空间碎片密切相关的近地小天体调查、防御与开发问题纳入20个对科学发展具有导向作用、对技术和产业创新具有关键作用的前沿科学问题和工程技术难题中，这也显示出外空环境问题研究已经成为我国高度重视的新领域。

小行星对于地球来说，从来就不是遥远的存在。6500万年前，在墨西哥尤卡坦半岛发生的小行星撞击地球事件导致76%地球生物 （包括大型恐龙）灭绝。1908年6月30日发生在俄罗斯通古斯的小行星大爆炸事件［2］。2013年2月15日俄罗斯车里雅宾斯克发生小行星撞击地球事件。在我国的内蒙古锡林郭勒盟地区，云南香格里拉、西双版纳和近期的甘肃青海，都发生过火流星事件。从恐龙灭绝事件来看，小行星撞击地球带来的灾难是毁灭性的，对地球和人类生命安全带来极大威胁。美国、欧空局、俄罗斯、日本等国家或机构已在小行星监测、预警、防御和利用等方面拥有相当成熟的技术和法律法规，我国目前也在积极开展对小行星的监测预警、安全防御等工作，并取得了一些进展。

2 空间安全和空间环境研究意义重大

外层空间虽不像陆地、海洋、大气这样围绕在人类身边，但地球存在于宇宙中，外空更是全人类赖以生存的环境，可以说一荣俱荣、一损俱损。习近平总书记提出的 “人类命运共同体”是阐释这一问题的价值哲学和外交战略。

2.1 “多学科”交叉融合，为空间碎片和空间环境研究赋予了新内涵。

空间碎片和空间环境的研究，涉及的学科、领域众多，是一项复杂的系统工程。特别是空间碎片的探测预警与防护、空间环境的保护等方面，都呈现牵一发而动全身的特点。同时，空间碎片治理又与国家安全密切相关，关乎我国外空事务的主导权和话语权，关乎人类命运共同体的构建和维护，这赋予空间碎片研究更加丰富的内涵和外延。

2.2 “多领域”辐射带动，为空间碎片研究提供了新机遇。

空间碎片研究是世界航天领域面临的重大技术挑战，是科技创新的沃土，能够催生新型太空产业模式。2020年 “中国航天大会”发布的宇航领域科学问题和技术难题，将空间碎片清除作为重要内容，其复杂性、引领性、带动性，不亚于任何一项已知的太空探索活动。各国的空间科学家提出了多种方案和设想，比如飞网抓捕、电动绳系、机械臂抓捕、激光烧蚀、离轨帆等方案，这将带动一系列的科学、技术、工程、产业创新发展，为空间碎片研究发展提供全新的机遇。

2.3 “多国家”竞争竞赛，为空间碎片研究带来了新挑战。

根据模型预测显示，如果从现在不对外空环境进行治理，70年后，低地球轨道区域有可能发生空间碎片链式撞击效应，近地空间将彻底不可用；30年后轨位将饱和，无新的轨位资源可用。现在，各航天大国和航天企业集团不断努力提升在空间碎片监测预警、减缓移除等方面的能力和技术。我国在空间碎片领域的研究也取得了突破性进展，2016年，我国自主研制的 “遨龙一号空间碎片主动清理飞行器”，随长征七号成功发射，这是国际上首次针对空间碎片主动清除的在轨技术验证。各国在轨道资源利用上竞争激烈，在空间碎片技术研发上开启竞赛，这为空间碎片研究带来了新的挑战。

综上可以看出，空间碎片治理是典型的复杂系统工程，而且是典型的 “人—机—环”系统工程。其不仅涉及人与航天器、航天器与宇宙空间的物质交换，还涉及国与国之间的政治博弈、技术合作、产业沟通、文化交流。曾经，我们一直在地球上思考和解决人类发展问题。未来，我们将站在太空的高度思考人类的发展，许多原有模式都将被颠覆。根据美国国家太空委员会的大胆预测，人类将在未来开发更加经济并且能够从任何地方出发延伸到太空的 “宇宙公路”；将在环绕月球的轨道上建立 “月球太空港”，以及维持生命的环境调节系统—— “月球宾馆”；甚至建成 “宇宙巡回航母”，船内建立人造生态系统、再生氧气和水，以及粮食，保证自给自足航行几年。人类已经逐步脱离地球摇篮的束缚，从 “全球化”进入 “世界化”时代。在此背景下，空间碎片的研究，需摒弃 “还原化”的思维，“坚持系统观念”，把人类社会、航天器、宇宙纳入一个系统进行整体考虑，用 “系统论”的方法和系统工程技术，构建 “世界化”时代 “天地统筹、人机融合、远近兼顾”的空间治理体系。

3 构建 “世界化”时代的空间治理体系

航天技术的突飞猛进是人类探索宇宙、获取资源、扩展生存空间的必然发展路径。人类在太空中寻找宜居之地、发掘理想资源、占有空间位置，政府已经不是开展外空活动的唯一主体，在逐渐认识到外层空间蕴含的巨大商业价值后，大量私营企业开始涌入航天领域，从而导致空间碎片问题更加严重，军事化利用加剧，空间冲突潜藏等诸多问题。在此背景下，系统性地完善外空活动规则框架，加快推进包括空间交通管理在内的空间治理体系的建设，为和平利用外层空间提供法律和规则。

（1）系统谋划，倡导人类和平利用太空。习近平总书记在会见探月工程嫦娥五号任务参研参试人员时强调，要弘扬探月精神，发挥新型举国体制优势，勇攀科技高峰，服务国家发展大局，一步一个脚印开启星际探测新征程，不断推进中国航天事业创新发展，为人类和平利用太空作出新的更大贡献。面对由空间碎片衍生出的空间环境治理问题，要站在更高的起点上看待这个命题，空间环境治理是人类跨越大气层进入太空层面的问题，在太空环境里如何区分准则，如何进行责任划分，甚至空间污染物是否在太空中对地球也存在扰动和干扰。基于此，一个系统的 “世界化”的空间治理体系在横向上要涵盖外交、政治、经济、科技等各个领域，在纵向上则要包括顶层国际规则制定，双边及多变协定等多种形式，矩阵式、系统性体系框架，真正构建有利于推动全人类共同发展的空间治理体系。

（2）平等共享，促进全球空间治理法治化。外层空间治理的基本原则要坚持共治。当前，空间资源是全世界各航天大国和其他国家以及非政府企业博弈的热点，参与者应该基于平等参与、各自发挥作用、为人类造福的原则和平利用外层空间，各主体平等参与国际空间治理体系的建设和规则的制定。国际空间法体系是随着航天活动而产生并发展起来的。1959年12月12日，联合国大会决定特设委员会改为常设机构，成为 “和平利用外层空间委员会”（外空委），自此外空委成为制定国际空间法的主要机构，正式拉开了建立国际空间法体系的序幕。但是，在外空活动参与主体日益多元、活动形式日益多样的大趋势下，这些法条已越来越难以适应人类外空活动开展的基本需要。与时俱进地更新外空法条款，也是人类进行深空探测的必要条件。

（3）自主创新，提升我国空间治理话语权。外空治理是一个开放的复杂巨系统问题，要推动外空治理不断地从不满意状态提升到满意，必须充分考虑其发展之中的复杂性和持续动态性，运用系统工程的理论方法进行综合提升。系统工程是钱学森先生为推动治理体系和治理能力现代化找到的独一无二的 “命根子工程”。作为负责任的航天大国，我国需要在空间治理体系的建设中贡献更多中国智慧，在国际规则的制定中发出更多中国声音，特别是在空间碎片以及空间碎片衍生的环境问题，包括引申出的综合生态问题等领域。

可以说，空间治理体系建设已经不仅仅是一个学术课题，而是各国、各社会组织等多元主体间的对话、协商和共同行动，建设有效的空间治理体系是全人类对外层空间善治的理想愿景。我们思考，一个大国变成一个强国的标志，是要对标所担负的世界责任，一个伟大的民族一定是勇于并且能够担负世界责任的民族。2020年，我国嫦娥五号在携带月球样本返回之前，上升器完成使命后，受控离轨落月，主动避免成为太空垃圾，这就是我国对空间碎片治理和空间环境保护高度重视的现实体现。中国方案是我国对未来外层空间发展的科学研判，也是我国始终倡导的 “人类命运共同体”的鲜明写照，更是中国在向航天强国迈进的过程中，承担人类责任和历史使命的客观见证。