空间交通管理促进外空活动长期可持续发展

王冀莲，任迪

（1.中国空间技术研究院，北京100094；2.钱学森空间技术实验室，北京100094）

1 引言

外空是全人类共同的财富，外空的安全可持续发展直接关系到人类的和平与发展。

自1957年人类第一颗人造地球卫星发射升空以来，各国对外层空间的和平探索和利用给人类经济社会发展带来了巨大福祉，对促进人类社会进步、支持全球可持续发展和实现 《千年发展目标》作出了重大贡献，外空活动已成为人类现代生活须臾不可缺少的重要组成部分。与此同时，随着人类探索和利用外层空间的逐步深入，外空活动所面临的挑战也同步上升。

2 外空活动面临新威胁、新挑战

当前，外空活动面临的新威胁、新挑战集中表现在五个方面：

一是空间碎片碰撞风险持续上升。截至2021年1月，外空在轨编目空间物体已经超过28000个，质量超过9200t，厘米级碎片多达90多万个，毫米级碎片更是数以亿计［1］。日益增长的空间碎片既占据了大量宝贵的轨道资源，又导致空间碰撞概率大增，使得航天器碰撞解体等空间事件频发。特别是对于1～10cm的碎片，由于目前监测预警能力不足，难以进行有效规避，航天器自身又不能进行有效的防护，碰撞的风险和危害极大。我国目前在轨运行航天器超过400颗，未来随着航天强国的加速建设，每年将有数以百计的卫星发射入轨，空间碎片的急剧增加，将极大威胁我国空间资产的安全，空间碎片已经成为影响外空活动可持续发展的重要因素。

二是低轨大规模星座引发新的安全挑战。低轨大规模星座在全球移动宽带通信和全球高时间分辨率卫星遥感等领域的巨大价值开始显现，以太空探索技术公司 （SpaceX）、一网 （OneWeb）为代表的商业航天企业纷纷推出建设低轨大规模星座计划，SpaceX公司提出42000颗卫星构成的星链 （Starlink）计划，这一数量是过去60多年来人类发射的所有空间物体的数倍，也远远超过了目前人类可跟踪编目的目标数量。截至2021年4月7日，SpaceX公司已经完成24次组网发射，已发射 “星链”卫星总数达到1445颗［2］，低轨道大规模开发利用的 “轨道革命”正在发生。低轨大规模星座不仅使空间变得越来越拥挤，碰撞风险大大增加，而且致使发射窗口缩短，同时也给地面天文观测带来负面影响；大量密集的低轨频谱申请对现有用频规则也构成巨大冲击，虽然国际电联的WRC-19里程碑规则可以在一定程度上限制对频率轨道资源的掠夺式抢占，但仍无法解决频率资源的紧张态势。

三是频率轨位等外空资源争夺激烈，外空长期可持续发展空间受限。频率及轨位资源作为外空活动的基本保障条件，已成为各国尤其是航天国家激烈争夺的对象。出于政治、经济、军事等多方面的考虑，各国都加强了对卫星频率及轨位资源的抢占力度，使得本已趋于应用饱和的频率轨位呈现更加稀缺的态势。此外，美国、卢森堡等国家还通过立法赋予私人实体享有开发开采外空资源的财产权，争夺外空资源开发权。

四是美国谋求外空绝对优势，不利于外空活动中各方利益的稳定和谐发展。美国特朗普总统就任以来，针对外空领域提出了一系列的改革举措，包括大幅增加军事航天预算，重建国家航天委员会等，相继出台 《航天政策指令》、新版《国家安全战略》《国家航天战略》《国防太空战略》等，强调美国领导、美国优先，谋求绝对优势。《国家安全战略》中指出美国国家安全战略将保卫国家，促进和平，扩大美国的影响力［3］。《国防太空战略》中声称中国和俄罗斯对美国的外空活动构成了最直接、最严重的威胁，将在外空中建立全面的军事优势。此外，美国还积极布局外空集体安全机制，已与25个国家、2个国际组织和78个商业实体签署外空态势感知数据共享协议，采用技术支持、数据共享、服务输出等策略拉拢盟国，构建以美国为核心的 “外空联盟”，巩固外空国际事务的领导力。

五是航天大国大力发展外空军事力量。近期，美国、法国、日本、印度大力推动本国外空力量改革或提出相关计划，面向未来外空斗争构建组织形态优势。法国于2019年7月提出计划在法国空军内部成立新的太空司令部。2019年12月，美国特朗普总统依法授权组建天军，2020年1月，雷蒙德将军宣示就职美国第一任天军指挥官，美国天军将在保卫美国卫星免受外国威胁的国家安全中发挥核心作用。日本国会于2020年4月批准建立第一支 “外空作战部队”。印度也在着力发展反卫星能力的同时，加紧改革外空军事力量，谋划成立新的外空机构。

3 空间交通管理概念产生

面对诸多新威胁和新挑战，外空的长期可持续性成为攸关人类生存与发展的战略问题，得到了国际社会的广泛关注。

早在1997年7月，第三次联合国探索及和平利用外层空间会议就明确提出空间系统在支持全球可持续发展发挥着重要作用。此后，国际社会在联合国框架下对外空有关可持续发展方面的讨论不断加深。

近期最重要国际规则是，2010年联合国外空委科技小组委员会第47届会议确定增设的 “外空活动长期可持续性”（LTS）议题，联合国外空委成立专门的工作组，组织研究制订 “外层空间长期可持续性准则”，旨在增进各国在外空治理中的互信与合作，在和平利用外层空间领域共同寻求制定 “透明和建立信任措施”，促进国际社会对外层空间的和平利用和世代永续利用。

这项工作在2019年6月联合国外空委第62届会议上取得了成果。在本届会议上各国就LTS准则的序言案文和21条准则案文达成一致，大会予以通过，鼓励各国和国际政府间组织自愿采取措施，未来还将在外空委科技小组下设立为期5年的工作组，交流各国自愿执行通过准则方面的经验、做法和问题，并针对外空活动面临的新的威胁和挑战，研究制定新的准则以适应形势发展的需要。

LTS准则谈判过程曲折艰辛，是参与磋商国家利益诉求不断交锋和妥协的产物，加之准则不具法律约束力，仅单纯依靠各国自愿执行，既难以系统化、体系化、全面地解决外空活动面临的挑战和问题，也无法满足确保外空活动长期可持续发展的需要。由此，空间交通管理问题再次成为被国际社会广泛关注并讨论的话题。

早在1982年，捷克学者鲁博斯·帕瑞克就在其论文中提出了太空交通管理的概念。2009年美国和俄罗斯卫星发生人类历史上首次 “空间交通事故”，标志着在轨卫星的直接相撞由理论上的威胁变成了事实的存在。

国际宇航学会 （IAA）于2006年发表了 《空间交通管理研究报告》，报告中将空间交通管理界定为 “促进安全进入外层空间、在外层空间的运行和从外层空间返回地球而不受物理或射频干扰而制定的技术和管理规定。”这种表述没有界定什么是空间交通管理，只是指出了空间交通管理涉及到技术和管理两个层面，并涵盖了航天器发射、在轨运行和航天器再入三个阶段，以及空间交通管理的目标。

2017年欧洲发布的白皮书将空间交通管理界定为：为确保安全的载人和无人的洲际飞行、亚轨道飞行及穿越近地空间和空气空间的飞行，实施所有必要管理、监督和控制运行措施。欧洲的概念强调基于国际协作，确保欧洲的话语权；强调共同管理、监督及控制运行；突出了穿越空气空间和亚轨道区域的飞行管理要求。

2018年6月，美国发布 “3号航天政策令”，其中将空间交通管理定义为：指为提高外空环境中行动的安全性、稳定性和可持续性，而对外空活动进行的规划、协调和在轨同步工作。国家空间交通管理政策是美国和全世界首份完整、综合性空间交通管理政策，从中可以看出，美国更加强调自身资产的绝对安全，强调 “他国对美的空间透明”。

在联合国框架内，联合国外空委2016年第55届法律小组会议上设立了 “空间交通管理所涉法律问题的一般性交换意见”议题，后续每年都讨论该议题延续至今。2019年2月召开的联合国外空委科技小组会议上空间交通管理成为热门话题之一，欧洲空间政策研究所 （ESPI）专门组织“通向空间交通管理运营的前进道路”边会；美国商务部代表作了 “美国空间交通管理政策实施情况”技术报告。可以预见，联合国外空委作为外空国际规则谈判制定的核心平台，空间交通管理将成为其热点议题。

此外，值得注意的是，2019年9月，日本媒体报道美国和日本两国政府即将达成协议，共同打造覆盖全球的空间交通管理系统，对各国在轨卫星进行有效管理，以避免发生卫星相撞事件，同时针对威胁美日卫星的武器系统进行预警。2020年2月，俄罗斯也表示要发起制定 “空间规则”。美国、俄罗斯、日本等国的一系列动作表明，空间交通管理已经成为外空治理的新焦点、新手段和新高地，对于促进外空活动长期可持续发展具有重要意义。

4 空间交通管理助力外空活动长期可持续

各国实施空间交通管理的目标不同，决定了其对空间交通管理的定义也各不相同，当前，国际社会对此尚未形成统一的认识。

但从空间交通管理的内容看，它涉及进入空间、在轨运行及再入过程中保障航天器安全和不受外界干扰的各种技术和政策、法规、规则以及基础设施。具体包括发射管理、在轨管理、任务后处置、频谱管理、空间交通服务等。

发射管理：包括基于制定的航天发射规范，对发射行为进行登记、管理，对运载火箭在轨段处置等提出要求，促进航天发射有序进行。

在轨管理：依据制定的航天器工作流程、规避技术标准和数据规范，对任务寿命期内在轨航天器活动实施管理，协调航天器与其它航天器的活动，在保障安全的前提下，实现对轨道资源的充分利用，保证航天器正常在轨运行。

任务后处置：在航天器完成任务寿命后，基于返回再入与主动离轨规范形成的航天器返回再入与寿命末期主动离轨管理机制，协调航天器返回再入或在寿命期末主动或被动离轨，保证在轨运行航天器、返回航天器以及地面人员与财产安全。

频谱管理：空间频率与轨道资源管理包括当前已经成熟并广泛应用的规则框架，以及空间频率与轨道资源态势感知。通过综合利用完善的规则框架和实时感知数据，优化空间频率轨道资源的利用。

空间交通服务：主要目的是在正常工作环境下，防止航天器之间、航天器与空间碎片及其它物体之间发生碰撞，维持有秩序的空间交通活动；在紧急情况下，进行应急监测和应急处置，协调在轨航天器应急规避或采取主动防御措施，保证航天器及地面人员与财产安全。空间交通服务包括空间气象服务、空间环境监测服务、（航天器）预警服务、应急事件响应服务、空间态势感知信息共享服务等。

总之，空间交通管理涉及发射、在轨运行、空间操作、测控、数据共享、再入返回、空间碎片、空间态势感知等众多领域，具有重要的政治、军事、外交、经济、技术等意义，是促进外空活动长期可持续的重要手段。

5 后续发展建议

发展空间交通管理既是 “人类命运共同体和全球治理”理念下空间系统发展的必然，也是我国建设航天强国的急需，更是我国争夺国际话语权的有力武器。空间交通管理牵扯面广，利益纠葛复杂，会引起更加复杂的问题和挑战，需要提前做好应对准备。

（1）开展空间交通管理顶层框架和法律法规体系的深入研究。结合国际公域管理的概念体系［4］，依据我国的需求，提出有中国特色的空间交通管理的概念，在人类命运共同体的理念指导下，从有效管理空间的定位出发，提出我国空间交通管理的定位、顶层框架、法律法规体系、发展路线图及管理体制。

（2）建立协调机制，加快立法进程［5］。研究出台我国空间交通管理国家政策，指导我国空间交通管理体系的发展和建设，为相关立法奠定基础。加快我国的航天立法进程，为尽快启动我国空间交通管理法规体系建设和后续的国际合作及国际立法提供法律基础和规则制定的实践经验。

（3）深度参与国际空间交通管理规则制定。积极参与空间交通管理领域相关法律规则制定的全过程，在国际制度、标准制定时争取有更多的话语权。积极参与国际上已有的交会事件协调、碎片信息共享、碎片联测等常态化预警通报机制活动，提升影响力。

（4）建立空间交通管理应用示范系统。基于人工智能、大数据、云计算等前沿技术，将我国目前已有的卫星和空间碎片监视与预报能力、测控能力、指挥调度能力整合集成为一个有机整体，以现有航天器在轨状态监测、故障诊断与预警、运行态势管理等为基础核心，构建天地一体化空间交通管理应用服务平台，验证空间交通管理规则与服务的有效性，支撑空间交通管理标准、规则的制定。

人类共同面对的是同一个外空，外空活动能否长期可持续发展不仅关乎人类的当下，还关乎人类的未来。空间交通管理作为促进外空活动长期可持续发展的重要规则和手段，已经成为外空战略博弈的新焦点。我们应秉承人类命运共同体理念，构建空间交通管理体系，与国际社会共同应对外空威胁与挑战，促进外空长期可持续发展。