商业载人航天时代的“必须管”

文/松堂

如果说在前几十年缺乏空间交通管理仅仅会带来财产的损失和太空环境的污染，那么在商业载人航天时代来临之后，如果不能实施有效的空间交通管理，那么就可能会带来非常可怕的人员伤亡。哪怕只损失一个载人航天器，损失个位数的生命，给全人类带来的精神创伤也是非常严重的。

商业载人设施都有哪些

在商业载人航天时代，我们可能遇到的载人空间设施可能有这么几类：

首先是亚轨道飞船。目前的亚轨道飞行器看得见摸得着的有两种：第一种是贝索斯的新谢泼德太空旅游飞船，第二种是布兰森的太空船二号亚轨道飞行器。当然还有其他一些企业在研制不同类型的亚轨道飞行器，他们的技术思路和上面这两种基本相同。

▲ 进入商业航天时代，这些空间碎片会严重影响航天飞行的安全

▲ 贝索斯展示他的亚轨道飞船

其次是轨道载人飞船。到目前为止，比较现实的商业载人飞船，包括美国太空探索技术公司的载人龙飞船和波音公司的星际线飞船。当然各种政府出资和运营的载人飞船也不能排除在外，例如美国的“猎户座”、中国的“神舟”和俄罗斯的“联盟”。另外，中国以及俄罗斯也在研制新一代载人飞船。印度宣称自己也要加入载人航天俱乐部，那么我们就姑且把它算作下一个推出载人飞船的国家好了。

上面这两种载人飞船的特点，就是要往返于大气层和宇宙空间，很可能和航空飞行器发生冲突。而我们要讨论的另一种载人空间设施，就是商业化的空间站。它在多数情况下不会和航空飞行发生什么联系，但是会受到空间碎片的影响和干扰。

目前，在近地轨道运行的有国际空间站和中国空间站这两个载人空间站。按照现行的计划，美国首先要把国际空间站进行商业化，承包给私人公司来运营，然后启动新的近地轨道空间站计划，由私人公司投资建设一个全新的空间站。目前中标进行初期研究的有3个方案。以美国的财力，也不可能把这3个空间站都打上天去运营起来，所以我们姑且认为其中只有一个能够投入使用。俄罗斯也表示，要自行开发下一代空间站。所以在未来的太空当中，有可能存在4个空间站同时在飞行。至于美国打算部署在拉格朗日点上的月球门户空间站，因为距离近地轨道较远，不太可能受到人造物体的威胁，但是它对小行星和微流星体的防护将是一个重大的课题。

载人航天设施面临的风险及管理

目前的两个空间站，都飞行在400多千米高度、42度左右倾角的轨道上，这样的选择躲开了各种类型的低轨道卫星。各国在发射卫星的时候，也非常注意躲避空间站。但这只是从前的故事，随着超级星座的入轨，空间站面临的威胁越来越大，特别是在大批互联网卫星穿过400千米高度的时候。

虽然所有空间活动参与者都应该遵守空间避撞的原则，但商业企业毕竟不是政府，在紧张的预算和时间压力之下，难保不做出什么冒险的事情。而且，马斯克本人就是以勇于冒险而闻名的。

还需要关注的是航天飞行与航空飞行之间的冲突。

在欧洲，人们特别关注航天飞行与航空飞行安全之间的联系。越来越频繁的火箭发射和即将开展的民用亚轨道飞行，在进出大气层的时候，都会与航空活动发生关联。如何避免二者发生干涉甚至碰撞事故，是近期研究的重点。

欧洲《空间交通管制2017》白皮书中，给出了一些针对运行管理的设想，提出要设立太空交通管制员（STCO）。白皮书认为，和空中交通管制员（ATCO）的角色类似，太空交通管制员的主要任务是对载人及无人航天器实施监视与控制，当它们飞行在FL650层（指22千米高度）以上高度时，要对它们进行跟踪与指导。

▲ 维珍银河公司设想的亚轨道飞机

白皮书还考虑到，今后太空旅行会成为一种时尚，所以太空交通管制员要为载人航天器上的人员提供支持和建议，例如提供空间天气简报，帮助他们修改飞行计划，降低和其他飞行器冲突的风险、实施避撞测量等。

报告特别指出，太空交通管制员的主要职责是确保空间飞行器无缝、安全地集成到航空交通中，避免航天飞行器、航空器与轨道碎片的碰撞。太空交通管制员的具体任务和职责包括这样3项：（1）与对口岗位沟通，包括空中交通管制员、其他太空交通管制员、空间天气监视中心、欧洲或者其他国家的空间交通管制中心、飞行器驾驶员、航天港；（2）对系统、飞行活动和航天器状态进行离港前检查；（3）检查飞行计划和时间表上的所有内容，例如飞行计划、轨道。

看得出来，欧洲方面对空间交通管制的认知，是在航空交通管制基础上的延伸和扩大，这与欧洲民航活动密集、航班密度大是有直接关系的。

▲ 太空船二号进入宇宙空间