空间交通怎么管

文/迟惑

空间交通管理势在必行，而要把这件事推行下去，首先就要搞清楚它的定义。对于空间交通管理的定义，不同的研究机构做了不同的阐述。有了定义，我们就能梳理出空间交通管理的几个主要话题。

啥叫空间交通管理

国际宇航研究院在2006年的研究报告《空间交通研究》中提出：空间交通管理是一系列技术和管理措施，用于提高进入宇宙空间、在宇宙空间运行和从宇宙空间返回地球的安全性，并且不造成物理或无线电频率干涉。这个定义得到了多数研究报告的认可与引用。

美国宇航局则提出了另外一种概念“空间交通安全监管”，在美国SAIC咨询公司为美国宇航局起草的报告《轨道交通管制报告》中写道：空间交通安全管制，指建立政策、必要的权限、跨部门联系；制定刺激管理措施和规则；落实技术性、组织性和操作性的解决方案，来增强空间交通安全。

在欧洲的报告《落实欧洲空间交通管理系统》中给出了如下定义：“实施所有必要的管理、监视和控制操作（包括在例行和突发场景下），在不影响现有欧洲空中交通管制系统和基础设施的情况下，保证载人或不载人亚轨道飞行器和航天飞机在近地空间和空气空间的安全弹道飞行。”

▲ 太空垃圾艺术想象图

在迄今为止的空间交通管理政策方面，走得最靠前的，其实是前任美国总统特朗普。虽然人们都喜欢叫他“特没谱”，但是在对于航天的认识上，特朗普干得还不错。他在2020年发布的第三号航天政策总统令《国家空间交通管理政策》，是美国可能也是全世界第一个国家级空间交通管理政策。其中将空间交通管理定义为：计划、协同和在轨同步活动，用以增强在空间环境中运营的安全性、稳定性和持续性。

军管还是民管？

太空属于全人类，任何人想要一家独大，是做不到的，美国也不行。所以，就存在一个谁来管的问题。管理工作不仅涉及到各国的内部航天活动，也高度涉及国际协调。考虑到轨道飞行的特点，空间交通管理的主要工作都会放在国际协调上。所以，太空里的交通管理是由军方主导，还是政府民事机构主导，就成了一个敏感问题。今天的国际航空活动，是多国联合、民间机构为主、军方参与和监控的格局。美国联邦航空管理局据此认为，空间交通管理也应该由自己负责，它为此提出了《向民用空间交通管理系统前进》报告，其中的核心，就是建立一个以民用部门为基础的空间交通安全监视和协调系统。这份报告解释了空间交通管理的焦点是轨道安全和对空间环境的保护，具体包括：

1.轨道安全预警服务，例如避免碰撞的预警，可以强化商业航天，为之提供一类基础设施，并支持商业航天的持续发展。

2.用一种能够确保商业轨道运行安全的方式来提供轨道安全相关的服务。

3.尽可能减少虚警。

4.开发和分享行为规范及最佳实践。

在解释为什么需要建立民用空间交通管理系统的时候，美国联邦航空管理局解释说，民用空间交通管理系统将着重于解决商业和民用轨道安全态势感知信息的需求问题；专注于保护环境以服务于长期商业使用；通过一个民用部门来为空间态势感知和轨道安全提供更大的透明度，来把美国定位成国际领域的民用空间交通管理典范。

▲ 美军的空间监视网络遍布全球，很难转让给美国联邦航空管理局

他们还认为，在确保空间安全方面，应该由一个以安全和商业为关注点的民用组织来领导，协调开发以安全为中心的、得到立法支持的最佳实践、指南和标准。这个民用组织，显然就是美国联邦航空管理局自己。

他们这样认为的理由是，与民用部门不同，美国军方没有开展更多的、降低空间交通安全风险活动的授权。商业化的手段选择，可以带来空间态势感知敏感器、计算平台和应用的创新与快速发展，创造出更多、更好的空间交通安全产品与服务。国防部和民用部门发起的产品和服务之间可能发生冲突（例如国防部和民用部门的空间物体目录不一致）。

因此，在保护和增强美国国家安全航天利益方面，国防部无需再承担开发和部署空间交通安全产品和服务，专注于空间防御和保护任务就可以了。至于保证空间领域和航天产业基础的经济活力，就更不是军方的责任了。

美国联邦航空管理局提出的管制手段，首先就是避撞与数据共享。报告指出，能否有效预测碰撞事件的发生并采取行动加以避免，是至关重要的。预测碰撞事件需要恰当的数据、先进的算法，以及识别和跟踪技术。例如，基于预测能力，可以定义不同的避撞算法，并加以标准化和研究开发。对碎片的跟踪越多，对碰撞的预测就越精确。

▲ 美军的空间监视卫星

▲ 美国宇航局在20年前提出的一种航空航天港理念

▲ 位于新墨西哥州的美国航天港

所以他们提出，所有国家和国际组织应当积极贡献自己的观测数据。将民用和商用数据标准化，然后汇聚到一个“数据池”当中，有利于人们广泛接触到高精度数据，用于跟踪、分析、监视和共享。他们还特别提出，数据共享的一个关键要素是军方和民用部门之间的合作，必须考虑把秘密物体和秘密任务纳入其中。

这种想法当然有合理性，但是在很多国家，军事活动占据了航天活动的主要部分，甚至是绝大部分。军方是不是愿意放权给民用部门，就需要国家最高决策机构的审时度势了。那么如果空间交通管理交给民用部门管理，军方的需求如何满足？

其实在航空领域，这个问题已经有了成熟解决方案。空中交通管制往往采取军民管制员同室值班的制度，大家真的坐在同一个管制室里，看着同样的大屏幕，避免误判。一方面避免军方把民航目标当成敌机入侵给打下来，另一方面也避免民航管制员无法识别军用目标而漏网。这样做的代价，就是军方必须遵守某些要求，把相当多秘密飞机的活动也向民航部门公开，免得发生事故。

但是在军事航天活动当中，这样的行为规范还没有建立起来。特别是美军经常隐瞒一些特殊卫星的动向，比如空间监视卫星和X-37B空天飞行器，外界往往要通过第三方雷达监视才能对它们的变轨行为有所了解。

所以，解决军民分权，是空间交通管理的首要话题。

凭啥把数据给你？

空间交通管理是全球事业，但目前除了《外空条约》、《关于营救航天员、送回航天员和归还发射到宇宙空间的实体的协定》、《责任公约》和《登记公约》，并不存在全球公认的空间交通管理标准规范和政策法规体系。而上述政策法规是原则性的，在空间交通活动日益繁忙的今天，其可操作性严重不足。至于美国的第三号航天政策总统令《国家空间交通管理政策》，虽然算得上是一个进步，却仅仅是美国自己的政策，想用它来约束其他人，怕是没有说服力的。

▲ 国外的空间监视设备基本上属于军方

之所以面临这样的难题，是因为空间交通管理的具体手段比较敏感，涉及到很多国家高度敏感、高度机密的数据，也涉及到主权问题。

国际宇航科学院认为，空间交通管理的原则主要是利用数据来避免碰撞事故的发生，其中包括：发射的安全措施、载人航天（含太空旅游）的安全措施、区域划分（即轨道选择）、在轨阶段的路权规则、考虑机动的优先级问题、GEO轨道的特殊措施（应当与国际电信联合会规则一致）、LEO星座的特殊规则、碎片减缓机制、环境措施（对大气层、对流层的污染问题）等。

随着大量卫星不断入轨，空间交通管理所需要的数据肯定是越来越细、越来越精，航天器的运营者未必愿意提供这么敏感的数据。但这种数据对航天强国尤其是美国来说，有着超越空间交通管理的价值。例如，美国第三号航天政策总统令《国家空间交通管理政策》的第三条中指出：

▲ 美国空军官员表示，民用部门管理空间交通也不是不行

——及时和主动的空间态势感知数据和空间交通管理服务对于航天活动是至关重要的。考虑到国家安全上的限制，美国政府提供的基本空间态势感知数据和基本空间交通管理服务应该对直接用户免费。

——轨道垃圾正在对空间运营造成越来越严重的威胁。轨道垃圾减缓的指导原则、标准和政策应当定期修订，在美国国内强制实施，并要求国际社会加以采纳，以减缓轨道垃圾对运营的影响。

如果要求其他国家也遵守美国政府的政策，那等于是把很多重要数据开放给美国了，后果如何是很难预测的。

美国联邦航空管理局的民用空间交通管理框架也提出，要与现有空间态势感知基础设施合作运行；要能够接入全球范围内的多种传感器；要具备充分适合于民用领域、满足民用系统需求的计算系统；要使用民用运行团队提供的安全产品；要运行透明。同时，民用空间交通管理要为用户提供这样一些服务：民用航天器目录、冲突分析与避撞信息、空间环境报文信息、空间天气信息、无线电频率信息、空间态势感知信息、行为规范。这听起来都很合理，但是，有谁愿意就这样把自己的数据公开给其他国家以及竞争对手呢？

数据共享，就是空间交通管理的第二个重大话题。

交通警察谁来当？

▲ 国外一些企业已经开始推出空间交通管制软件

▲ 航空交通管制对旅客生命安全至关重要

在大气层里，各种交通活动都是有法律管辖的，在道路上有交通警察管辖；在内河和领海内，有水上警察管辖；在空中，必须服从空管部门的管辖。那么在太空里，有没有交通警察呢？

应该说，这是个空前复杂和棘手的问题。太空是人类公地，不是某个国家的主权范围，所以任何国家也不能单独设立太空警察。美国当然很想把太空管起来，可是其他国家都不服。其实这个问题在地球上也没有彻底解决。在公海上，就没有交通警察一类的机构。所以针对海事问题，人类设立了非常复杂的法律管辖模式，却从来都没能消除法律纠纷的产生。

那么，如何建立空间交通管理的日常执法制度，就是第三个重大问题。

谁给“清道夫”发工资？

在马路上，如果发生了交通事故，会有路政部门来处理，把车辆残骸和碎片都清理干净。但是在太空，目前还没有这个服务。这就是空间交通管理的第四个大问题。

虽然有不少企业和政府正在开发相关技术，但是谁来为空间垃圾清运付钱，这个问题还没有充分解决。作为世界上最大的太空垃圾制造者，美国最大的问题是，总想要权力却不想承担义务。不但如此，美国政府更倾向于把这件事变成一门生意。

这种差劲的行为，连美国专家自己都看不下去了。2022年1月，一位叫做达伦·麦克奈特的国际宇航科学院空间碎片委员会成员表示，美国航天部队为碎片清理技术提供资金的举措值得称赞，但远不足以解决对航天业构成的严重威胁。 达伦·麦克奈特自己开办了一家公司，叫做LeoLabs，自己拥有一套地基雷达，用来监测近地轨道上的航天器。他说，美国打算把太空垃圾作为一个几十年后的问题来处理。事实上，卫星与太空垃圾碰撞的风险正在迅速增加。麦克奈特说，欧空局和日本宇宙航空研究开发机构已经行动起来了。欧空局已经和ClearSpace公司签订了一份合同，价值1.04亿美元，2025年就要发射一颗轨道垃圾清理卫星。日本的动作更快，选择了Astroscale公司，打算2023年就把一颗清理卫星送入轨道。这颗卫星针对性很强，它不会跑到太高的轨道上去，而是会重点关注比较低的轨道，专门查找那些耗尽燃料、停止工作的火箭上面级。

当然，也有一些美国学者提出了有价值的想法。他们认为，太空垃圾这种东西，应该采用“谁污染，谁治理”的方式，特别是星链这样的超级星座，应该在部署卫星的同时，同步发射一些处理报废卫星的机器人，随时可以把报废的卫星拖进大气层烧毁。特别是当卫星开始成批次退役的时候，这种机器人的效率就充分表现出来了。

这仅仅是目前我们能认识到的空间交通管理问题的一些方面。我们相信，随着有关研究的不断深入，暴露出来的问题会更多、更复杂。但是空间交通管理体系是必须建立，也一定会建立起来的，如果做不到这一点，人类就没有什么星辰大海的未来。