美国空间碎片减缓机制最新进展及对中国启示*

彭亚媛,孙洁

(江苏大学法学院,镇江 212013)

1 引言

美国作为当今世界航天技术最尖端、航天产业化程度最高、立法最为成熟的国家,凭借其先进的空间碎片减缓技术和成熟的空间碎片监管法律体系,一直处于国际社会的领先地位。在国内层面,美国高度法制化的监管机制独具特色。在国际层面,美国坚持推进空间碎片减缓国际化建设,联合俄罗斯、欧盟等建立机构间空间碎片协调委员会(IADC),并颁布空间碎片减缓指南,以巩固其国际空间碎片减缓的领导力。当前,美国正积极推动空间碎片减缓机制的创新,围绕空间碎片减缓新问题提出碎片减缓新方法、新举措。

中国也一直积极开展空间碎片治理研究。本文依据项目开展的时间主线,就空间碎片减缓机制,提出保障机制、准入机制、预防机制、治理机制和责任机制五个方面。但是,对于私人实体的责任以及空间碎片减缓配套措施的关注仍不够,研究仍有空白。有鉴于此,本文拟通过研究美国空间碎片减缓的最新进展,为我国空间碎片减缓的下一步举措提供建议。

2 美国空间碎片减缓的基本原则

空间碎片减缓机制,旨在利用技术手段以及法律规制来减少空间碎片产生。美国早期的空间活动,在外空留下大量空间碎片,伴随着空间活动的深入,美国认识到空间碎片堆积对空间环境与空间安全的威胁。出于维护空间活动可持续发展的目的,美国较早地开启空间碎片治理道路。美国空间碎片减缓活动围绕预防、经济、国际合作、美国利益优先等原则开展具体活动,旨在保护空间环境、维护空间活动安全,实现空间的可持续发展。

2.1 预防原则

预防原则,指通过采取预防措施,减少空间碎片的产生。预防原则是美国开展空间碎片减缓活动的主要原则。理想的空间碎片减缓模式包括空间碎片预防以及空间碎片补救。空间碎片预防面向未来,旨在从空间碎片源头进行规制,减少空间碎片的产生;空间碎片补救则更注重现实,从清除空间碎片、移除在轨退役卫星等方面开展,更具有直接性,也对国家的空间技术提出较高要求。空间碎片清除活动本身极具危险性,常被挂上军事标签,被国际社会所抵制;在空间碎片清除过程中也常涉及国家主权、侵权责任、知识产权等争议。相比之下,进行空间碎片预防更具可行性,适合美国进行空间碎片治理的紧迫需要。美国在预防原则的指导下积极开展空间碎片减缓活动。美国《国家环境政策法》明确规定美国应保护环境免受公共和私人危害。美国也围绕该原则颁布了一系列具体文件:美国《轨道碎片计划》(以下简称《计划》)是美国国家航空航天局(NASA)轨道碎片计划办公室就空间碎片问题发布的介绍,《计划》明确预防理念的地位,提出“预防”大于“治疗”;美国将碎片预防上升为国家政策,在2020年美国《国家空间政策》中强调要以最大限度地减少空间碎片为工作重点;美国也围绕空间碎片缓解制定《轨道碎片减缓标准做法》(以下简称《做法》),从碎片可能产生来源出发,进行具体规定,限制空间碎片的产生。美国联邦法规也在对各机构开展空间活动进行规定,明确应保护太空环境,进行空间态势感知或采取相应的缓解措施避免对环境造成污染。

2.2 经济原则

经济原则指以较低成本投入获得较高的收益。经济原则是美国空间活动的制度性原则,暗含在美国国家空间政策之中。《美国法典》中明确指出美国要求政府尽可能地寻求和鼓励对太空进行最充分的商业利用,充分挖掘太空的经济价值。在经济原则指导下开展碎片减缓活动更能够符合美国利益,有利于美国空间活动的可持续发展。

经济原则贯彻在美国空间碎片减缓行动中,具体可以体现为美国在规范文件中强调“最佳做法”、坚持更新空间碎片减缓标准以适应发展状况、引导私人实体开展空间碎片减缓活动。最佳做法是经济原则在美国空间碎片减缓各类文件中的体现。最新颁布的《国家空间政策》中明确指出按照飞行任务的要求与成本,进行碎片减缓工作。一直以来,美国都坚持主张在实现预定目的的同时,结合国际减缓标准、现实技术以及经济成本,寻求实现治理空间碎片良好效果的最佳措施,实现最大的效益。如碎片减缓的“25年规则”,实现卫星任务后留置轨道不超过25年,这是经过评估后最能平衡经济成本与减缓效果的措施。其次,在经济原则的指导下,美国的碎片减缓标准也在不断更新,以更为先进的政策、法律规范适应不断更新的空间技术以及多变的国际局势,确保减缓举措永远符合“最佳做法”的要求。此外,美国也以经济利益引导私人实体开展空间碎片减缓活动,通过提高卫星准入条件,增加私人主体参与空间活动的经济成本,督促私人主体提高碎片减缓能力,完善应对方案,更好地实现空间资源的有效分配。

2.3 国际合作原则

国际合作原则指在空间活动中,各国加强国家间空间活动合作,共建、共享空间环境。国际合作原则是国际法的基本原则,是实现外层空间和平发展的必要准则,有利于实现国家间的资源共享。国际共同治理是空间活动发展的必然趋势,各国也都基于此共识开展空间活动。外层空间属于公共领域,各国不能主张主权。对于空间治理,不是各国单独的责任,也不是一个国家的力量所能够实现的,而是依赖于各国的共同努力。加强国际合作有利于各国共同治理外层空间,实现治理效果最大化。美国依赖国际合作,通过在国际合作中起主导作用,掌握国际话语权,维护其领导地位。

美国在开展空间治理活动中积极主张鼓励他国一起进行空间碎片减缓活动,加强国际间合作。《美国法典》中指出美国航空和航天活动以与其他国家或国家集团在航天工作以及和平应用航天成果的合作为目标之一。《国家空间政策》中明确指明美国空间活动的目标之一为领导、鼓励、扩大国际合作,美国在实践中也一直深入贯彻该原则。2014年,美国战略司令部与欧洲航天局签署规避空间碎片合作协议,明确两国共享空间碎片数据库,以获得对空间更为全面的探测结果,更好地实现对空间碎片的监测管理,进而开展碎片减缓活动。2021年最新颁布的《国家轨道碎片研究与发展计划》也强调加强美国与国际伙伴之间的合作,以协调资源,共享数据、技术发展,共同应对空间碎片管理带来的挑战。

2.4 美国利益优先原则

美国利益优先原则,指在美国开展空间活动中,以实现美国利益为主要目的。美国利益优先,是美国开展空间活动的根本原则。利益是美国开始空间活动的出发点。首先,治理外层空间碎片是美国应尽的责任,美国对地球轨道碎片也附有压倒性责任,现存空间碎片中有27.5%来自美国的空间活动,美国也是空间治理活动的最大受益者。美国作为拥有世界上最成熟的商业航天工业以及先进航天技术的国家,相比于其他国家是最能够从空间活动中获得经济、政治、社会价值的。美国空间活动的主要目的是维护其空间大国地位,保持其在空间活动的国际影响力。虽然美国对外宣称其开展空间治理活动、主张保护空间环境是为了维护各国的共同利益,但基于发展历史以及现实实践,可以看出美国在空间治理活动中,其目的仍在于维护美国的大国地位。美国利益优先隐含在美国的基本空间政策中:《美国法典》明确指出为美国的福利和安全而开展航天航空活动,开展航空和航天活动目标之一在于保持美国在航天和空间科学技术领导者的地位。在政策方面,2020年《国家空间政策》中明确指出美国在实现领导、鼓励和扩大相互间的国际合作这一目标时,应保护美国及其盟友和伙伴的利益、推进美国的利益和价值观、并加强获得空间衍生信息和服务的机会。

在实践中,美国在空间活动中也以美国利益优先为准则。在国内,美国联邦通信委员会通过了简化小卫星审批程序的文件。该文件针对满足特定条件的低轨星座放宽了审批要求,缩减了审批程序,大大便捷了美国公司的小卫星申请程序。美国放宽审批条件的目的在于激发美国商业卫星活动热情,维护美国在商业航天的领先地位。

在国际上,美国也在致力于通过引领国际标准的设立,以巩固美国航天大国的地位。美国最新修改的《轨道碎片减缓标准做法》(以下简称《做法》)就旨在能够为国际惯例的发展提供国际化标准。当前,国际上公认的空间碎片减缓文件是IADC颁布的《空间碎片减缓指南》和联合国和平利用外层空间委员会(COPUOS)的《空间碎片减缓指南》。COPUOS的《空间碎片减缓指南》是基于各国和相关国际组织减缓空间碎片的共识制定的减缓规范,并规定了7条空间碎片减缓准则;IADC颁布的《空间碎片减缓指南》近年来一直在更新,相比于COPUOS的《空间碎片减缓指南》,IADC的《指南》更具有体系化,它从范围、申请、术语、指导、缓解措施几方面进行了具体的规定,《指南》围绕近地轨道和静止轨道进行了详细的规定,扩展了空间碎片减缓的范围。美国的《做法》以这两个文件为基础,对空间碎片减缓的标准进行了更为具体规定,以符合美国的利益。《做法》采取的形式与COPUOS的《空间碎片减缓指南》相似,以“目的-措施”的形式进行了规定。同时,《做法》也超越国际规则,在内容和范围上进一步细化和创新,见表1。例如,将立方体卫星等新兴种类的空间物体纳入减缓对象之中,为国际标准的更新提供了基础。

表1 国际社会和美国空间碎片减缓文件对比Table 1 Comparison of international and U.S.space debris mitigation documents

3 美国空间碎片减缓机制最新进展

近年来,美国不断完善空间碎片减缓机制,推出了一系列新问题、新规范、新举措,如图1所示。

图1 美国空间碎片减缓机制发展Fig.1 Space debris mitigation mechanism development in the United States

3.1 美国空间碎片减缓工作的新问题

3.1.1 监管私人主体卫星发射活动

美国空间碎片减缓工作把监管私人主体卫星发射活动作为工作重点之一。美国空间活动开展初期,空间活动主体以军方为主,便于国家监管,也直接体现国家意志。伴随国家经济技术的进一步发展,商业航天逐步升起,卫星私人实体走入大众视野,在卫星通信以及商业遥感方面都有较为突出的成就,当前备受关注的“星链”星座计划就是由美国太空探索技术公司(SpaceX)发起。商业航天的兴起有效地分担了国家航天活动的压力,同时,也极大地增加了空间碎片减缓的压力,给美国空间碎片减缓工作提出了挑战。

美国采用分散型的行政监管模式,对于私人实体发射的卫星,主要由美国联邦通信委员会(FCC)以及商务部负责。二者职能有所不同。《通信法》(The Communications Act of 1934)赋予FCC对商业卫星进行监管的职能。FCC负责无线电通信,具体职能包括发放卫星发射许可证,同时也通过颁布规则对私人主体的空间活动提出减缓空间碎片的要求。《陆地遥感商业化法案》(Land Remote-Sensing Commercialization Act)则赋予商务部监管遥感活动的权力,商务部也颁布太空法规《私人遥感空间系统的许可》,对私人遥感活动进行监管。。

然而,法律并没有明确私人实体的空间碎片减缓义务。FCC仍主要停留在为私人实体卫星颁布许可证阶段,缺乏对卫星进入太空后的进一步监管。对于卫星运营商进行卫星活动的国内追责机制也存有空白。近年来,伴随私人主体卫星发射活动的增加,外空卫星大量部署,为外层空间留下极大的安全隐患。对私人主体空间活动进行监管成为美国的重要任务。当前,联邦通信委员会正在进一步规范商业发射活动,对商业卫星的准入条件进行规定,也正在考虑对于私人主体发射的卫星在外层空间造成损害的赔偿规则。

3.1.2 提高空间碎片减缓活动成效

美国正致力于提高空间碎片减缓工作效率。空间碎片减缓活动已经开展数十年,但减缓效果并没有达到理想状态。经过科学研究,IADC提出“25年规则”,即卫星在任务结束后在轨25年后必须立即脱离轨道,以此减少轨道碎片堆积。25年规则是综合经济成本以及减缓碎片效果提出的最佳实践。然而,各国以及各商业主体,无论是出于成本还是技术问题,真正遵守该规则的并不多,空间碎片减缓并没有达到理想的目标。经NASA评估,全球的遵守率只有20%～30%,远远低于减缓近地轨道碎片生成速度所需要的90%。投资与收入不成正比,也不符合经济原则的基本要求,不利于美国空间治理活动的持续发展。

3.1.3 规制立方体卫星空间碎片减缓活动

美国空间碎片减缓考虑将立方体卫星纳入特别减缓对象。立方体卫星是用来进行简单的太空观察和对地球大气进行测量的星标准立方体模块和其组合体的小卫星。当前,立方体卫星在小型空间项目中倍受欢迎,成为政府、工业、学术界的主要选择。第一,立方体卫星体型较小,可以依附于大型卫星一起发射进太空,部署较为廉价,相对于其他大型卫星,具有显著的经济优势。第二,伴随电子元件的小型化发展以及“拼车”发射机会的增加,立方体卫星发射也更为便利。由于立方体卫星体积较小,传统观点认为立方体卫星不具有危险,将其纳入空间碎片减缓广泛主体,进行概括性治理。但实际上,由于立方体常依附于卫星发射进太空,其本身没有推进系统,不具有可控性,这也直接带来立方体卫星运动的不确定性。伴随立方体卫星任务逐渐扩展到更大、更有能力的系统中,也对空间安全产生较大的威胁。官方数据显示,截至2021年1月,已有超过1350颗立方卫星成功进入轨道。立方体卫星在外空频繁、大规模的部署,大大增加了卫星间的碰撞危险,容易导致空间碎片的大量增加。因此,对立方体卫星进行特殊规制刻不容缓。

3.2 美国空间碎片减缓法律体系完善的新内容

3.2.1 FCC完善私人主体空间行动框架

FCC一方面提出规定私人实体的赔偿责任的设想,另一方面,也对私人实体发射卫星设立披露义务,完善了私人实体在空间活动的法律框架。为实现较好的治理效果,FCC工作重点之一是对私人实体卫星进行监管以减少空间碎片产生的可能。FCC通过设立空间碎片减缓规则为私人实体的空间行动进一步提出行动框架,一方面,FCC对私人实体赔偿责任进行具体的规定。2018年,FCC发布《新时代空间碎片减缓规则》草案,对争议性较大的卫星运营商的赔偿责任进行具体规定,拟制规则中要求被许可人赔偿美国政府根据国际外层空间条约对美国提出的任何责任索赔相关的费用,被许可人可以以自己的财产或者保险来支付,但由于该种赔偿责任大大增加了卫星运营商的经济负担,也因此受到了较大的争议,FCC也听取公众意见,暂缓该规则的通过,以综合评估私人实体和国家间的利益平衡;另一方面,FCC明确私人实体发射卫星的披露义务。2021年FCC最新的《新时代空间碎片减缓规则》,更新了轨道碎片减缓的有关规则以及申请要求,以确保委员会无线电通信工作的政策进行以及减少空间碎片的增长。新《规则》对卫星申请人的披露义务进行了进一步修订,要求卫星运营商披露规定领域的具体指标、卫星任务期间产生碎片的可能因素以及应对类似风险的措施、与其他航空器或系统协调、避免碰撞的计划等。规则的更新实现信息的透明公开,确保委员会和社会大众能够获得卫星计划,获得减少空间碎片产生的必要信息,以达到社会的共同监管。

概言之,联邦通信委员为私人实体的空间活动构建更为完善的框架。在探索对私人实体提出赔偿责任的同时,也旨在加强私人实体发射卫星的披露义务,从而促进空间碎片减缓信息的公开透明。

3.2.2 美国政府提出加强空间态势感知以及空间交通管理

美国政府正在加强完善空间碎片减缓配套措施,其中以加强空间态势感知和空间交通管理为主要内容。空间态势感知(SSA),指对空间环境以及空间活动依赖的操作环境的认知活动,SSA可以有效识别空间环境,对空间活动的安全性进行评估,为制定空间碎片减缓方案进行指导。同时,美国通过加强空间态势感知以及各国间感知数据共享,可以有效预测宇宙环境情况,避免太空物体相撞,减少空间碎片的产生。空间交通管理(STM)是指通过技术手段和相关监管规定,提升进入外空、在外空运行以及从外空返回地球过程中的安全性,从而避免物理或射频干扰的影响。进行空间交通管理可以有效提高外空活动的安全性、稳定性和持续性,可以通过对在轨卫星进行科学合理的部署,最大限度的减少卫星碰撞可能性,以减少空间碎片产生,保护空间环境,维护外层空间的安全。SSA是进行空间环境治理和空间交通管理的基础,而STM与空间碎片减缓又是相辅相成的,SSA和STM是构成空间环境长期可持续性的基础。

美国十分重视SSA和STM等空间碎片减缓的配套措施。理想的空间治理模式在于建立统一的空间交通管理秩序,对空间活动进行科学合理的规划,但出于技术限制以及当前国际合作程度不高的现状,这一设想并不具有现实性。在此背景之下,国家发展空间态势感知航天器、空间轨道管理尤为重要。当前,越来越多的国家和商业公司开始外空探索活动,卫星的大量发射增加空间轨道的容纳压力,也为卫星的追踪、区分、预测、规避提出挑战。为了能更加准确的探测外空环境,科学的部署卫星,保障太空安全,美国明确进一步推进SSA和STM科学技术,加大对SSA的投资,进一步获取更为先进的观测数据、算法、模型,提高空间态势感知的能力。2019年发布的《国家政策指令》提出将推进科学和技术研究,以支持SSA和STM,并明确指出美国应继续免费提供基本SSA数据和基本STM服务,制定STM标准和最佳做法以协调公共交通。2020年颁布的《国家空间政策》也明确为了提高空间活动的长期可持续能力,将继续提供基本SSA数据,并提供基本空间交通协调。

SSA和STM也是对国际合作原则的进一步推进。SSA、STM是空间治理的重要配套措施。能否实现良好的SSA和STM基于一国能否全面掌握外空数据。鉴于外层空间活动的较大难度,以及国家间空间竞争等因素的影响,一国数据很难对外空轨道环境等形成比较完整的认知。为了对外层空间形成一个宏观的认知,各国之间加强空间合作成为大势所趋。美国空间活动极具前瞻性,在政策上,积极鼓励各国间加强空间合作,实现数据共享;在实践中,也一直在加强与外国的合作;同时,美国空间政策指令也明确提出将继续向用户提供基本的SSA和STM的数据,以实现空间活动的安全、稳定、持久。

概言之,SSA和STM的加强进一步促进了国际合作,增加了国与国之间的活动透明度。美国积极加强空间态势感知和空间交通管理建设,建立空间碎片数据库,加强国际碎片治理的透明度以及信赖措施,有效减少错误决策或失误。

3.2.3 美国更新空间碎片减缓标准

2019年,美国政府更新了2001年发布的《轨道碎片缓解标准做法》,为空间碎片减缓活动提出了具体方案。《做法》是美国发布的技术性法律规范,对美国部门、机构的空间活动具有强制约束力。《做法》更新内容具体包括改进原始目标、明确特殊类别卫星空间操作方法以及额外标准做法。第一,更新后的《做法》从更多角度提出了预防碎片产生的方法,包括限制卫星与大型物体的碰撞、降低意外爆炸产生碎片的可能性、减少近地轨道碎片的存放时间等,同时也对卫星任务结束后的处置方法进行了规定,将原先的“25年原则”更改为“立即清除”。第二,美国创新性地提出储存轨道的概念,通过将卫星搬走、远离地球,保障地球同步轨道中卫星的正常运行。第三,鉴于立方体卫星给空间安全以及碎片治理带来的挑战,《做法》进一步将立方体卫星作为一种特殊的空间作业类别纳入其中,进行定量减缓,并针对立方体卫星的不可操纵性,对部署在不同高度的立方体卫星实行相应的管制规则,回应了当前针对立方体卫星的监管问题。《做法》的更新,适应当前空间碎片减缓技术的发展,从多角度提出减缓方法,有助于保障空间安全,实现空间活动的可持续发展。同时也为当前国际碎片减缓标准提出新内容,为国际空间碎片减缓标准的进一步更新提供参考。国际社会也可以根据美国新标准的实施结果,考虑下一步的减缓举措。

《做法》的此次更新是经济原则在空间活动中的具体体现。在经济原则的要求下,美国空间活动需要确保其经济效益,为此,美国也一直在追逐“最佳做法”,伴随美国空天地技术的发展,私人主体空间活动的增加等,美国也在根据其实际情况,对碎片减缓标准进行更新,以适应时代的发展。但是美国的此次更新并没有达到业界期待,有人指出新版的《做法》修改范围仍较为局限,未能有效解决空间碎片减缓面临的问题,见表2。

表2 美国现行空间碎片减缓法律文件Table 2 Current U.S.space debris mitigation legal documents

续表

3.3 空间碎片减缓工作发展的新举措

3.3.1 倡导卫星运营商主动减缓碎片

美国倡导卫星运营商主动开展减缓碎片,以呼吁、鼓励卫星运营商更加积极主动的参与空间碎片减缓活动,提高碎片减缓活动成效。基于技术及经济原因,过去20多年间,全球对空间碎片减缓规则遵守率较低,碎片减缓效果并不显著。对此,美国在空间碎片减缓活动中设立自愿性的主动清除碎片义务,以政策激励、技术发展带领卫星运营商更加主动、更加直接的开展减缓活动。首先,美国最新的碎片减缓指南强调卫星运营商的减缓主动性,鼓励卫星运营商可以超越25年规则,以对空间碎片进行处置。其次,美国积极进行碎片主动补救工作,进一步开拓空间环境治理新举措,倡导相关实体主动清理空间碎片,以缓解空间碎片堆积问题。此外,国家空间交通管理政策中也明确表明美国将主动清除碎片作为必要的长期方法,以确保空间活动的安全。

美国在积极贯彻预防原则减少空间碎片产生的同时,也在积极加强自身空间碎片减缓能力。一是美国积极提高官方机构空间碎片减缓能力,其中以NASA为例,NASA当前正致力于通过提高自身技术来丰富碎片减缓方法、提高减缓效果。NASA正在进行机器人加油技术的研究,拟通过提供额外的燃料来延长卫星任务,重新定位或进行卫星离轨,以此减少空间碎片的产生,保护太空活动安全进行。二是通过调整规则,提高碎片减缓效果。FCC也通过附加条件放宽小型卫星准入条件,鼓励私人实体主动开展空间碎片减缓技术研究,加强对运营轨道卫星的后期监管,更加高效地开展空间碎片减缓活动。

3.3.2 利用算法进行碎片评估

碎片评估可以有效地帮助预测发射风险,为部署最佳做法提供参考。碎片评估机制以评估软件为核心,旨在通过对轨道碎片环境进行观测,利用建模以预测碎片产生的可能情况。美国碎片评估最早可以追溯至1996年轨道碎片办公室发布的第一个碎片工程模型,该模型被国际社会广泛运用,被证明是低轨航天器运行以及碎片测量和观测的重要评估工具。由于国际社会空间活动日益增加,空间轨道环境不断变化,碎片评估软件也要进行更新。为了进一步实现空间碎片的预防以及监管,美国正在积极构建一套与现实空间环境相符合的碎片评估机制,以更好地进行空间碎片治理工作。通过有效预测空间碎片产生的可能性,指引相关机构、卫星运营商进行进一步的安排部署。

美国也积极建立评估体系,NASA发布的NPR 8715.6中明确要求每一个项目都需要对产生碎片的可能性进行评估,内容包括正常作业时释放碎片、爆炸和故意破裂产生的碎片、在轨碰撞产生碎片、空间结构物的后期处置大气再入幸存碎片等。但该文件效力有限,只能够约束NASA的空间活动项目。当前美国碎片评估机制以评估软件为核心,物体再入生存分析工具(ORSAT)为辅,建立能够全球性使用的分析工具为目的进行全球化发展。2020年8月,NASA最新发布的碎片评估软件(DAS),包含了最新的NASA轨道碎片工程模型,可以供全球卫星所有者和运营商使用,评估任务是否符合轨道碎片缓解指南和最佳实践。虽然美国设立的碎片评估机制并无强制约束力,但基于其带来的减缓效益,美国也鼓励他国使用。

3.3.3 加强空间态势感知体系建设

空间态势感知是实现空间交通有效管理的基础,空间交通管理依赖SSA提供的太空数据进行规划、指引。然而当前国际社会并没有一个统一的空间态势感知体系。各国都在发展其自身的空间态势感知系统。美国在此领域一直走在国际前列,一直将空间态势感知视为巩固其空间大国领导地位的重要基础,掌握着当今最先进的空间态势感知系统,设立有最大的雷达网络,并有最为完善的太空物体目录。

迈入新太空时代,美国也在针对空间治理完善现有体系。过去,美国空间态势感知数据由美国太空司令部控制,进行空间态势感知的卫星也主要由国家发射,美国太空司令部掌握美国空间数据。随着商业航天的兴起,近年来越来越多的私人主体参与到空间态势感知数据共享之中,私人实体也在着力建立其自身的空间数据库,给美国带来巨大的经济效益,也分担了美国官方的空间活动压力,为美国在空间活动中维持其领导地位起到重要作用。2019年,美国空间政策指令-3将空间态势感知的职能由国防部转为商务部。空间态势感知呈现民用化、商业化的发展趋势,不再为国家军方所垄断。

4 美国空间碎片减缓机制对中国启示

4.1 中国空间碎片减缓机制现状

中国作为负责任的航天大国,一直参与国际碎片治理活动。当前,中国空间活动主要由国家航天局、国家国防科技工业局(以下简称国防科工局)和军队负责。对于空间碎片治理,则主要由国家航天局、国防科工局负责,如图2所示。中国一直在加强空间碎片减缓配套措施工作,2015年,中国国家航天局成立空间碎片监测与应用中心,负责中国空间碎片监测、预警,应对突发事件以及国际合作。同年,国防科工局印发了《空间碎片减缓与防护管理办法》,为中国空间碎片减缓活动进行更为具体的规定。2016年,国防科工局发布《民用卫星工程管理暂行办法》,对民用卫星的发射到退役进行全方面规范。中国也积极进行国际化建设,2005年中国国家航天局加入空间碎片减缓委员会,参与国际碎片治理。国防科工局设立了空间碎片专家组,针对空间碎片治理进行专项研究。多年来,中国空间碎片治理技术也得到显著提高。

图2 中国空间治理机构职能分配Fig.2 Allocation of Chinese space governance functions

当前,中国空间治理仍存在较多不足。一是中国仍没有一部具体的航天法,航天活动主要依赖行政法规或政策文件规制,当前生效的《空间物体登记管理办法》《民用航天发射项目许可证管理暂行办法》《空间碎片减缓与防护管理办法》等多属于部门规章文件,级别效力较低。二是国家缺乏统一的航天战略,大多依赖宣示性文件叙述航天活动计划,如2020年的《航天白皮书》,其指出要实现外层空间的可持续发展,进一步贯彻空间碎片减缓举措,但宣示性文件并无法律约束力,不能为空间活动的进行提供有效规制。三是中国空间碎片减缓面向对象也过于单一,仍以国家机构为主体,与当前商业航天发展的局势不相符合。四是中国空间管理机构之间存在职能重叠问题,不能有效协同治理。因此,批判地借鉴美国的先进经验有助于中国完善现行空间碎片减缓机制,进一步发展空间治理工作。

4.2 美国空间碎片减缓最新发展对中国空间碎片减缓机制启示

4.2.1 提高国际空间碎片治理话语权

当前国际社会尚无国际公约来直接规制空间碎片,主要依靠指南和建议等国际软法对各国进行指导。中国暂无国际空间碎片减缓的国际义务,但一直将治理空间碎片视为自身责任,国家航天局局长曾指出中国作为一个负责任的航天大国,一直高度重视空间碎片问题。

中国可以呼吁国际合作,通过空间碎片治理服务于“太空丝绸之路”的建设,从而提高空间碎片治理的国际话语权。当前,针对空间碎片减缓问题,国际社会的主要应对措施仍然是从碎片源头着手,限制碎片的产生,然而根据当前空间碎片情况,单纯依赖碎片的预防并不能有效缓解太空治理压力。近年来,美国等大国提出空间碎片主动清除,拟通过移除或转移在轨卫星以有效减少空间碎片,但基于清除面对的法律争议、技术限制,该想法并未得到有效实施。目前,中国空间碎片主动清除是处于一种技术先于规则的状态。例如,2021年10月24日,中国成功发射实践二十一号卫星,该卫星主要用途在于验证清除太空碎片的相关技术,将为空间碎片主动清除提供经验。但是,中国空间碎片清除的技术优势,还没有转化为规则优势,“制度输出”能力较弱。过去,中国凭借先进的卫星技术,向“一带一路”国家交付了“老挝一号”、“亚洲九号”等数十颗在轨卫星。而现在,随着商业卫星日益增多,太空交通秩序也日趋拥挤。未来,国际合作将成为主流,一方面清除太空垃圾减少国家之间的冲突,从而维护太空交通秩序,促进各国卫星事业有序发展;另一方面也有利于中国空间碎片减缓技术“走出去”,通过技术贸易和产能合作推动“太空丝绸之路”深化发展。

4.2.2 完善中国空间碎片减缓法律体系

中国需要一部统一的《航天法》规范空间活动,统领中国空间碎片减缓活动。当前的空间活动主要以政策为引领,对比美国采用“法律-政策-技术法律规范”的三级法律体系,我国在法律以及技术性法律方面都有缺失,需要进行完善。

第一,在立法上需要颁布一部中国的《航天法》,对空间活动的基本原则内容进行规定。可以结合当前国际空间治理的基本原则,以及美国的空间立法原则,在立法中明确预防原则、国际合作原则等概念,为空间碎片减缓活动的开展提供立法支持。中国也应当在立法的基础上,利用政策等形式对空间碎片减缓提出更为具体的要求。中国可以从空间活动进程的阶段出发,对项目准备阶段的准入机制、项目运行阶段的预防机制、治理机制和善后阶段的责任机制进行规定。为卫星运营商开展空间碎片减缓进行明确的指引。此外,在当今全球化进程中,中国也应当紧密参与国际活动,共同遵守国际条约。当前太空活动规制以国际软法为主,不具有法律强制力,为了确保国内各组织对国际软法的遵守,中国应推动国际软法国内化,具体落实到国内法执照,可以结合国际电信联盟出台的《国际电信联盟对地球静止轨道环境保护的建议书》,对国内地球静止轨道卫星任务后处置方式进行具体规定,保护地球静止轨道环境。

第二,在技术性规范上,中国也存在空白。对于空间碎片减缓,中国没有一部具体的技术规范性文件对减缓标准、减缓方法进行规定。为实现空间治理国内与国际相统一,中国可以将当前国际社会广泛认可的IADC颁布《空间碎片减缓指南》和COPUOS颁布的《空间碎片减缓指南》作为基础,结合发展现状,建设自己的空间碎片减缓标准。可以借鉴文件的基本形式,从近地轨道和静止轨道两方面出发,对空间碎片减缓的措施进行规定,同时也应当积极学习美国,结合自身技术以及发展形式进行创新,构建国际性的碎片减缓标准,开拓空间碎片减缓新做法,出台具体的评价标准等。

第三,在机构设置上,《航天法》应当明确机构职能。当前中国航天管理机制呈现出军民交叉、多部门介入的特征。航天法在规定管理体制上也应当以现有体制为基础,进一步查缺补漏进行调整,明确“决策机构-管理机构”的机制设置。对于管理机构职能,应当进行分割,避免职能重复。可以继续当前的机构设置,但应明确区分军民用途:国家航天局负责民用航天管理和国际空间合作,国防科工局则将重点放置于军民航天的衔接之中,军队相关单位主要负责管理军用航天活动。

4.2.3 加强私人卫星的空间碎片监管

当前,国际社会并没有明确各个国家参与空间碎片减缓的义务,空间碎片治理仍主要由软法进行规范,但也正在向制度化、法律化发展。伴随着外层空间逐步占据战略地位,其发展关系着中国的航天事业和国家安全。中国作为航天大国,也应当自愿积极主动地参与空间碎片治理工作,在空间治理中占据主动乃至主导的地位。

中国应加强对私人实体卫星活动的监管。私人实体卫星大量进入太空,极大增加了空间轨道资源压力,提高空间碰撞危险,容易造成空间碎片的进一步泛滥。近年来,中国一直在加强商业航空的探索,2019年,民营企业星际荣耀成功发射“双曲线一号遥一长安欧尚号”运载火箭,实现民营运载火箭零的突破。伴随中国商业空间活动的深入,商业卫星在外空大规模部署,极大增加空间碎片产生的危险,进行商业空间活动监管刻不容缓。

当前,中国对私人主体发射卫星产生的空间碎片的监管存在欠缺,可以进行立法或颁布政策鼓励商业主体参与减缓空间碎片活动。2019年,国防科工局等单位颁布《关于促进商业运载货架规范有序发展通知》,提高商业卫星的空间准入条件。中国可以借鉴美国FCC经验,结合现行的空间碎片减缓国际标准,明确商业卫星运营商的披露义务,从碎片产生可能性评估到碎片产生应对机制,提高商业主体应对空间碎片能力,同时,也要充分考虑到中国的商业航天发展仍不充分的情况,无论是技术支撑还是管理规范都存在不足。对于商业主体设立减缓义务应逐步推进,适应商业航天的发展,国家可以进行必要的技术和资金支持,更好地实现对空间活动的监管。

同时,可以利用经济激励手段推动私人实体对空间碎片的治理。商业卫星在国家发展中有其独特价值,长久以来,空间活动单纯为国家活动,这也给国家带来较大经济负担。商业主体具有逐利性,其不可避免地倾向于保持低成本,因此,在私人主体空间活动的竞争之中,可以有效避免资源浪费。中国应当充分挖掘利用这一特点,开展国家卫星与私人卫星并行发展,实现空间治理新局面。然而,不同于美国较为自由、开放的商业航天市场,中国对于商业航天准入较为严格,航天活动对技术以及资金的高要求也让很多企业望而却步。可以在原有的国家主导模式下探寻市场化发展道路,如政府和社会资本合作(PPP)模式,坚持国家与商业实体共建共享。在经济上,国家可以通过财政激励、政府投资等措施对相关企业进行经济支持;在技术上,鼓励军民两用技术双向转移,从而为私人实体参与到空间碎片减缓活动提供技术支撑。

4.2.4 完善空间碎片减缓配套措施

空间碎片减缓以控制碎片数量为核心,理想的空间治理模式由空间碎片减缓、空间碎片补救两个板块构成,辅助以空间态势感知以及空间交通管理。为最高效地进行空间碎片减缓工作,中国需要进一步完善空间碎片减缓配套措施,完善空间治理体系,加强空间态势感知和空间交通管理建设。当前,中国空间态势发展仍处于较低水平,虽然设有专门的监测中心,但监测仍停留在陆地平面,不能对外空形成一个整体认知。建议进一步加强空间态势感知建设,完善空间态势感知数据库,同时也要加强国际间合作,促进国际间数据共享。其次,加强空间交通管理建设,在国际碎片治理中占据领导地位。此外,空间交通管理在国际上仍未形成一个较为完善的机制,中国在完善自身空间交通管理的同时,应当充分发挥大国作用,坚持全球命运共同体理念,引领国际社会建立统一的空间交通管理机制,实现外层空间的和平、持续发展。

5 结语

美国作为航天大国,在空间碎片减缓方面具有借鉴意义。近年来,美国空间碎片减缓机制也有新进展。第一,根据空间活动现状,提出对私人实体卫星进行监管、提高空间碎片减缓成效,对立方体卫星减缓活动进行特殊规制等碎片减缓新问题。第二,进一步完善碎片减缓法律体系,更新了空间碎片减缓标准,完善了私人实体卫星空间行动的框架,提出加强空间碎片减缓配套措施建设。第三,发展碎片减缓新举措,倡导卫星运营商积极进行卫星碎片减缓工作,构建新的碎片评估算法鼓励全球使用,加强空间态势感知体系建设,进一步引领国际碎片治理方向。

中国可以借鉴美国碎片减缓的先进经验,更加积极主动参与国际空间治理。首先,进一步完善空间碎片减缓法律体系,颁布《航天法》,明确机构职能,弥补技术性法律规范的空缺。其次,加强空间碎片减缓配套措施建设,完善空间态势感知以及空间交通管理,为空间碎片减缓营造良好的技术环境。再次,加强对私人实体卫星的监管,充分利用市场机制推动私人实体对空间碎片的良好治理。最后,积极提高国际空间碎片治理话语权,以更加主动直接的姿态迎接碎片治理挑战,以期更好地实现轨道碎片治理工作。