空間碎片清除商業運營模式初探

王邵飛 （中國運載火箭技術研究院研究發展中心）

空間碎片清除商業運營模式初探

Primary Study on Commercial Models of Space Debris Removal

王邵飛 （中國運載火箭技術研究院研究發展中心）

空間碎片關系到人類外空活動的長期可持續性發展，在國際空間活動中，大部分國家都已將空間碎片治理作為一項重要的國際義務，從關鍵技術、國際合作、商業運營等方面探索解決空間碎片問題的可能途徑。中國作為負責任的航天大國，承諾控制和減少空間碎片，并不斷嘗試突破空間碎片清除技術。2016年6月25日，長征－7運載火箭首飛成功，其上搭載的傲龍－1飛行器引起國內外廣泛關注，標志著我國在空間碎片清除方面邁出了重要一步。各國目前都致力于空間碎片清除的技術突破、國際合作平臺搭建、國際規范制定等主要工作，在商業開發方面仍處于探索時期。本文通過分析空間碎片清除的商業運營關鍵因素，對比國際海底區域的“平行開發制度”、全球碳排放交易市場的運營模式，初步提出空間碎片清除的“三步走”商業發展模式，即“建立國際基金—構建規則體系—依托專業公司”，為空間碎片治理由技術開發推向市場應用提供參考。

1 空間碎片治理的現有國際機制

聯合國和平利用外層空間委員會（UNCOPUOS，簡稱聯合國外空委）為規范空間碎片清除活動，成立了專門工作組致力于建立外層空間活動長期可持續準則，發布了一系列政策文件，通過國家間簽署共享空間態勢感知數據協議實現對空間碎片的監測預警，嘗試將國際合作作為空間碎片減緩的重要途徑，并試圖通過簽訂國際條約、雙邊與多邊協議以及國內立法等途徑，形成有效的共同治理機制。

空間碎片減緩的國際法律框架

空間碎片減緩是太空環境治理的重要議題。在現行國際法框架內，太空環境保護與治理作為一項重要的原則，被明確寫入國際條約與其他國際間多邊與雙邊協議中，為空間碎片減緩提供了國際法基礎與依據。目前空間碎片減緩的國際空間法律法規主要有3個層次。①聯合國層面，5個外空條約都有條文要求保護外空環境，這為共同治理空間碎片問題提供了基本法律框架；②國家間、區域間國際組織層面，機構間空間碎片協調委員會（IADC）通過《空間碎片減緩指南》，英、法、德、意與歐洲航天局（ESA）簽署《緩減空間碎片歐洲行為準則》，ESA制定《ESA機構項目的空間碎片減緩要求》等；③國家層面，一些國家也制定了自愿減少空間碎片措施的政策法規。

空間碎片治理專門機構

從競爭力和成本效益的角度考慮，盡管航天產業界認為空間碎片治理工程會產生束縛，但出于政治意愿和維護人類共同利益，許多國家仍然積極推動空間碎片減緩，成立專門機構開展實際工作。1993年成立的機構間空間碎片協調委員會，目前包括中國國家航天局（CNSA）、ESA、印度空間研究組織（ISRO）、日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）、美國航空航天局（NASA）、俄羅斯聯邦航天局（Roskosmos，2016年1月改為俄羅斯航天國家集團）等12個正式成員，在促進成員航天機構間空間碎片研究、提供合作機會、提出碎片減緩備選方案等方面發揮著積極作用。由英、法、德、意等國航天機構與ESA共同組建的歐洲空間碎片減緩工作組（EDMSWG），在應對空間碎片問題、確保歐洲航天項目的順利實施方面發揮作用。其他一些國家也成立空間碎片專門管理機構，使國家間空間碎片的國際合作有了實體依托，有利于促進空間碎片國際合作的開展。2015年6月，中國航天局空間碎片監測與應用中心掛牌成立，該中心致力于開展以下工作：①空間碎片和近地天體監測系統規劃論證、總體方案設計和能力建設等相關工作；②空間碎片和近地天體跟蹤監測、風險研判和應急聯動的日常運行保障以及突發事件應急響應；③空間碎片數據信息的共享和應用，建設和維護空間碎片自主編目動態數據庫工作；④空間碎片數據信息的國際交流與協調聯絡，支撐開展空間碎片戰略規劃、技術發展和法律規范等研究工作。

空間碎片監測與數據共享機制

空間態勢感知系統在空間碎片監測、預警工作中發揮核心作用，通過聯合建立空間態勢感知網絡可實現優勢互補、降低成本。歐盟于2013年7月提交的一項議案中決定建立自己的空間監測網絡，這項計劃將以法國與德國的空間監測合作為基礎，擴展成為歐洲空間態勢感知網絡的核心，旨在幫助歐盟成員國投資研發空間監測與跟蹤網絡，識別間諜衛星和近地目標，幫助衛星運營商避免與軌道碎片發生碰撞，在航天器燃料耗盡或其他物體進入地球大氣時及時預警，實現保護歐盟空間關鍵基礎設施的目的。美國已建立了最為完備的空間態勢感知能力，利用各國對空間資產安全的關切，積極推行“空間態勢感知外交”，通過有選擇地向盟友國家公布搜集到的空間態勢信息，吸引和拉攏國際政治盟友，進而達到壟斷國際空間事務話語權的目的。美國于2011年出臺的《國家安全空間戰略》呼吁加強與其他國家的合作，以此達到拓展能力、共同承擔空間活動成本與風險的目的，共享軌道環境數據以防止事故、誤解與不信任。2012年5月，美國與加拿大簽署了一份5年期協議，將共享軌道監視數據，并確立一個商討長期協議的合作框架；2013年3月，美國與日本簽署了空間態勢感知信息共享協議；2013年4月，美國國防部與澳大利亞國防部簽署了空間態勢感知備忘錄。

2 空間碎片清除商業運營的關鍵因素

目前各國空間碎片治理的熱點主要集中在關鍵技術研發、國際規則制定等方面。未來要真正解決空間碎片問題，需要深入論證空間碎片商業運營涉及到的關鍵因素。以下對空間碎片清除商業運營需要考慮的相關因素進行了詳細分析。科學論證這些要素，對構建切實可行的空間碎片清除國際制度至關重要。

關鍵技術模式

目前空間碎片清除的概念和技術研究發展迅猛，并由概念設想逐步走向工程實際應用。美國于2010年公布了空間碎片清除技術驗證項目—電動碎片清除器。日本正在研究一種演示驗證主動清除空間碎片技術的微小衛星系統—空間碎片微型清除器。德國和法國也都在開展空間碎片清除技術的相關研究。中國作為外空條約的簽署國，承諾控制和減少空間碎片，并不斷嘗試突破空間碎片清除技術。2016年 6月25日，長征－7首飛成功，其搭載的傲龍－1入軌后，利用其機械臂圓滿完成低地球軌道（LEO）空間碎片主動清除在軌試驗驗證，標志著我國在空間碎片清除方面邁出了重要一步。

據權威發布，空間碎片清除通常可分為接觸式和非接觸式兩種。一種為接觸式主動清除，就是通過追蹤衛星與目標的直接作用實現離軌，主要包括空間機器人清除、飛網抓捕、電動繩系等。另一種為非接觸式主動清除，就是通過間接作用實現空間碎片清除操作。主要包括激光清除、泡沫清除、充氣膨脹方法等。其中，激光清除分為地基和天基兩類，都是采用高功率密度激光輻照碎片，利用產生等離子體的反沖作用，改變碎片軌道高度，加速空間碎片隕落，實現主動清除。

所有權與國際責任

根據《外空條約》中規定的各國開發利用外空活動的基本原則，空間碎片治理中應充分論證空間碎片的所有權與國際責任承擔的問題。

（1）空間碎片所有權

空間碎片所有權是解決空間碎片清除問題的核心要素。通常意義上講，所有權國應有權處理其空間物體，也可授權其他國家移除該空間物體，但不得妨礙第三方；任何國家不經授權不得隨意移除別國空間物體；不明所有權的空間物體應當由外空委等相關機構協調其移除問題。但是，如果按照“誰產生誰清理”原則，空間碎片的制造者又難以確定。因為這涉及到發射登記國、空間物體的使用國、運載器制造國以及空間物體的所有國等主體，究竟哪個主體應當承擔空間碎片的清除責任，分歧依然很大。

（2）主動清除的權利和國際責任

主動清除任務本身與傳統的空間物體自身鈍化離軌等技術手段不同。盡管空間碎片清除旨在清走太空垃圾，但這一活動本身也可能導致其他損害。1972年《責任公約》規定了空間損害的絕對責任，這要求國家對其空間物體造成的損害承擔責任并不以國家具有過錯為前提。因此，空間碎片清除飛行器的所有國應該為主動清除空間碎片過程中可能造成的損害承擔絕對責任，確保不得威脅到第三方空間資產或產生新的碎片。如果移除過程中因不可抗力（如空間天氣）造成第三方損失，應由實施者負責賠償。

（3）如何分配空間碎片清理后的軌位資源

無人認領與承認所有權的空間碎片，可以“誰清除誰擁有”或“誰清除誰優先占用”為原則，以鼓勵從事空間碎片清除活動的組織或國家。有國家宣布所有權的空間碎片的清除權利，可遵循“誰產生誰清理誰擁有”的原則。國際海洋法中的國際海底區域制度中的“平行開發原則”可為空間碎片國際清除制度提供參考。“平行開發制”是《聯合國海洋法公約》中規定的關于國際海底區域自然資源開發的一種制度。具體方案為，一方面，由聯合國國際海底管理局企業部開發，它可以直接牽頭把有錢的企業或者個人組織起來，自己動手開發；另一方面，由締約國及其自然人和法人與管理局以協作方式開發，申請人須向管理局提出兩塊經探明的具有同等商業價值的海底區域，由管理局選定一塊為保留區，該區域由管理局企業部開發；另一塊為合同區，由申請人開發。空間碎片清除規則可以借鑒這一思路，即可以同時提出清除兩塊“無主”空間碎片，并在清除后無償獲取其中一塊碎片所占有的軌位資源。

成本與效益

從全球范圍來看，空間碎片清除技術目前還處于技術驗證階段，尚未進入商業應用階段。一旦投入商業化運營，需要降低清除的成本，特別是要實現國際專業公司化運營，更要充分考慮成本與效益的因素。空間碎片治理的費用，主要包括衛星防護措施、增加公共空間與軌道碎片清除費用。對每個國家來說，空間碎片清除能力代表著空間技術與經濟實力。目前，空間碎片清除的交易市場尚未形成，相關制度可參考全球碳排放交易市場的方式，借鑒引入《京都議定書》的聯合實施機制（JI）、清潔發展機制（CDM）、國際排放權貿易機制（IET），以促進國家間空間碎片的治理合作。

體制與機制

科學的國際價格體系是形成健康、可持續的空間碎片清除交易市場的基礎。軌位資源作為一種公共資源，其重要性和經濟價值越來越受到重視，因此價格體系決定了市場盈利空間，對推動空間碎片清除商業化至關重要。但從現有情況來看，軌道位置資源的經濟價值估值尚不清晰，這對于重大投資可能造成了一些困難。空間碎片清除的國際原則建設也十分重要。例如，當軌道位置使用期即將屆滿，亦或衛星的所有權國在限定的時間內沒有移除產生的碎片，應該啟動空間碎片國際合作機制，或者通過強制性的碎片清除服務貿易來實現空間碎片清除。

3 市場導向的空間碎片清除商業運營機制

一個健康、可持續發展的商業運營機制包括法律保障體系、成熟健康的市場運行模式、全球化的治理體系3個方面，并通過3個步驟實現。

建立空間碎片清除國際基金

鑒于聯合國外空委在和平利用外空國際合作中發揮著重要作用，可由外空委以應對人類必須共同面對的災害性問題為宗旨，以改善空間環境、減緩和清除空間碎片、和平開發利用空間為首要目標，發起建立空間碎片清除國際基金組織，世界主要航天大國按一定比例注資參與，組成理事會，其主要功能是搭建國際交流合作平臺、推動形成以經濟手段為杠桿的空間碎片清除交易市場。理事會的主要工作包括：①負責對空間碎片商業市場運營進行計劃、組織、實施和控制；②批準接納新的成員國；③批準基金份額規模與權利義務的分配；④討論凈化空間環境有關的重大問題；⑤批準投資空間碎片減緩和清除重大行動方案等。

建立全球化的治理體系

空間碎片清除商業運行機制能否建立起來，取決于全球化治理體系。歐盟于2007年向聯合國大會提出了關于國際外層空間的透明度和建立信任措施的具體建議，特別指出，“行為準則涉及的主要活動尤其要包括避免碰撞和蓄意爆炸，擬定更加安全的空間交通管理做法，通過加強信息交流提供保證、透明度和通知措施，以及采取更嚴厲的減少空間碎片的措施”。《外空行為準則》也提出了類似的主張。因此，在保障各國安全利益的前提下，秉承互補互利、分工協作、資源共享、風險共擔的原則，在IADC、ESA等政府、地區間國際組織的推動下，加緊簽署以合作互信為基礎的空間碎片減緩和清除國際條約或國際規則，為嘗試開展空間碎片清除商業運營掃清法律制度方面的障礙。

組建專業化的技術公司

以成立空間碎片治理國際基金組織為基礎，可以雇傭第三方有技術實力的專業公司進行空間碎片清除的具體操作，亦或基金會本身可成立附屬的專業技術公司，以便處理全球范圍內的空間碎片治理問題。

4 結語

隨著空間碎片清除技術日益成熟，越來越多的國家正在考慮將空間碎片清除推向商業運營，但現有的國際市場和機制一定程度上阻礙了空間碎片清除市場的形成。空間碎片清除的商業運營是解決空間環境問題的有效手段，這引起越來越多國家的廣泛關注，并正在全球范圍內達成越來越廣泛的共識。