美國太空交通管理建設分析

段鋒（國防大學軍事管理學院）

2018年6月18日，美國發布《航天政策3號令》（SPD-3）——《國家太空交通管理政策》，標志著美國對太空交通管理的重視程度達到新的高度，也標志著美國放棄了通過國際協商來制定太空交通管理規則的模式，開始了先自建太空交通管理規則體系，再影響國際和他國規則體系建設的路徑。美國的行為具備一定的客觀必然性，但也帶著強烈的自利色彩，很可能對未來的國際太空格局產生重大影響。

1 美國決心脫離中俄來主導國際太空交通管理規則體系的建設

近二三十年來，隨著國際太空活動日趨頻繁、空間碎片持續增加，國際太空界對太空交通管理的研究也不斷升溫，相關國際機構和組織也一直在探討如何建設太空交通管理規則體系。在此背景下，SPD-3的出臺表明美國已經選定了脫離中俄，自行開展太空交通管理規則體系建設，進而影響、塑造相關國際規則體系建設的路徑。

根本目的是保持美國的太空領導地位

美國對“領導地位”的追求是國家戰略層面的，涵蓋了政治、經濟、科技、軍事等各個方面。太空直接關系到美國的國家地位、軍事能力與科技水平，始終是美國追求國際領導地位的重要領域，在多屆政府《國家航天政策》及各類相關具體政策文件中均有明文表述。美國對太空領導地位的追求也是全方位的。從部門來看，包括了國家安全航天、民用航天、商業航天；從任務領域來看，包括了進入太空、利用太空、控制太空。太空交通管理涉及空間碎片、空間態勢感知、太空避撞，涉及規則制定與技術標準，涉及國內法律法規和國際條約協議，最終會關系到未來國際太空舞臺上的話語權、主導權。因此，SPD-3明確指出：“為保持美國的太空領導地位，我們必須開發一種新的太空交通管理路徑來應對當前和未來的運作風險。”

為美國商業航天的發展廓清道路

太空時代的前幾十年，航天器及空間碎片的數量相對較少，人們往往不太擔憂太空物體相撞。進入21世紀后，形勢的變化使發展太空交通管理的呼聲逐漸提高。而使太空交通管理問題愈加凸顯的則是由大量小衛星構成的低軌大型星座。美國太空探索技術公司（SpaceX）、一網公司（ONEWEB）、特亞控股公司（Theia Holdings）、波音公司（Boeing）等航天企業均計劃建造這樣的星座，這將有可能使未來10～20年內低軌衛星數量從當前的1000顆左右迅速攀升至16000顆以上。由于這些衛星多集中于有限的軌道而非均勻分布于整個近地太空，將使這些軌道變得十分擁擠。2017年11月，阿爾·安薩爾杜阿等三人聯合發表《就太空交通管理致彭斯副總統和國家太空委員會的一封公開信》（下文簡稱《公開信》）指出，當前“600～1020km高度的幾個軌道帶已經擠滿了運行中的衛星和軌道碎片，非常危險”，未來這一問題將更加突出，太空物體空間相撞的風險將大幅增加。與此同時，隨著美國空間態勢感知能力的提高，能夠跟蹤到的太空物體數量也在逐漸上升，這也對太空交通管理能力水平提出了更加直接和現實的需求。當前，國際商業航天的主力在美國，美國商業航天將首先面臨軌道擁擠、空間相撞風險增大等問題，而商業航天已經成為美國航天最具活力的力量，維護商業航天的發展就是維護整體美國航天的發展。SPD-3中5次提到了“領導地位”，有3次是“商業領導地位”。因此，美國發展太空交通管理規則體系的心情要比其他國家迫切，而且還積極支持商業航天參與其中，SPD-3提出的第三項目標即為“鼓勵、推動美國在科學技術、空間態勢感知和太空交通管理上的商業領導地位”。

美國選定“自下而上”途徑來發展太空交通管理規則體系

國際空間法體系、國際電信法等雖然提供了一個規范國際太空活動的基本制度框架，但由于這些法律制度不盡完善、缺乏針對性和約束力，同時也缺少復雜的太空交通管理規則所需的基本條款，再加上主要航天國家之間尚未建立充分的諒解與協作，使得通過國際協商模式來制定國際太空交通管理規則面臨很大的挑戰。另一方面，美國也不希望別的國家或地區來主導這一進程。歐盟(EU)提出的《國際太空行為規范》就沒有得到美國的支持。總的看，美國太空理論界普遍不太看好先多國協商制定國際規則、后在各國分別實施的“自上而下”路徑。2014年5月，密西西比大學法學院P.J.布朗特教授在眾議院科學、太空與技術委員會太空分委員會舉行的聽證會上就明確指出，國際規則體系虛弱之際，正是美國領導建立太空交通管理規則體系的有利時機，美國可以借此影響塑造國際太空交通管理規則體系的發展，并確保國際規則體系符合美國國家利益。《公開信》也呼吁美國“不應坐等通過國際合作來加強太空安全，而是要充分發揮領導作用”，“起到領導示范的作用，讓其他國際組織有序地加入進來”。雖然作為官方文件的SPD-3沒有表達類似企圖，僅中性地描述了美國的全球參與職責，但這絲毫沒有改變美國太空理論界對于“自下而上”途徑的熱情。2019年，布朗特及航空航天公司的麥克爾·P.格里森等人繼續發表文章呼吁首先建立美國國內的太空交通管理規則體系，再帶動、輻射他國，并最終塑造國際太空交通管理規則體系。

2 美國發展太空交通管理規則體系的舉措

總體上看，美國將在建立相關體制、整合美國國內和部分國家相關資源的基礎上，打造一個以美國為核心的太空交通管理規則體系。

理順相關機構的責權關系

領導管理上的多頭、分散是美國航天界的一個普遍現象，國家安全航天、民用航天、商業航天領域均是如此。具體看，聯邦航空局負責航天發射和再入活動，以及與發射相關的空間碎片事務；聯邦通信委員會負責電磁頻譜和空間碎片減緩；國家海洋和大氣局負責遙感衛星，以及部分空間碎片減緩任務；國務院負責太空事務方面的國際協調；國防部負責空間態勢感知數據的收集與分發。多頭、分散容易產生職權的重疊、空白，也容易產生職權的爭奪。2016年，聯邦航空管理局（FAA）商業航天運輸辦公室就曾和美國戰略司令部（USSTRATCOM）達成共識，支持將一部分太空交通管理事務從國防部逐步轉交給聯邦航空局。《公開信》則建議另行設立聯邦太空交通局。但SPD-3最終選擇美國商務部牽頭負責太空交通管理事務，很可能與美國對商業航天的重視、太空交通管理對商業航天的重要性直接相關。而美國政府決定不再沿襲原有的分離職權格局，改由一個機構來牽頭負責，最重要的意義是可以填補分離格局造成的太空交通管理職權空白。布朗特就反復指出，美國的政府機構有權要求運營商為衛星加裝防護罩以減少空間碎片，但在可能發生空間碰撞的情況下，卻沒有一個政府機構有權要求運營商實施相應的軌道機動。SPD-3明文指定由美國商務部牽頭負責空間態勢感知數據庫建設和避撞支持服務這兩項太空交通管理的核心業務，使其成為美國太空交通管理體制的樞紐，有望填補相關職權空白，理順相關機制，加快美國太空交通管理規則體系的建設步伐。

整合既有的資源及經驗做法

目前，在國際太空界和美國國內，有不少機構、組織正在或已經發展出了一些與太空交通管理相關的制度或經驗做法，但總體上處于零散、各自為政的狀態。這些機構或組織既有政府間、非政府間國際組織，也有美國國內組織；既有美國政府部門，也有商業航天公司自發組織的民間機構。所獲的成果既有成文的，也有不成文的；既有強制性的，也有非強制性的。從具體技術領域來看，在減少空間碎片方面，包括聯合國和平利用外層空間委員會（COPUOS，簡稱聯合國外空委）2007年發布的《空間碎片減緩指南》；ISO 24113-2011《航天系統-空間碎片減緩要求》；機構間空間碎片協調委員會（IADC）2002年發布的《空間碎片減緩指南》；美國政府2001年發布的《軌道碎片減緩標準做法》（ODMSP）；美國聯邦通信委員會（FCC）2004年發布的《關于軌道碎片減緩》；美國國家航空航天局（NASA）2017年發布的《國家航空航天局關于限制軌道碎片、評估流星體與軌道碎片環境的程序要求》（NPR 8715.6B），以及《限制軌道碎片的過程》和《限制軌道碎片手冊》；美國國防部（DOD）2000年發布的第3100.12號指令《太空支持》和2012年發布的第3100.10號指令《太空政策》；空軍第91-217號指令《空間安全與預防事故計劃》等。在太空飛行安全、空間避撞方面，包括ISO/TR 16158：2013《航天系統——避免與在軌物體相撞》；國際空間數據系統咨詢委員會（CCSDS）建立的“交會數據信息”（CDM）標準；美國空軍聯合空間作戰中心（JICSpOC）的《太空飛行安全手冊》等。在太空安全接近與空間操作方面，美國國防部國防高級研究計劃局（DARPA）在2016年成立了交會與服務操作執行聯盟（CONFERS），聚焦于發展在軌服務領域的規則與標準。在空間態勢感知數據共享方面，國際空間數據協會（SDA）構建了衛星運營商之間的數據共享機制，探索了很好的實踐經驗。在載人航天方面，美國材料與試驗協會標準（ASTM）國際公司也開始探索相關的制度建設。這些相關資源及經驗做法已經打下了一定的太空交通管理制度與實踐基礎，美國很可能會在充分吸納、借鑒這些分散成果的基礎上，整體、系統地建設太空交通管理規則體系。

針對性地進行技術開發與系統建設

太空交通管理不僅是一個規則問題，背后也需要先進的技術支撐，規則建設與技術發展是緊密關聯、同步互動的。如格里森等人指出《軌道碎片減緩指南》中的“25年規則”（要求在航天器壽命結束后25年內將其移出在用的稠密軌道）業已過時，需要做出修正，縮短退役航天器留軌時間至25年以下。若這樣，將對航天器的設計、制造、運行產生很大影響，美國聯邦通信委員會等機構也可能需要在相應技術管理上做出調整。當前，美國已經擁有不少與太空交通管理相關的技術與硬件系統，且多處于世界領先水平。接下來，美國將會力爭保持其領先優勢。如在空間態勢感知方面，美國考慮建設第二個“太空籬笆”（Space Fence）系統，其他可能的技術途徑還包括在衛星上加裝反射器或信標機等；在太空交通管理方面，可能的技術途徑有改進算法、利用云計算、加強與運營商信息共享等；在減少空間碎片方面，SPD-3明確要求發展主動的碎片移除技術，以確保重要軌道區域的太空安全。

拉攏部分國家打造以美國為核心的太空交通管理規則體系

美國放棄國際協商模式，主要目的是規避中俄等航天大國，而非放棄對國際太空交通管理規則體系的塑造。事實上，美國在部分相關領域入手較早，已經形成了一定的國際影響力。在空間態勢感知方面，2004年美國開始實施商業與外國實體試點計劃，通過Space-Track.org網站公開部分空間態勢感知數據，使其他國家在一定程度上形成了對美國數據的依賴；在空間碎片方面，格里森認為《軌道碎片減緩指南》對機構間空間碎片協調委員會制定《空間碎片減緩指南》產生了影響，后者接下來又影響了聯合國外空委《空間碎片減緩指南》和ISO 24113的制定。今天，美國等13個機構間空間碎片協調委員會成員國、歐洲航天局（ESA）成員國均把相關的空間碎片減緩標準引入國內法律或規章制度。或許是受《軌道碎片減緩指南》的啟發，SPD-3實際上支持美國這種先自建太空交通管理規則體系，然后影響國際規則體系，繼而影響各國規則的“三步走”策略。與此同時，美國也已經或正在與部分國家和企業開展太空交通管理方面的合作，美國軍方分別與澳大利亞等21個國家、2個政府間組織以及80家商業公司簽訂了空間態勢感知數據共享協議。美、日還計劃開展合作，以將美國空間態勢感知傳感器搭載到日本“準天頂衛星系統”（QESS）上。美國與芬蘭空軍也計劃開展空間態勢感知方面的合作。總體上，美國一方面希望利用自建的規則體系來影響他國；另一方面希望通過實質性的技術合作來吸引他國，試圖通過軟、硬兩手“雙管齊下”來打造以美國為核心的區域性國際太空交通管理規則體系。

3 結論

近年來，美國航天理論界積極鼓動造勢并影響國會在太空交通管理領域的態度，美國政府和軍方也已實質性地開展并主導了與部分國家在太空交通管理領域的合作。多方合力推動特朗普政府出臺了SPD-3，最終明確了美國在未來太空交通管理上的發展路徑。SPD-3是美國航天界行動與理論成果的集中體現。若按SPD-3所規定的路徑發展下去，美國很可能帶領部分國家率先打造一套太空交通管理規則體系，進而塑造并主導國際性太空交通管理規則體系。在這樣的一個國際性規則體系內，美國在保證一定程度公平的同時，必將追求自身利益的最大化，而這將直接損害其他航天國家的航天利益。這是我們需要提高警惕并盡早做好應對準備。

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