構建 “世界化”時代的空間治理體系

薛惠鋒

（中國航天科技集團有限公司第十二研究院，北京100037）

1 空間安全和空間環境治理形勢緊迫

隨著1957年蘇聯發射第一顆人造地球衛星，人類進入太空的能力在增強，對外層空間的研究和利用在促進人類科技進步、社會發展的同時，也在外空留下越來越多的空間碎片。同時，低軌小衛星星座爆發式增長，小行星頻繁掠過地球等問題的出現，已經成為人類探索太空腳步中必須解決的重大課題之一。

1.1 航天器在軌爆炸解體，成為空間碎片主要來源

從1957年以來，人類共進行了5400余次航天發射，把近9000顆航天器送入地球軌道，目前在軌航天器5000多個，仍在服役航天器2000多個。根據2020年歐空局給出的信息，自1957年至2020年底，人類進行了約6000余次航天發射，共將約10680顆人造衛星送入地球軌道。其中，仍在軌的約6200余顆，在軌正常服役的約3800余顆。目前已被跟蹤編目的空間物體 （在軌衛星＋空間碎片）約28200余個，所有在軌空間物體質量總和超過9200t。［1］。尺寸大于10cm的目標數量約為34000個，這類碎片能被地基監測設備監測到，航天器一旦與此類碎片發生碰撞，將會徹底損壞，甚至完全解體，產生數以萬計的小尺寸碎片；1mm以下的碎片有百億個，這類碎片只能通過天基直接探測，或者分析回收物的表面獲取其信息，此類碎片可通過航天器表面加固防護材料進行防護；還有一類碎片稱為危險碎片，尺寸介于前兩者之間，目前尚無有效的觀測方法，其中尺寸在1～10cm的碎片數量約為90萬個，尺寸在1～10mm的碎片數量約為1億個，對航天器的損壞能力比小碎片大，防護困難，數量比大碎片多，航天器躲避困難，十分危險。

航天器在軌爆炸解體是空間碎片的主要來源，迄今共發生在軌爆炸、解體、撞擊事件500余次。近來，影響最大的一次是2019年3月27日印度代號 “沙克提行動”的反衛星試驗，產生尺寸大于5mm的碎片6500個，其中270個可被跟蹤，有12塊碎片達到1000km高度，使得國際空間站 （ISS）撞擊風險提高了44%［2］。到2019年，國際空間站為躲避空間碎片撞擊進行了25次機動規避。國際上有公開報道的因碎片撞擊而失效或異常的衛星超過16顆，我國航天器因空間碎片撞擊失效事件時有發生。近年來NASA衛星每年規避空間碎片操作20余次，而2008年這一數字為5次［3］。嚴峻的空間碎片環境對航天器在軌運動，包括航天員生命安全帶來了嚴重威脅。不久前，歐空局已經與ClearSpace領導的一個工業小組簽署價值8600萬歐元的合同，以清除一塊特定的空間碎片。可以看到，對于這一領域的研究不僅是對國家安全、空間安全和人類命運的責任，也是對國家科技創新帶來新的挑戰，不斷開拓空間經濟業務新領域。

1.2 低軌小衛星星座爆發式增長，成為空間環境潛在威脅

近年來，低軌小衛星星座呈爆發式增長，各航天大國紛紛開始搶占太空資源，建設巨型小衛星星座已經成為當前航天發展的一個重要領域。但是，大量小衛星正在逼近近地軌道空間的承載極限，現有的空間環境、國際社會以及我國航天發展都將面臨一系列的嚴峻挑戰。截至目前，國內外已有很多巨型低軌小衛星星座正在建設或公布方案，其中發展最火熱、數量最大的是SpaceX公司的Starlink系統，規劃將發射大約42000顆衛星。2019年9月，歐空局的一顆 “風神”衛星為避免與一顆Starlink衛星發生碰撞，主動進行了變軌機動，為巨型低軌星座的安全運行敲響了警鐘［4］。

從短期看，大型小衛星星座發射會使近地軌道目標大量增加，威脅現有空間目標的安全。從長期看，星座自身也會遭遇碎片撞擊，使得低軌空間撞擊次數增加，產生更多的空間碎片，加劇碎片環境的長期惡化趨勢。作為未來重要的空間信息基礎設施，小衛星星座對于我國這樣一個開放程度日益加深的大國來講，其重要性也不言而喻。除此以外，還存在頻率、軌道資源占用分配問題，星座自身的光、電磁輻射和急劇增長的數量也會對天文學和宇宙學觀測帶來的不利影響，以及帶來的信息安全和產業安全等問題和挑戰。

1.3 小行星來襲，成為人類安全重要挑戰

2019年6月，中國科協將與空間碎片密切相關的近地小天體調查、防御與開發問題納入20個對科學發展具有導向作用、對技術和產業創新具有關鍵作用的前沿科學問題和工程技術難題中，這也顯示出外空環境問題研究已經成為我國高度重視的新領域。

小行星對于地球來說，從來就不是遙遠的存在。6500萬年前，在墨西哥尤卡坦半島發生的小行星撞擊地球事件導致76%地球生物 （包括大型恐龍）滅絕。1908年6月30日發生在俄羅斯通古斯的小行星大爆炸事件［2］。2013年2月15日俄羅斯車里雅賓斯克發生小行星撞擊地球事件。在我國的內蒙古錫林郭勒盟地區，云南香格里拉、西雙版納和近期的甘肅青海，都發生過火流星事件。從恐龍滅絕事件來看，小行星撞擊地球帶來的災難是毀滅性的，對地球和人類生命安全帶來極大威脅。美國、歐空局、俄羅斯、日本等國家或機構已在小行星監測、預警、防御和利用等方面擁有相當成熟的技術和法律法規，我國目前也在積極開展對小行星的監測預警、安全防御等工作，并取得了一些進展。

2 空間安全和空間環境研究意義重大

外層空間雖不像陸地、海洋、大氣這樣圍繞在人類身邊，但地球存在于宇宙中，外空更是全人類賴以生存的環境，可以說一榮俱榮、一損俱損。習近平總書記提出的 “人類命運共同體”是闡釋這一問題的價值哲學和外交戰略。

2.1 “多學科”交叉融合，為空間碎片和空間環境研究賦予了新內涵。

空間碎片和空間環境的研究，涉及的學科、領域眾多，是一項復雜的系統工程。特別是空間碎片的探測預警與防護、空間環境的保護等方面，都呈現牽一發而動全身的特點。同時，空間碎片治理又與國家安全密切相關，關乎我國外空事務的主導權和話語權，關乎人類命運共同體的構建和維護，這賦予空間碎片研究更加豐富的內涵和外延。

2.2 “多領域”輻射帶動，為空間碎片研究提供了新機遇。

空間碎片研究是世界航天領域面臨的重大技術挑戰，是科技創新的沃土，能夠催生新型太空產業模式。2020年 “中國航天大會”發布的宇航領域科學問題和技術難題，將空間碎片清除作為重要內容，其復雜性、引領性、帶動性，不亞于任何一項已知的太空探索活動。各國的空間科學家提出了多種方案和設想，比如飛網抓捕、電動繩系、機械臂抓捕、激光燒蝕、離軌帆等方案，這將帶動一系列的科學、技術、工程、產業創新發展，為空間碎片研究發展提供全新的機遇。

2.3 “多國家”競爭競賽，為空間碎片研究帶來了新挑戰。

根據模型預測顯示，如果從現在不對外空環境進行治理，70年后，低地球軌道區域有可能發生空間碎片鏈式撞擊效應，近地空間將徹底不可用；30年后軌位將飽和，無新的軌位資源可用。現在，各航天大國和航天企業集團不斷努力提升在空間碎片監測預警、減緩移除等方面的能力和技術。我國在空間碎片領域的研究也取得了突破性進展，2016年，我國自主研制的 “遨龍一號空間碎片主動清理飛行器”，隨長征七號成功發射，這是國際上首次針對空間碎片主動清除的在軌技術驗證。各國在軌道資源利用上競爭激烈，在空間碎片技術研發上開啟競賽，這為空間碎片研究帶來了新的挑戰。

綜上可以看出，空間碎片治理是典型的復雜系統工程，而且是典型的 “人—機—環”系統工程。其不僅涉及人與航天器、航天器與宇宙空間的物質交換，還涉及國與國之間的政治博弈、技術合作、產業溝通、文化交流。曾經，我們一直在地球上思考和解決人類發展問題。未來，我們將站在太空的高度思考人類的發展，許多原有模式都將被顛覆。根據美國國家太空委員會的大膽預測，人類將在未來開發更加經濟并且能夠從任何地方出發延伸到太空的 “宇宙公路”；將在環繞月球的軌道上建立 “月球太空港”，以及維持生命的環境調節系統—— “月球賓館”；甚至建成 “宇宙巡回航母”，船內建立人造生態系統、再生氧氣和水，以及糧食，保證自給自足航行幾年。人類已經逐步脫離地球搖籃的束縛，從 “全球化”進入 “世界化”時代。在此背景下，空間碎片的研究，需摒棄 “還原化”的思維，“堅持系統觀念”，把人類社會、航天器、宇宙納入一個系統進行整體考慮，用 “系統論”的方法和系統工程技術，構建 “世界化”時代 “天地統籌、人機融合、遠近兼顧”的空間治理體系。

3 構建 “世界化”時代的空間治理體系

航天技術的突飛猛進是人類探索宇宙、獲取資源、擴展生存空間的必然發展路徑。人類在太空中尋找宜居之地、發掘理想資源、占有空間位置，政府已經不是開展外空活動的唯一主體，在逐漸認識到外層空間蘊含的巨大商業價值后，大量私營企業開始涌入航天領域，從而導致空間碎片問題更加嚴重，軍事化利用加劇，空間沖突潛藏等諸多問題。在此背景下，系統性地完善外空活動規則框架，加快推進包括空間交通管理在內的空間治理體系的建設，為和平利用外層空間提供法律和規則。

（1）系統謀劃，倡導人類和平利用太空。習近平總書記在會見探月工程嫦娥五號任務參研參試人員時強調，要弘揚探月精神，發揮新型舉國體制優勢，勇攀科技高峰，服務國家發展大局，一步一個腳印開啟星際探測新征程，不斷推進中國航天事業創新發展，為人類和平利用太空作出新的更大貢獻。面對由空間碎片衍生出的空間環境治理問題，要站在更高的起點上看待這個命題，空間環境治理是人類跨越大氣層進入太空層面的問題，在太空環境里如何區分準則，如何進行責任劃分，甚至空間污染物是否在太空中對地球也存在擾動和干擾。基于此，一個系統的 “世界化”的空間治理體系在橫向上要涵蓋外交、政治、經濟、科技等各個領域，在縱向上則要包括頂層國際規則制定，雙邊及多變協定等多種形式，矩陣式、系統性體系框架，真正構建有利于推動全人類共同發展的空間治理體系。

（2）平等共享，促進全球空間治理法治化。外層空間治理的基本原則要堅持共治。當前，空間資源是全世界各航天大國和其他國家以及非政府企業博弈的熱點，參與者應該基于平等參與、各自發揮作用、為人類造福的原則和平利用外層空間，各主體平等參與國際空間治理體系的建設和規則的制定。國際空間法體系是隨著航天活動而產生并發展起來的。1959年12月12日，聯合國大會決定特設委員會改為常設機構，成為 “和平利用外層空間委員會”（外空委），自此外空委成為制定國際空間法的主要機構，正式拉開了建立國際空間法體系的序幕。但是，在外空活動參與主體日益多元、活動形式日益多樣的大趨勢下，這些法條已越來越難以適應人類外空活動開展的基本需要。與時俱進地更新外空法條款，也是人類進行深空探測的必要條件。

（3）自主創新，提升我國空間治理話語權。外空治理是一個開放的復雜巨系統問題，要推動外空治理不斷地從不滿意狀態提升到滿意，必須充分考慮其發展之中的復雜性和持續動態性，運用系統工程的理論方法進行綜合提升。系統工程是錢學森先生為推動治理體系和治理能力現代化找到的獨一無二的 “命根子工程”。作為負責任的航天大國，我國需要在空間治理體系的建設中貢獻更多中國智慧，在國際規則的制定中發出更多中國聲音，特別是在空間碎片以及空間碎片衍生的環境問題，包括引申出的綜合生態問題等領域。

可以說，空間治理體系建設已經不僅僅是一個學術課題，而是各國、各社會組織等多元主體間的對話、協商和共同行動，建設有效的空間治理體系是全人類對外層空間善治的理想愿景。我們思考，一個大國變成一個強國的標志，是要對標所擔負的世界責任，一個偉大的民族一定是勇于并且能夠擔負世界責任的民族。2020年，我國嫦娥五號在攜帶月球樣本返回之前，上升器完成使命后，受控離軌落月，主動避免成為太空垃圾，這就是我國對空間碎片治理和空間環境保護高度重視的現實體現。中國方案是我國對未來外層空間發展的科學研判，也是我國始終倡導的 “人類命運共同體”的鮮明寫照，更是中國在向航天強國邁進的過程中，承擔人類責任和歷史使命的客觀見證。