空間交通管理國際競爭博弈態勢

任迪，黃宇民，汪夏

（錢學森空間技術實驗室，北京100094）

1 引言

2018年6月18日，美國總統特朗普簽署 “3號航天政策令”（SPD－3）—— 《國家空間交通管理政策》，首次在國家層面給出了空間交通管理概念，并積極開展管理實踐，引起了國際社會的高度關注［1］。此后，航天大國為了維護空間安全戰略利益和爭奪空間活動主導權，圍繞空間交通管理國際規則制定開展了激烈的競爭博弈。2021年1月24日，SpaceX公司的獵鷹9號火箭將143顆小型衛星送入太陽同步軌道，在刷新一箭多星發射記錄的同時，也給空間交通管理帶來了更大挑戰［2］。空間交通管理已經成為外空領域的熱點，新一輪外空博弈和競爭正在展開。

2 空間交通管理的產生背景與內涵

2.1 空間交通管理的產生背景

類似航空飛行活動中的空中交通管理，航天發射與再入、航天器在軌運行、航天器任務后離軌等活動也面臨著如何確保安全、避免碰撞等交通管理問題。雖然人類早期航天活動對空間交通管理的需求不十分迫切，但是近年來，隨著更多國家和機構參與航天活動，低軌大規模星座加速部署，空間物體、廢棄物與碎片不斷累積，空間活動秩序趨于失序，空間 “交通安全”問題越來越突出，空間交通管理需求日趨緊迫。

空間碎片數量急劇增加。根據歐空局空間碎片辦公室統計，截至2021年1月8日，空間監視網絡跟蹤編目的空間碎片數量約為28210個，近地軌道空間碎片總質量超過9200t。通過模型計算，可對航天器造成致命破壞、尺寸介于 1～10cm的空間碎片多達90萬個，1mm至1cm的空間碎片約1.28億個［3］。2019年3月，印度首次反衛試驗摧毀軌道高度300km的衛星，產生了至少6500個大于5mm的碎片。2021年3月10日，美國退役的諾阿-17（NOAA-17）氣象衛星在位于817km高度的軌道上發生爆炸解體，美國天軍第18空間控制中隊已經追蹤到16塊碎片。

外空正變得愈發擁擠。自1957年蘇聯發射第一顆人造地球衛星以來，人類通過約6020次發射活動將約10680顆航天器送入外空，目前約有6250顆仍留在外空，其中約3900顆正常在軌運行［3］。近年來，以SpaceX、OneWeb為代表的商業航天公司提出了 “星鏈”等超大規模的小衛星星座發展計劃，僅SpaceX公司就計劃部署約42000顆低軌小衛星，將導致低軌典型軌道區域衛星愈發密集，頻率和軌位資源日漸稀缺。

航天器在軌碰撞事件頻發。2009年發生了人類歷史上首次 “空間交通事故”，俄羅斯失效的宇宙-2251衛星與美國銥星-33碰撞，產生了超過2000個可跟蹤編目的碎片，在軌衛星的直接相撞由理論上的威脅變成了事實的存在。到2020年10月底，超過19顆衛星因空間碎片撞擊失效或異常，全球衛星每年機動規避碎片超過100次。“星鏈”等低軌大規模星座正在加速部署，未來的航天發射將需要穿越空間目標密集區域，極大增加在軌碰撞概率，同時也將導致發射窗口大幅縮短。

空間活動多樣性趨勢顯著。近年來興起的太空旅游、小行星采礦、在軌服務與維護、在軌組裝與制造、空間碎片清除，以及未來可能出現的太空旅館、軌道工廠等商業航天活動，更多主體參與航天活動，管轄權控制權、安全區保護、損害賠償、信息通報共享、近距離空間操作風險防范等問題給航天活動監管帶來更多挑戰，同時也對空間交通管理帶來新的更高要求。

2.2 空間交通管理的內涵

目前，國際社會對于空間交通管理的認識各不相同，美國、歐盟、俄羅斯和國際宇航科學院（IAA）等國家和國際學術機構提出了有代表性的觀點［1］，但對空間交通管理的主要目標、管理范圍、核心功能、體系框架等的認識基本一致。空間交通管理不僅涵蓋航天發射監測與跟蹤、全天域測控管理、空間目標跟蹤監視編目預警、空間碎片預警、空間碎片主動／被動移除、星上態勢與威脅告警、空間全頻譜感知等，而且涉及與空間活動行為相關的國際規則、標準規范、政策法律、管理協調、活動監管等問題，是全球公域治理在外空領域的集中體現。

2.2.1 管理目標與范圍

空間交通管理的目標是確保空間運行安全，減少日益惡化的空間環境對空間活動的負面影響，降低在軌碰撞和干擾風險，確保航天器的安全運行和空間資源的高效利用等。空間交通管理的范圍涵蓋航天器發射、在軌運行、再入返回、任務后處置等全流程，同時涉及外層空間、大氣層內空間以及電磁頻譜空間等。

2.2.2 管理要素

空間態勢感知：獲取確保空間活動安全、穩定、可持續所需的空間物體和空間環境的各種特征，包括在軌物體感知、電磁頻譜感知和空間天氣感知。

發射／再入／回收：為發射活動海空域使用進行通報與協調，針對撞擊風險的發射窗口安全分析，對擬發射空間物體安全審查，對有控再入風險評估和無控再入監測預警與風險評估。

在軌運行：依據制定的航天器工作流程、規避技術標準和數據規范，對任務壽命期內在軌航天器活動實施管理，協調航天器間的活動，防止在軌碰撞與在軌干擾。

任務后處置：協調和實施航天器安全受控再入或在壽命期末主動／被動離軌，保證在軌運行航天器、返回航天器以及地面人員與財產安全。

頻率軌位申請與使用：在技術研究基礎上，并通過法律法規、標準、軟件等管理手段確保頻率軌位資源的安全、平等、高效利用。

2.2.3 管理體系

空間交通管理體系通常包括管理機構、政策法規標準、管理對象、基礎設施等。

管理機構：包括航天活動主管部門、無線電管理部門、軍隊有關部門等。

政策法律標準：各國空間交通管理政策，空間態勢感知、空間物體登記、信息透明與交流共享、空間碎片監測預警與防護減緩、頻率軌位管理利用等具體標準和規則等。

管理對象：包括空間對象、空間活動和行為主體等。空間對象包括空間碎片、在軌航天器、運載器等；空間活動包括發射／再入／回收、在軌操作、軌道機動、在軌制造、信息獲取、信息傳輸、亞軌道飛行等；行為主體包括發射者、所有者、操作者、控制者、航天員等。

基礎設施：包括空間態勢感知與生成系統、空間風險預警服務系統、星上風險告警和自主規避系統、指揮與調度系統、空間環境治理系統、空間天氣監測預報系統。

3 國際空間交通管理發展態勢

美國率先進入空間交通管理實操階段。在政策法規方面，2016年，美國國家航空航天局（NASA）出臺了 《軌道交通管理最終研究報告》，從國家層面提出空間交通管理架構，為后續出臺相關政策奠定了理論基礎。2018年，美國以 “3號航天政策令”發布 《國家空間交通管理政策》，出臺了美國乃至世界上首份完整的空間交通管理政策，并向國際推廣其管理標準和做法，謀取國際規則制定主導權［4］。2020年12月 9日新版《國家空間政策》提出制定維護空間活動安全標準和最佳做法，以協調空間交通。在管理體制方面，美國商務部成立了空間交通管理辦公室，專門負責民用空間交通管理工作，2021年獲得1500萬美元預算。美國支持商業公司提供空間交通管理服務，分析圖形公司 （AGI）運營商業空間運行中心，多渠道收集空間態勢感知數據，向衛星運營商提供碰撞預警信息。在國際合作方面，美國與25個國家、2個國際組織和78個商業實體簽署了空間態勢感知數據共享協議，向國際推廣其空間交通管理政策和服務，并計劃與日本聯合打造全球空間交通管理系統。

歐洲積極布局空間交通管理。歐洲在空間交通管理領域非常活躍，2017年4月由歐空局發布了 《執行歐洲空間交通管理制度》白皮書，提出了歐洲空間交通管理路線圖，強調通過國際合作確立歐洲空間交通管理的話語權，推行歐盟倡議的 “外空活動國際行為準則”。歐洲空間政策研究所也開展了大量空間交通研究，近年來組織召開的歐洲空間政策大會中多次討論空間交通管理相關議題。2021年初，歐盟在 “地平線2020”計劃下投入300萬歐元啟動2項空間交通管理研究項目—— “面向21世紀空間運行的空間交通管理”和 “空間交通管理歐洲前進方式”，將研究提出空間交通管理的歐洲概念、體系框架、發展路徑等。2021年3月2日，歐洲航天工業協會發布 《空間交通管理：歐洲航天將該抓住的機遇》，呼吁歐洲各國應抓住機遇，加強協作，減少對美國的依賴，站在空間交通管理討論議題的最前沿，構建歐洲主導的規則標準體系，增強歐洲話語權和競爭力［5］。

俄羅斯由消極觀望轉向積極推動。俄羅斯雖然沒有出臺正式文件，但是多次正式表達態度。2016年，在聯合國外空委會議上強調：必須通過國際合作實現空間物體數據的共享，特別是在聯合國層面建立信息共享平臺；沒有有效的空間操作安全框架，空間交通管理將難以實施；需要統一的國際層面的基礎設施支撐，以及更多技術層面的研究和協商。2020年2月，俄羅斯公開表示要制定相關外空國際規則，表明其立場正在發生轉變，開始積極參與空間交通管理主導權的爭奪。

在聯合國框架下爭奪話語權和空間利益。空間交通管理是近年來聯合國及其機構層面談判的熱點議題，各國及相關組織均積極表達各自主張、爭奪國際話語權。2016年，聯合國外空委第55屆法律小組會議上專門設立了 “空間交通管理所涉法律問題的一般性交換意見”議題，后續每年討論該議題并延續至今。2019年，在聯合國外空委科技小組會議上，空間交通管理成為當年的熱門話題之一，歐洲空間政策研究所 （ESPI）組織召開 “通向空間交通管理運營的前進道路”邊會，美國商務部代表作了 “美國空間交通管理政策實施情況”技術報告。此外，在國際電信聯盟、日內瓦裁軍會議等多個層面的談判均涉及到了空間交通管理。

4 空間交通管理競爭博弈焦點

目前，主要航天國家在空間交通管理領域的利益需求和主張分歧較大，其競爭和博弈的焦點主要集中在以下方面：

一是空間活動控制權的爭奪。美國更強調本國資產的絕對安全，強調 “他國對美國的空間透明”，拒絕任何國際 （包括美國資產）共同管理，其表面是為了維護外空安全，實質是想借助其強大的空間態勢感知能力，制定有利于維持其領導地位的空間交通管理規則，掌控全球空間活動的監視權和控制權，以達到保持領先空間優勢和遏制戰略對手發展的目的。歐洲和俄羅斯則堅持基于國際合作開展空間交通管理，俄羅斯還倡導聯合建立、維護共同的數據庫，并遵循 “一致”的決策準則，抵制美國獨家控制。

二是國際規則制定話語權的爭奪。當前，正值空間活動國際規則體系的重塑期，上世紀六七十年代建立的空間活動國際規則體系已不能適應新的發展需要，以 “外空活動長期可持續性準則”（LTS）為代表的新一輪規則談判正在進行。然而，單純依靠各國自愿執行的LTS準則難以確保空間活動的長期可持續發展，空間交通管理規則正成為新的焦點。美國和歐洲均采取主動策略，即先提出體現自身利益訴求的解決方案，再向國際社會推廣，爭取國際規則制定的話語權和主動權。

三是空間發展利益和競爭優勢的爭奪。當前，低軌大規模星座加速部署、空間碎片主動／被動移除、在軌服務與維護、在軌組裝與制造、太空旅游、外空資源開采等新興空間活動發展勢頭迅猛，導致頻率和軌位等戰略資源日益緊缺。空間交通管理規則將對新興空間活動予以規制，進一步優化現有管理標準和流程，誰能掌握空間交通管理的主導權，誰就能在未來空間競爭中取得領先對手的優勢，極大地拓展發展空間。

四是航天裝備技術發展制高點的爭奪。用于空間交通管理的空間目標跟蹤監視編目預警空間碎片，空間碎片主動／被動移除，星上態勢與威脅告警、空間全頻譜感知等關鍵技術，既可為航天器在軌正常運行、避免碰撞與干擾提供安全保障，也可用于空間目標監視預警、空間目標攻擊與防護等軍事目的。近年來，美國和歐洲開展了大量軍事航天或民用航天項目，以軍民兩用、寓軍于民的方式加速發展此類技術，謀求空間安全裝備領先技術優勢。

5 發展建議

隨著全球外空公域治理問題日益突出，空間交通管理已成為大國競爭的焦點，主要航天國家圍繞空間交通管理開展了激烈的競爭博弈。建議我國結合國際公域管理概念體系和我國戰略需求，在 “人類命運共同體”理念指導下，深入論證并系統提出中國特色的空間交通管理體系，提前布局和儲備空間交通管理相關技術，加快國家空間交通管理系統建設，深度參與空間交通管理國際規則制定，打造面向全球并提供公共服務的空間交通管理系統國際平臺，為航天強國建設和外空國際治理提供堅實基礎。