太空治理的3個關鍵問題

隨著技術的進步，每年都有新的國家或組織進入太空領域，除了先進的技術之外，帶來的更多是問題與挑戰。2020年9月，CSIS發布重磅報告《太空關鍵治理問題》/《Key Governance Issues in Space》，探討了當前太空飛行的多樣性及相應的國際治理結構。

報告主要提出三個關鍵治理領域：（1）太空的可持續性與空間碎片問題；（2）太空會合與近旁操作；（3）太空保險。在此基礎與框架之上，報告梳理了多個關鍵國際組織以及國家在這些問題上的政策制定與行動，旨在規範未來太空管理規範及秩序。

太空問題治理，迫在眉睫

2018年，全球太空經濟估值高達3600億美元。然而預計隨著成本下降，進入太空的門檻也越來越低。越來越多的國家瞄準太空領域不僅僅是為了國家安全，更是為了其中的商機，因此，太空治理的概念就逐漸登上檯面。

2019年9月2日，兩顆正在低地球軌道(LEO)運行的衛星險些相撞。分別是：歐洲航天局(ESA)的地球觀測衛星風神號(Aeolus)與SpaceX首批用於提供寬帶網際網路的高度增殖衛星星座的星連結44號(Starlink 44)。作為衛星交通管理服務的一部分，美國空軍向兩家衛星運營商提供了碰撞可能性和時間框架的評估。隨著碰撞日期的臨近，碰撞的機率從五萬分之一增加到千分之一。這引起了歐空局的極大警覺，他們試圖通過電子郵件聯繫SpaceX。但是很巧，由於SpaceX軟體中的一個錯誤，沒有收到歐空局的消息。當然最後，歐空局將風神號從原有軌道移開，成功避免了這次碰撞。當然，如果真的發生碰撞，不僅會對兩顆衛星造成損害，還會在低地球軌道上產生大量碎片。

由此可見，缺乏太空交通管理國際規範和程序很可能會在空間環境中造成災難性事件。太空中的碰撞對太空的可持續性造成了難以置信的破壞，對公司也同樣具有毀滅性。雖然歐空局給衛星上了保險，但SpaceX的Starlink衛星有沒有上保險就不得而知了。2020年1月下旬也發生了類似的事件。兩顆衛星碰撞的機率為1/100，但與風神-星光44不同，這兩顆衛星沒有運行，這意味著它們不能相互避讓，國際社會只能觀望。雖然很幸運，衛星沒有墜毀，但這也是在警示我們，太空領域在軌碰撞的危險越來越大。

太空關鍵概念定義

對於空間態勢感知、太空交通管理、空間碎片減緩及太空的可持續性的定義，目前還未達成國際共識。對上述四個概念，本文整理了目前接受度較高的一些解讀。

1 空間態勢感知

空間態勢感知的大多數定義側重於跟蹤和識別空間物體，如果沒有良好的空間態勢感知，在空間運行的未來將變得越來越困難。

聯合國工作組最近再次強調了界定空間態勢感知的必要性。

歐空局認為：空間態勢感知是對三個主要領域的集體理解:空間天氣、近地物體以及空間監視和跟蹤。

美國世界安全基金會認為：空間態勢感知是準確描述空間環境和空間活動的能力。民用空間態勢感知系統將軌道物體軌跡的位置信息(主要使用光學望遠鏡和雷達)與空間天氣信息相結合。軍事和國家安全空間態勢感知應用還包括描述空間物體的特徵、其能力和局限性以及潛在威脅……它需要一個全球分布的傳感器網絡，以及所有者-經營者-傳感網絡之間的數據共享。

2 太空交通管理

太空交通管理（STM：Space Traffic Management）是空間可持續性的另一個組成部分，也是空間碎片減緩的基礎。

國際宇航科學院2006年的一項研究太空交通管理定義為「促進安全進入外層空間、在外層空間運行以及不受物理或射頻幹擾從外層空間返回地球的一套技術和監管規定。」這一定義表明，空間技術管理的目的是為在沒有有害幹擾的情況下進行空間作業創造安全和適當的方法。

3 太空碎片減緩

通過強有力的空間態勢感知，以及有效的太空交通管理，才有可能減少空間碎片。空間碎片歷來被定義為軌道上物體的意外或有意破裂，從而產生碎片，或是軌道上運載火箭或衛星有意釋放的碎片，例如有效載荷整流罩或光學傳感器上的鏡頭蓋。

聯合國和平利用外層空間委員會(COPUOS)將空間碎片減緩措施分為「兩大類：第一類是近期內減少潛在有害空間碎片的產生，另一類是長期限制其產生。」第一類涉及減輕或減少正在進行的飛行任務產生的碎片，並避免進一步分裂。第二類側重於減緩新碎片產生或安全清除軌道上現有碎片。措施包括：使衛星脫離軌道進入地球大氣層，使其破碎和焚化；將衛星推入不可用或不尋常的軌道；以及製造不會將碎片送入軌道的可重複使用的運載火箭。

4 太空的可持續性

空間態勢感知、太空交通管理和較少空間碎片都有助於實現太空可持續性的共同目標。

COPUOS將空間可持續性定義為：以實現公平利用目標的方式，在未來無限期維持空間活動的能力。為和平目的探索和利用外層空間的好處，以滿足當代人的需要，同時為後代人保護外層空間環境。對空間環境的更好了解、關於衛星運動的更連貫的交流、將有害碎片帶出軌道或不產生新的碎片，都將有助於保護空間領域供未來使用。

根據上述定義，下文主要梳理並分析評估了各國在以上幾個方面的空間政策以及態度。

1. 可持續性與碎片

想要一個全面的空間碎片減緩戰略來確保空間領域的可持續性，首先必須有強有力的空間態勢感知，了解物體在空間的位置並預測其軌道是太空治理的基礎。空間態勢感知、空間碎片管理和碎片減緩，這三個要素將決定未來幾十年空間領域的可持續性。

1.1 國際機構

1.1.1 聯合國和平利用外層空間委員會（COPUOS）

COPUOS於2007年首次提出了空間可持續性準則。2019年6月，所有92個會員國批准了其中21項準則。雖然不具有任何法律約束力，但可以作為國際社會共同關注太空政策的第一步。

1.1.2 國際標準化組織（ISO）

國家政策中最常引用的是國際標準化組織（ISO) 關於減少空間碎片的標準。該組織於1947年獨立於其他國際組織成立，致力於推動各種政策領域的國際標準化。由164個國家標準機構組成，組織協調了食品安全、衛生保健、農業和商業技術方面的國際標準。在太空安全方面，標準化組織的標準提供若干技術手段或框架來評估一個物體在軌道上產生空間碎片或碎裂的可能性。其中《低地球軌道25年的通用報廢處置標準》是迄今為止太空領域最成功的規範之一。2019年，國際標準化組織更新了其關於空間碎片減緩準則的主要文件。更新後要求更加嚴格，包括"對太空飛行器或軌道級成功概率超過特定閾值的要求處置。「一些國家遵循國際標準化組織的準則，或者將國際標準化組織的標準直接寫入其國家政策，或者將其作為制定獨特政策的基礎。

1.1.3 國際電信聯盟

由於大多數通信衛星都位於地球靜止軌道，也就是俗稱的「墓地軌道」。為此，國際電聯發布了其《近地空間保護區可持續做法準則》，旨在為為地球同步軌道衛星的安全處置做法提供指導，包括界定地球同步軌道周圍的保護區，以便在地球靜止高度以上不低於200公裡的軌道上處置衛星，從而最大限度地減少潛在幹擾。國際電聯的指導方針還涉及儘量減少射頻幹擾的策略。該組織由193個成員國組成，該包含約900家公司、大學以及國際及區域組織。

1.1.4 機構間空間碎片協調委員會（IADC）

IADC由13個太空機構自發集結，共同為「與地球軌道空間碎片問題有關的活動的全球技術/科學協調」提供技術建議。《IADC空間碎片減緩準則》於2002年制定，2007年更新，成為COPUOS長期可持續性準則的基礎。《IADC準則》的重點是限制衛星壽命期內正常運行中產生的碎片，最大限度地減少在軌道上解體的可能性，報廢處置計劃，以及防止與其他太空飛行器在軌道上碰撞。然而，與《COPUOS準則》一樣，《IADC準則》不具約束力，但仍成為一些國家的政策參考。

1.2 國家政策

許多國家都希望成為空間領域的領導者和負責任的行為者，因此支持國際社會不斷努力為空間運營商制定負責任的行為和規範。巴西、中國、法國、日本和南非等國家都在努力建立太空行為規範，希望通過更好的空間態勢感知和太空交通管理來保護太空資產。以下列舉10個不同國家的政策案例。

1.2.1 澳大利亞

澳大利亞沒有具體的國家級太空政策，但優先考慮COPUOS空間碎片減緩準則，同時為海外發射制定了官方方針。澳大利亞最近將一個C波段空間監視雷達系統聯機，該系統將跟蹤空間碎片。這些來自南半球的數據，將有助於全球的空間態勢感知和可持續性做法。

1.2.2 奧地利

雖然沒有強大的太空存在，奧地利遏制空間碎片的官方政策卻很詳細。《奧地利外層空間條例》規定，發射方必須提交詳細計劃，包括減少在軌碎片的產生、防止在軌碰撞或碎裂以及在報廢時清除空間物體，以及在飛行任務結束後25年內重返大氣層。

1.2.3 加拿大

加拿大政府制定了減少空間碎片產生的監管框架。運營者必須提供軌道上產生的預期碎片的評估和報廢處置計劃。加拿大航天局(加空局)採用了IADC空間碎片減緩準則，並打算將其應用於所有加空局的活動。此外，在使用無線電頻譜的太空飛行器許可程序中，加拿大政府要求許可證持有者提交一份空間碎片減緩的計劃。同時，如果衛星將在地球同步軌道上，則必須符合國際電聯準則。

1.2.4 芬蘭

2018年，芬蘭頒布了《太空活動法》，該法管轄在芬蘭註冊的領土或船隻上的任何太空活動。批准太空活動的條件之一是，運營者「應限制正常運行期間空間碎片的產生」，該法還詳細規定，空間活動應以可持續的方式進行，包括報廢后25年內挪到一個不擁擠的軌道或脫離軌道進入地球大氣層。

1.2.5 法國

法國關於減少空間碎片的政策主要見於2011年發布的《技術條例法令》，該法令側重於發射和軌道許可證。《技術條例法令》規定，軌道系統的設計、生產和實施方式也必須避免在正常運行期間產生碎片。發射時在軌道上解體的概率必須小於千分之一。此外，一旦完成任務，必須能夠安全地脫離軌道，並有控制地重返大氣層。如果它不能脫離軌道，它必須被符合國際電聯對地球同步軌道的規則。

1.2.6 印度

儘管印度是最重要的發射國之一，僅在2019年就進行了六次軌道發射，但沒有相關國家政策文件。但印度建立了一個空間態勢感知控制中心，致力於「保護高價值空間資產免受空間碎片近距離接近和碰撞的影響」。

1.2.7 日本

《太空活動法》

2016年，日本公布了《太空活動法》，為日本商業部門的各種空間活動的監管和許可提供指導。出於規範與安全的原因，日本非政府組織發射衛星需要政府批准，公司必須擁有符合《外層空間條約》的空間碎片減緩措施。然而，與一些國家法律不同，日本將其範圍僅限於從日本領土發射。除軌道上的任何意外爆炸或故障外，衛星報廢后必須：(1)脫軌和重返地球，確保著陸時的公共安全；(2)將衛星部署到「墓地軌道」；或者(3)將衛星部署到另一個天體的軌道上，或者允許衛星落入該天體。這些措施都符合限制空間碎片產生的現代規範。

日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）

2017年，日本國家空間政策委員會成立了「空間碎片的工作隊」。由日本國務大臣和日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)主席組成，於2019年召開了兩次會議。日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）是世界上首批制定國家空間碎片減緩準則的空間機構之一。JAXA主要專注於民用航天任務，而日本國防部專注於軍用航天任務。但在空間碎片處理領域，二者之間有大量的技術共享與合作。最近，JAXA與一家新興的美國宇航防務集團公司Astroscale進行了首次碎片清除演習。

日美合作，數據共享

日本政府目前正在實施新的空間碎片監測方案，並在日本自衛隊、JAXA和美國之間達成了一項側重於空間態勢感知的數據共享協議。日本已同意在其準天頂衛星系統(一個國家定位、導航和定時(PNT)衛星星座)上搭載來自美國的空間態勢感知有效載荷。該衛星系統方案由內閣辦公室管理。

1.2.8 奈及利亞

作為一個新興的空間國家，奈及利亞的空間機構相對較新，目前有9顆國家衛星，奈及利亞頒布了基本的國家法規，以減少空間碎片的產生。

1.2.9 烏克蘭

烏克蘭也有專門處理空間碎片減緩問題的法律。在《烏克蘭空間活動法》中，政府制定了若干技術條例，以減少空間碎片的產生。雖然烏克蘭不是COPUOS的成員，但出席了最近最後一次COPUOS工作會議，表示通過《COPUOS空間可持續性準則》。

1.2.10 聯合王國

聯合王國於1986年出臺《外層空間法》。發射衛星需首先從國務卿處獲得許可證，申請者須對發射和在地球上運行的潛在危險以及對其他在軌太空飛行器構成的危險進行定量和定性分析。此外還須證明他們符合目前有關空間碎片減緩的最佳做法，包括若干國際機制，如《IADC空間碎片減緩準則》、《COPUOS準則》和其他減少空間碎片的國際標準。

1.3 多國活動

1.3.1歐洲航天局

2014年，歐空局更新了最初於2008年發布的《空間碎片減緩政策》。更新側重於最大限度地減少空間環境中運行的影響，降低軌道碰撞風險，並確保太空飛行器安全再入。

一年後，歐空局發布了《歐空局空間碎片減緩合規核查準則》，提供了具體的核查方法和實施減緩措施。

歐空局在其網站上展示了未來的空間可持續性目標。這些目標包括：

• 到2030年擁有一支能夠抵禦空間碎片威脅的太空飛行器艦隊；

• 具有監測和安全管理空間交通的能力，包括能夠清理或處置流行軌道上的現有碎片；

• 開發「自動防撞系統」以確保不會產生新的碎片。

歐空局還計劃開發一種新型太空飛行器，既可作為OOS衛星(可能延長軌道上太空飛行器的壽命)，又可作為移除衛星的軌道清潔裝置。為此，歐空局贊助了ClearSpace公司，其第一顆演示衛星ClearSpace-1計劃於2025年發射。將執行：接近操作，並伸出觸手狀的手臂來抓住目標，並使用推進劑使自己和目標脫離軌道。

歐空局總幹事簡·沃爾納最近宣布，他堅信所有衛星運營商——包括國家和公司——現在就應該採取行動減少新碎片的產生，而不是等待國際監管。沃爾納特別關注巨型星座的數量，如SpaceX和OneWeb計劃的星座。這一指示可能會促使歐空局及其成員國採取更強有力的行動，防止空間碎片的產生或減少已經在軌道上的碎片數量。

1.3.2 歐盟

歐盟提出"外層空間的安全、安保和可持續性"倡議，旨在促進國際覺悟，特別側重於限制和減少空間碎片的數量。

1.4 企業行為

太空公司在可持續性和碎片清除做法方面一直處於領先地位。

• 美國衛星公司Planet公開表示致力於可持續的空間環境，保證在發射或在軌運行期間不會產生產品碎片。

  
  

• 美國公司OneWeb在2019年12月宣布在其低地球軌道通信衛星星座上安裝抓鉤裝置。

  
  

• 銥星通信公司將為其現有和未來的衛星群支付自動應答服務費用。

  
  

• 日本公司Astroscale正在開發一支衛星艦隊，以執行自抗擾度和壽命終止脫軌服務。計劃2020年進行初步測試。該公司正在與國家空間機構和國際機構合作，以協助找到解決辦法。

  
  

• 2019年10月，衛星行業協會(SIA)發布空間可持續性指南《空間行為者空間安全原則》。SIA是一個總部設在美國的貿易協會，代表著幾十家領先的衛星公司。這些原則致力於與國家空間機構、主要監管機構和聯合國進行合作和溝通。它還建議採取措施，例如設計可跟蹤的地球靜止物體，在衛星可能碰撞的情況下提供一個24/7的接觸點，以及儘量減少發射時和軌道上有意產生的碎片。

• 世界經濟論壇(WEF)牽頭，包括歐空局、麻省理工學院媒體實驗室、德克薩斯大學奧斯汀分校和布萊斯空間與技術實驗室，合作建立空間可持續性評級。

1.5 當下的關切

不見棺材不落淚？

一些人士認為，除非在發生一次重大碎片事件，才會引起全球的真正重視。就如同2009年一顆運行中的商業衛星銥星-33與一顆不運行的俄羅斯衛星宇宙-2251相撞，產生了1875個足以跟蹤的碎片(大於10釐米)。而至今還有約1300個可跟蹤的碎片仍留在軌道上。

誰負責？

《聯合國外層空間活動長期可持續性準則》中最後一條準則觸及了一個有爭議的問題，即：究竟誰應負責清理現有的空間碎片？雖然該指南並沒有提出建議，但毫無疑問，清理碎片對任何國家或公司來說肯定都是相當大的成本，並導致更高的保險成本。因此，這個問題仍存在爭議。

2. RPO

太空會合與近旁操作（Rendezvous and Proximity Operations），簡稱RPO，通常是指太空飛行器有意操縱停靠或靠近目標太空物體進行操作。（此處請讀者自行體會，區別於「會合對接」概念。）

太空會合與近旁操作是關鍵太空活動的基礎，如在軌服務和加油、與空間站對接以進行載人航天飛行以及自動著陸。在兩個最大的航天國家的全新太空項目：新的中國空間站和美國月球項目中，RPO都至關重要。隨著這些活動頻率的預計增加，國際標準化勢在必行。

2.1 行業標準

目前DARPA正在與30多家全球工業公司合作制定在軌服務的技術和運營標準，作為實施《商業會合、鄰近操作和在軌服務指導原則》(OOS)的第一步，側重於協商一致的操作、合規性、明確責任，增強透明度。

2.2 國際太空法律規範

《國際軍事空間行動法伍默拉手冊》旨在闡明和澄清適用於與空間領域相關的軍事活動的現行法律，特別是與緊張時期或公然敵對行動相關的法律。體現了國際社會在太空行動規範化方面的努力。

更好地界定空間作業的法律結構而正在進行的另一項國際學術努力是《適用於外層空間軍事用途的國際法手冊》項目。該項目由麥吉爾大學牽頭，加拿大政府支持，並與來自中國、德國、印度、美國、俄羅斯和澳大利亞的國際機構合作。與《伍默拉手冊》類似，項目不僅僅關注區域行動計劃，還關注國際法，其中可能包括區域行動任務的行為規範。

2019年底，歐空局宣布了一項獨立組織投標項目的合同，該項目將「確定近距離軌道運行的要求和準則，以確保安全的會合和捕獲操作。」該計劃的總體目標是制定一致的準則，以確保空間環境的安全和可持續性。投標於2019年8月截止，但沒有宣布哪個組織將領導該項目。

標準化組織（ISO）目前還在起草一份草案，來審查RPO與OOS（在軌運行）的原則與做法。截至2020年2月，巴西、法國、德國、日本、俄羅斯、烏克蘭、聯合王國和美國的專家正在審查該草案。預期在2020年4月進行表決，但截至本報告發表時並沒有詳細進展。

3. 航天保險

3.1 航天任務的保險要求

航天保險的基本價值是管理風險和防止經濟損失。但太空業務風險太高，並有許多關鍵的故障點，即使是像在軌服務技術（OOS）這樣旨在降低風險的新技術，也會帶來新的風險。太空保險內容包括：發射失敗、部署失敗和任務失敗。最常見的獨立保險形式是「發射加一年」，即衛星發射進入軌道和運行一年的保險，這種保險已經涵蓋了衛星生命周期中風險最高的階段。利用航空航天公司的分析，下表對各種空間保險進行了更詳細的評估：

3.2 航天保險業

據國際航空航天保險聯盟報告稱，2018年，超過60%的商業軌道發射都有上保險。相比之下，到2010年，僅有約36%的商業軌道發射得到了保險，投保率下降了近一倍。截至2019年1月，地球同步軌道上在運行的492顆衛星中有212顆有保險，約佔地球同步軌道衛星的43%。在低地球軌道上，總共1715顆活動衛星中只有95顆被保險，投保率僅約為5.5%

儘管過去幾年發射成功率不斷提高，但太空保險界卻一直處於虧損狀態。2018年，由於發射失敗或在軌故障就有大約6億美元的保險索賠。根據追蹤國際空間保險索賠的英國公司塞拉達(Seradata)的數據，2018年的保費總額僅為約4.6億美元，相當於國際空間保險市場損失近1.4億美元。迄今為止最大的一次索賠是2019年7月的發射失敗，阿拉伯聯合大公國的獵鷹眼1號衛星損失近4.15億美元。

據國際航空航天保險聯盟預測，虧損趨勢將繼續持續。瑞士再保險(Swiss Re)也在2019年宣布將退出太空保險市場。而隨著地球同步軌道衛星任務轉移到低地球軌道星座，衛星發射服務總體價格下降，地球同步軌道衛星將繼續面臨嚴峻的形勢。預估地球同步軌道衛星投保率有43%而低地球軌道衛星平均只有5.5%左右。

3.3 國家立場

大多數航天國家自我保險國家航天任務。如果太空任務失敗，政府將承擔所有的財務責任和風險。很少有國家航天政策要求為商業航天任務購買保險。然而《外層空間條約》要求各國對其管轄範圍內的實體發射或運營的任何太空飛行器承擔責任。

3.4 近期問題

問題1：太多，太擁擠

國際航空航天保險人聯合會報告預計，低地球軌道衛星星座將有數以千計的新衛星加入到已經擁擠和充滿碎片的太空領域，極大地增加了碰撞的風險和幹擾的可能性，也從根本上改變商業環境。比如：已經導致保險公司退出低地球軌道市場。太空保險公司「保證太空」的總經理在2020年3月的一次會議上表示，最終所有的空間保險公司都將停止為低地球軌道衛星提供保險。他認為，在減少空間碎片或管理太空交通方面，風險太大，做得太少。

問題2：網絡威脅

在CSIS的《2020年太空威脅評估》中，網絡趨勢被強調為一種攻擊形式。網絡反太空行動可能有幾個入侵點，例如：衛星或地面站本身的上行鏈路或下行鏈路數據傳輸。網絡操作的成本相對較低，儘管攻擊的性質因目標而異，但無論是對衛星還是電網的攻擊，基本技能都是一樣的。

問題3：新技術盤活太空保險業？

在不久的將來，有一件事值得關注，那就是在軌服務（OOS）和空間碎片移除技術（ADR）會如何影響衛星保險。如果以負責任的方式進行，對軌道上的衛星進行修復、操縱或添加燃料的能力可以降低故障成本，並可以提高業務案例的穩定性，則將會降低衛星保險費，然而，OOS也帶來了新的風險，保險公司必須對其進行分析量化。

4. 結論

關於空間可持續性、太空會合和鄰近操作以及太空保險這三個方面的國家政策與全球格局是不均衡的。有趣的是，一些在軌衛星較少的航天國家比更活躍的航天國家制定了更清晰、更精確的政策。

5. 建議

建議1

參考軍備控制方面的「強制執行」策略與力度，考慮是否適合應對目前國際上太空可持續性與空間碎片的問題。

建議2

由於需對目標衛星很難及時防禦或機動，所以需要及時區分和判斷惡意的太空會合與臨近操作，並建立明確的準則與規範，特別是在地球同步軌道中的惡意操作。同時，開發一個用於核查的國際空間態勢感知監測系統，它可以使衛星運營者更容易地發現和確定威脅，並給運營者一個做出反應或保護其空間系統的機會。

建議3

太空保險可以作為一種激勵或執行機制，和一種可持續發展的工具，而不是盈利的工具，以促進太空行業的健康發展。

轉自丨 學術plus

編譯丨 譚惠文

選自丨 戰略與國際研究中心 Kaitlyn Johnson

編輯丨 劉瑾

研究所簡介

國際技術經濟研究所（IITE）成立於1985年11月，是隸屬於國務院發展研究中心的非營利性研究機構，主要職能是研究我國經濟、科技社會發展中的重大政策性、戰略性、前瞻性問題，跟蹤和分析世界科技、經濟發展態勢，為中央和有關部委提供決策諮詢服務。「全球技術地圖」為國際技術經濟研究所官方微信帳號，致力於向公眾傳遞前沿技術資訊和科技創新洞見。

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