王邵飛 （中國運載火箭技術(shù)研究院研究發(fā)展中心）

空間碎片清除商業(yè)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(shù)研究院研究發(fā)展中心）

空間碎片關(guān)系到人類外空活動的長期可持續(xù)性發(fā)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(wù)，從關(guān)鍵技術(shù)、國際合作、商業(yè)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(zé)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(shù)。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(nèi)外廣泛關(guān)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(shù)突破、國際合作平臺搭建、國際規(guī)范制定等主要工作，在商業(yè)開發(fā)方面仍處于探索時期。本文通過分析空間碎片清除的商業(yè)運營關(guān)鍵因素，對比國際海底區(qū)域的“平行開發(fā)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(yè)發(fā)展模式，即“建立國際基金—構(gòu)建規(guī)則體系—依托專業(yè)公司”，為空間碎片治理由技術(shù)開發(fā)推向市場應(yīng)用提供參考。

1 空間碎片治理的現(xiàn)有國際機制

聯(lián)合國和平利用外層空間委員會（UNCOPUOS，簡稱聯(lián)合國外空委）為規(guī)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(xù)準則，發(fā)布了一系列政策文件，通過國家間簽署共享空間態(tài)勢感知數(shù)據(jù)協(xié)議實現(xiàn)對空間碎片的監(jiān)測預(yù)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(xié)議以及國內(nèi)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(huán)境治理的重要議題。在現(xiàn)行國際法框架內(nèi)，太空環(huán)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(xié)議中，為空間碎片減緩提供了國際法基礎(chǔ)與依據(jù)。目前空間碎片減緩的國際空間法律法規(guī)主要有3個層次。①聯(lián)合國層面，5個外空條約都有條文要求保護外空環(huán)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(qū)域間國際組織層面，機構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)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(gòu)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(guī)。

空間碎片治理專門機構(gòu)

從競爭力和成本效益的角度考慮，盡管航天產(chǎn)業(yè)界認為空間碎片治理工程會產(chǎn)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(gòu)開展實際工作。1993年成立的機構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)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(fā)機構(gòu)（JAXA）、美國航空航天局（NASA）、俄羅斯聯(lián)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(gòu)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(fā)揮著積極作用。由英、法、德、意等國航天機構(gòu)與ESA共同組建的歐洲空間碎片減緩工作組（EDMSWG），在應(yīng)對空間碎片問題、確保歐洲航天項目的順利實施方面發(fā)揮作用。其他一些國家也成立空間碎片專門管理機構(gòu)，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(jiān)測與應(yīng)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(jiān)測系統(tǒng)規(guī)劃論證、總體方案設(shè)計和能力建設(shè)等相關(guān)工作；②空間碎片和近地天體跟蹤監(jiān)測、風(fēng)險研判和應(yīng)急聯(lián)動的日常運行保障以及突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)；③空間碎片數(shù)據(jù)信息的共享和應(yīng)用，建設(shè)和維護空間碎片自主編目動態(tài)數(shù)據(jù)庫工作；④空間碎片數(shù)據(jù)信息的國際交流與協(xié)調(diào)聯(lián)絡(luò)，支撐開展空間碎片戰(zhàn)略規(guī)劃、技術(shù)發(fā)展和法律規(guī)范等研究工作。

空間碎片監(jiān)測與數(shù)據(jù)共享機制

空間態(tài)勢感知系統(tǒng)在空間碎片監(jiān)測、預(yù)警工作中發(fā)揮核心作用，通過聯(lián)合建立空間態(tài)勢感知網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)優(yōu)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(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，這項計劃將以法國與德國的空間監(jiān)測合作為基礎(chǔ)，擴展成為歐洲空間態(tài)勢感知網(wǎng)絡(luò)的核心，旨在幫助歐盟成員國投資研發(fā)空間監(jiān)測與跟蹤網(wǎng)絡(luò)，識別間諜衛(wèi)星和近地目標，幫助衛(wèi)星運營商避免與軌道碎片發(fā)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(yù)警，實現(xiàn)保護歐盟空間關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的目的。美國已建立了最為完備的空間態(tài)勢感知能力，利用各國對空間資產(chǎn)安全的關(guān)切，積極推行“空間態(tài)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(tài)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(wù)話語權(quán)的目的。美國于2011年出臺的《國家安全空間戰(zhàn)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(dān)空間活動成本與風(fēng)險的目的，共享軌道環(huán)境數(shù)據(jù)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(xié)議，將共享軌道監(jiān)視數(shù)據(jù)，并確立一個商討長期協(xié)議的合作框架；2013年3月，美國與日本簽署了空間態(tài)勢感知信息共享協(xié)議；2013年4月，美國國防部與澳大利亞國防部簽署了空間態(tài)勢感知備忘錄。

2 空間碎片清除商業(yè)運營的關(guān)鍵因素

目前各國空間碎片治理的熱點主要集中在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、國際規(guī)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(yè)運營涉及到的關(guān)鍵因素。以下對空間碎片清除商業(yè)運營需要考慮的相關(guān)因素進行了詳細分析?？茖W(xué)論證這些要素，對構(gòu)建切實可行的空間碎片清除國際制度至關(guān)重要。

關(guān)鍵技術(shù)模式

目前空間碎片清除的概念和技術(shù)研究發(fā)展迅猛，并由概念設(shè)想逐步走向工程實際應(yīng)用。美國于2010年公布了空間碎片清除技術(shù)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(shù)的微小衛(wèi)星系統(tǒng)—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(shù)的相關(guān)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(shù)。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(jù)權(quán)威發(fā)布，空間碎片清除通?？煞譃榻佑|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(wèi)星與目標的直接作用實現(xiàn)離軌，主要包括空間機器人清除、飛網(wǎng)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(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)主動清除。

所有權(quán)與國際責(zé)任

根據(jù)《外空條約》中規(guī)定的各國開發(fā)利用外空活動的基本原則，空間碎片治理中應(yīng)充分論證空間碎片的所有權(quán)與國際責(zé)任承擔(dān)的問題。

（1）空間碎片所有權(quán)

空間碎片所有權(quán)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(quán)國應(yīng)有權(quán)處理其空間物體，也可授權(quán)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(jīng)授權(quán)不得隨意移除別國空間物體；不明所有權(quán)的空間物體應(yīng)當(dāng)由外空委等相關(guān)機構(gòu)協(xié)調(diào)其移除問題。但是，如果按照“誰產(chǎn)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(fā)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(yīng)當(dāng)承擔(dān)空間碎片的清除責(zé)任，分歧依然很大。

（2）主動清除的權(quán)利和國際責(zé)任

主動清除任務(wù)本身與傳統(tǒng)的空間物體自身鈍化離軌等技術(shù)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(dǎo)致其他損害。1972年《責(zé)任公約》規(guī)定了空間損害的絕對責(zé)任，這要求國家對其空間物體造成的損害承擔(dān)責(zé)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(yīng)該為主動清除空間碎片過程中可能造成的損害承擔(dān)絕對責(zé)任，確保不得威脅到第三方空間資產(chǎn)或產(chǎn)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(yīng)由實施者負責(zé)賠償。

（3）如何分配空間碎片清理后的軌位資源

無人認領(lǐng)與承認所有權(quán)的空間碎片，可以“誰清除誰擁有”或“誰清除誰優(yōu)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(quán)的空間碎片的清除權(quán)利，可遵循“誰產(chǎn)生誰清理誰擁有”的原則。國際海洋法中的國際海底區(qū)域制度中的“平行開發(fā)原則”可為空間碎片國際清除制度提供參考?！捌叫虚_發(fā)制”是《聯(lián)合國海洋法公約》中規(guī)定的關(guān)于國際海底區(qū)域自然資源開發(fā)的一種制度。具體方案為，一方面，由聯(lián)合國國際海底管理局企業(yè)部開發(fā)，它可以直接牽頭把有錢的企業(yè)或者個人組織起來，自己動手開發(fā)；另一方面，由締約國及其自然人和法人與管理局以協(xié)作方式開發(fā)，申請人須向管理局提出兩塊經(jīng)探明的具有同等商業(yè)價值的海底區(qū)域，由管理局選定一塊為保留區(qū)，該區(qū)域由管理局企業(yè)部開發(fā)；另一塊為合同區(qū)，由申請人開發(fā)?？臻g碎片清除規(guī)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(shù)目前還處于技術(shù)驗證階段，尚未進入商業(yè)應(yīng)用階段。一旦投入商業(yè)化運營，需要降低清除的成本，特別是要實現(xiàn)國際專業(yè)公司化運營，更要充分考慮成本與效益的因素?？臻g碎片治理的費用，主要包括衛(wèi)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(shù)與經(jīng)濟實力。目前，空間碎片清除的交易市場尚未形成，相關(guān)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(lián)合實施機制（JI）、清潔發(fā)展機制（CDM）、國際排放權(quán)貿(mào)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(xué)的國際價格體系是形成健康、可持續(xù)的空間碎片清除交易市場的基礎(chǔ)。軌位資源作為一種公共資源，其重要性和經(jīng)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(yè)化至關(guān)重要。但從現(xiàn)有情況來看，軌道位置資源的經(jīng)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(shè)也十分重要。例如，當(dāng)軌道位置使用期即將屆滿，亦或衛(wèi)星的所有權(quán)國在限定的時間內(nèi)沒有移除產(chǎn)生的碎片，應(yīng)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(wù)貿(mào)易來實現(xiàn)空間碎片清除。

3 市場導(dǎo)向的空間碎片清除商業(yè)運營機制

一個健康、可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)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(xiàn)。

建立空間碎片清除國際基金

鑒于聯(lián)合國外空委在和平利用外空國際合作中發(fā)揮著重要作用，可由外空委以應(yīng)對人類必須共同面對的災(zāi)害性問題為宗旨，以改善空間環(huán)境、減緩和清除空間碎片、和平開發(fā)利用空間為首要目標，發(fā)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(jīng)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(zé)對空間碎片商業(yè)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(guī)模與權(quán)利義務(wù)的分配；④討論凈化空間環(huán)境有關(guān)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(yè)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(lián)合國大會提出了關(guān)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(xié)作、資源共享、風(fēng)險共擔(dān)的原則，在IADC、ESA等政府、地區(qū)間國際組織的推動下，加緊簽署以合作互信為基礎(chǔ)的空間碎片減緩和清除國際條約或國際規(guī)則，為嘗試開展空間碎片清除商業(yè)運營掃清法律制度方面的障礙。

組建專業(yè)化的技術(shù)公司

以成立空間碎片治理國際基金組織為基礎(chǔ)，可以雇傭第三方有技術(shù)實力的專業(yè)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(yè)技術(shù)公司，以便處理全球范圍內(nèi)的空間碎片治理問題。

4 結(jié)語

隨著空間碎片清除技術(shù)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(yè)運營，但現(xiàn)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(yè)運營是解決空間環(huán)境問題的有效手段，這引起越來越多國家的廣泛關(guān)注，并正在全球范圍內(nèi)達成越來越廣泛的共識。