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        低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展中的國(guó)際安全治理研究

        2020-07-14 02:15:54徐能武高楊予兮
        社會(huì)科學(xué) 2020年7期
        關(guān)鍵詞:國(guó)際電信聯(lián)盟

        徐能武 高楊予兮

        摘 要:隨著低軌小衛(wèi)星星座的迅速發(fā)展,相關(guān)的國(guó)際安全問題日益突出。主要原因在于低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展過程中規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)不完善或針對(duì)性不強(qiáng),不公平的低軌位置“先到先得”原則,小衛(wèi)星為節(jié)約成本防御能力更低,低軌小衛(wèi)星星座易受攻擊的節(jié)點(diǎn)更多,以及遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)歸因困難,太空交通事故易發(fā)等,這些都使得低軌小衛(wèi)星星座面臨較嚴(yán)重的威脅。為此,中國(guó)作為發(fā)展中的太空大國(guó),應(yīng)積極參與低軌小衛(wèi)星星座安全治理,推動(dòng)國(guó)際電信聯(lián)盟主導(dǎo)性介入頻率/軌道相關(guān)立法規(guī)范和監(jiān)督執(zhí)行,避免“囤積頻譜”和惡性爭(zhēng)奪行為。同時(shí),提高小衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)防御能力,發(fā)展太空態(tài)勢(shì)感知能力,推動(dòng)建立國(guó)際溝通合作機(jī)制,增加小衛(wèi)星星座安全彈性和安全保障。另外,要利用合適時(shí)機(jī)和有效方式,推動(dòng)相關(guān)機(jī)構(gòu)制定小衛(wèi)星主動(dòng)離軌能力、數(shù)據(jù)共享的標(biāo)準(zhǔn)要求,以及更具可操作性的太空碎片緩解措施。

        關(guān)鍵詞:低軌小衛(wèi)星星座;安全治理;國(guó)際電信聯(lián)盟;頻軌資源;太空碎片

        中圖分類號(hào):V11;D815 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0257-5833(2020)07-0047-16

        作者簡(jiǎn)介:徐能武,國(guó)防科技大學(xué)文理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師;高楊予兮,國(guó)防大學(xué)國(guó)家安全學(xué)院講師 (湖南 長(zhǎng)沙 410073)

        21世紀(jì)以來,隨著科學(xué)技術(shù)特別是航天領(lǐng)域高度集成化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展,以及商業(yè)航天發(fā)展中衛(wèi)星應(yīng)用市場(chǎng)逐步被打開,低軌小衛(wèi)星星座研發(fā)和部署掀起前所未有的熱潮。本文從廣義上所論及的低軌小衛(wèi)星,是指運(yùn)行軌道大致介于200千米-2000多千米,“重量小于1000kg的人造衛(wèi)星”,它包括國(guó)際上通常細(xì)分的“500kg-1000kg的衛(wèi)星稱為小衛(wèi)星,100kg-500kg的稱為微小衛(wèi)星,10kg-100kg的稱為微衛(wèi)星,1kg-10kg的稱為納衛(wèi)星,0.1kg-1kg的稱為皮衛(wèi)星,小于0.1kg的稱為飛衛(wèi)星”①等所有類型。低軌小衛(wèi)星星座作為高科技發(fā)展的產(chǎn)物,同樣是一柄雙刃劍。低軌小衛(wèi)星星座正在成為一些太空主體追求利益的一種戰(zhàn)略手段,它所造成的嚴(yán)重威脅和挑戰(zhàn)也引起越來越廣泛的關(guān)注,因此,有關(guān)低軌小衛(wèi)星星座安全治理問題也正成為國(guó)際社會(huì)日益重視的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。從國(guó)際安全視角探討低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展中的安全治理問題,主要針對(duì)這一領(lǐng)域由于太空主體互動(dòng)中的人為故意或非故意所引起的安全問題。它并不包括相關(guān)技術(shù)安全問題,也不包括太空自然環(huán)境惡劣所引起的安全問題。本研究主要從低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展的實(shí)際出發(fā),探討這類安全問題的緣起,以及它所包括的主要安全問題類型。

        一、低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展的緣起

        21世紀(jì)以來,科學(xué)技術(shù)、商業(yè)航天發(fā)展、大國(guó)意愿增加等猶如拉動(dòng)低軌小衛(wèi)星星座再次興起的“三駕馬車”。航天技術(shù)是典型的高科技集成技術(shù),其中,部分關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步將推動(dòng)航天事業(yè)特定領(lǐng)域的突飛猛進(jìn)。商業(yè)航天快速發(fā)展,從衛(wèi)星應(yīng)用市場(chǎng)需求到組織模式、衛(wèi)星制造策略、成本管理等,形成對(duì)低軌小衛(wèi)星星座進(jìn)行商業(yè)投資的合力。低軌小衛(wèi)星星座具有覆蓋范圍大、信號(hào)衰減小、容量大、成本低、補(bǔ)充更新容易等特點(diǎn),世界主要太空力量競(jìng)相布局此類星座發(fā)展。

        (一)科技革命推動(dòng)低軌小衛(wèi)星星座的興起

        科學(xué)技術(shù),特別是微電子、微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)、平板天線、互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的迅速發(fā)展,小衛(wèi)星有效載荷能力的巨大進(jìn)步,為低軌小衛(wèi)星星座熱潮的到來提供了極為重要的技術(shù)支撐。微電子技術(shù)的發(fā)展使衛(wèi)星處理器的重量更輕、體積更小、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力更強(qiáng)。在20世紀(jì)80年代,一個(gè)小衛(wèi)星通常只有一個(gè)航行處理器和一兩個(gè)附加處理器,用于后備和有效載荷操作。如今,一個(gè)微衛(wèi)星即可容納數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)處理器。納米衛(wèi)星可以放置24個(gè)單獨(dú)的處理器和另外10個(gè)嵌入式的“商用現(xiàn)貨”傳感器。除了體積不斷縮小,處理器的功率和能耗也在不斷減小,使之能夠在功率受限的小衛(wèi)星上同時(shí)工作。在微電子技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下,微機(jī)電系統(tǒng)也不斷進(jìn)步。微機(jī)電系統(tǒng)能夠顯著降低衛(wèi)星的功耗和重量,更好地適應(yīng)衛(wèi)星在環(huán)境復(fù)雜的太空中航行的需求,直接減少衛(wèi)星制造的成本,提升衛(wèi)星系統(tǒng)的冗余程度。具有更高空間、時(shí)間或輻射分辨率的設(shè)備,增強(qiáng)的數(shù)字處理或編碼技術(shù)等,使小衛(wèi)星在試驗(yàn)和運(yùn)用中不斷得到進(jìn)步,性能快速提升,已經(jīng)具備了補(bǔ)充甚至替代傳統(tǒng)衛(wèi)星的能力。

        平板天線的出現(xiàn)使大型低軌衛(wèi)星星座成為可能。傳統(tǒng)的通信衛(wèi)星通常位于地球同步軌道,相對(duì)于地球來說,衛(wèi)星的位置始終保持不變。用戶使用拋物面天線,一次只能聯(lián)系一顆衛(wèi)星,更難以提供衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)。然而,平板天線采用電子方式控制和形成波束,能夠瞬間切換波束,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無縫鏈接和衛(wèi)星追蹤,能夠保證通信的穩(wěn)定,減少通信延時(shí)。近年來,隨著新材料、集成電路等技術(shù)的發(fā)展,平板天線的成本進(jìn)一步降低。2019年,一網(wǎng)公司宣布成功研發(fā)出成本只有15美元的平板天線模塊,為生產(chǎn)價(jià)格在200美元-300美元的平板天線終端鋪平了道路Caleb Henry, “Wyler Claims Breakthrough in Low-Cost Antenna for Oneweb, Other Satellite Systems”, Space News, January 25, 2019, https://spacenews.com/wyler-claims-breakthrough-in-low-cost-antenna-for-oneweb-other-satellite-systems/.。在這種發(fā)展趨勢(shì)下,衛(wèi)星天線市場(chǎng)將不斷向平板天線轉(zhuǎn)型,而平板天線的商業(yè)化也將進(jìn)一步推動(dòng)移動(dòng)平臺(tái)通信和低軌衛(wèi)星星座的發(fā)展。

        互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在小衛(wèi)星的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行中發(fā)揮了重要作用。工程師們借助互聯(lián)網(wǎng)查找組件數(shù)據(jù)、下載設(shè)計(jì)軟件、上傳電路板設(shè)計(jì)。衛(wèi)星的運(yùn)營(yíng)商也利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)世界各地地面站點(diǎn)的控制。計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)及其衍生出的人工智能,大大提高了衛(wèi)星運(yùn)行和商業(yè)利用的效率,節(jié)省了人力成本。在地球觀測(cè)領(lǐng)域,人工智能使快速進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)處理成為可能:算法只需要0.3秒的時(shí)間來掃描和標(biāo)記1平方公里區(qū)域中的對(duì)象,而人類則需要25分鐘Tara Seals, “AI Heads to Space with a Constellation of Use Cases”, Via Satellite, May, 2018, http://interactive.satellitetoday.com/via/may-2018/ai-heads-to-space-with-a-constellation-of-use-cases/.。隨著小衛(wèi)星的制造越來越模塊化、通用化、批量化,軟件可能成為定義衛(wèi)星功能的新方式。2019年,洛克希德·馬丁公司宣布將向低地球軌道發(fā)射一系列立方體衛(wèi)星,這些衛(wèi)星將進(jìn)行編隊(duì)飛行,共同作為一個(gè)天基云計(jì)算平臺(tái),能夠在星上處理數(shù)據(jù),并根據(jù)地面發(fā)送的軟件更新來變更任務(wù)Tereza Pultarova, “The Software-Defined Future of Satellites”, Via Satellite, November, 2019, http://interactive.satellitetoday.com/via/november-2019/the-software-defined-future-of-satellites/.。

        (二)商業(yè)航天加速低軌小衛(wèi)星星座的發(fā)展

        21世紀(jì)以來,商業(yè)航天加速發(fā)展成為世界航天事業(yè)轉(zhuǎn)向的標(biāo)志和主要趨勢(shì),由于受應(yīng)用市場(chǎng)、資金需求、設(shè)計(jì)周期和產(chǎn)品供應(yīng)鏈特點(diǎn)的影響,低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展又是商業(yè)航天發(fā)展浪潮最耀眼的浪花。

        第一,衛(wèi)星制造和發(fā)射成本降低。冷戰(zhàn)后,商業(yè)航天的興起和“太空2.0”時(shí)代的到來促使更多私人投資者參與到太空產(chǎn)業(yè)中,他們對(duì)降低成本、提高效率的需求催生了太空領(lǐng)域更多技術(shù)創(chuàng)新,并使之成為構(gòu)建和運(yùn)營(yíng)低軌小衛(wèi)星星座的基礎(chǔ)。小衛(wèi)星制造本身運(yùn)用的是相對(duì)成熟的技術(shù),衛(wèi)星部件相對(duì)于大衛(wèi)星來說更廉價(jià)。同時(shí),數(shù)字化技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化制造和垂直化產(chǎn)業(yè)鏈還不斷推進(jìn)小衛(wèi)星企業(yè)降低生產(chǎn)成本,使衛(wèi)星能夠采用“即插即用”和“商業(yè)現(xiàn)貨”的部件進(jìn)行組裝(見圖1)。洛克希德·馬丁公司利用其3D打印技術(shù)——“數(shù)字織錦”(Digital Tapestry),制造衛(wèi)星組件,其制造和檢測(cè)火箭推進(jìn)器核心部件的成本減少了55%Melanie A. Sloane, “Lockheed Martins Digital Tapestry”, Quality Magazine, January 1, 2016, https://www.qualitymag.com/articles/93035-lockheed-martins-digital-tapestry.。生產(chǎn)成本的下降激勵(lì)商業(yè)公司為了爭(zhēng)奪市場(chǎng)而進(jìn)一步壓縮成本。在衛(wèi)星發(fā)射領(lǐng)域,一些商業(yè)公司如Blue Origin和SpaceX等,正在研發(fā)可重復(fù)使用的發(fā)射系統(tǒng)。還有其他一些公司,例如美國(guó)的Vector、新西蘭的Rocket Lab以及歐洲、以色列的許多初創(chuàng)公司,都致力于開發(fā)針對(duì)小衛(wèi)星的高效發(fā)射系統(tǒng)。如今,無論是使用專用的小型發(fā)射器,還是搭載在大型火箭系統(tǒng)上,小衛(wèi)星的發(fā)射成本正在迅速下降,這也迫使傳統(tǒng)的發(fā)射服務(wù)提供商開發(fā)成本更低的新產(chǎn)品,與這些新的發(fā)射服務(wù)提供商競(jìng)爭(zhēng)發(fā)射市場(chǎng)。

        第二,小衛(wèi)星商業(yè)價(jià)值逐步凸顯。按照應(yīng)用種類的不同,小衛(wèi)星市場(chǎng)可分為通信、遙感、導(dǎo)航、技術(shù)開發(fā)等。由于小衛(wèi)星成本低,研發(fā)周期短,產(chǎn)業(yè)門檻低,其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域意味著巨大的商業(yè)價(jià)值。一份研究報(bào)告顯示,2018年全球小衛(wèi)星市場(chǎng)規(guī)模為41.8億美元,預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到183億美元,其年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為20.28%“Small Satellite Market: Size, Share & Industry Analysis”, Fortune Business Insights, January, 2020, https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/small-satellite-market-101917.。還有研究人員預(yù)測(cè),僅在商用小衛(wèi)星成像領(lǐng)域,市場(chǎng)價(jià)值就將從2015年的1500萬美元增長(zhǎng)到2020年的1.64億美元Bhavya Lal, Asha Balakrishnan, Alyssa Picard, et al., “Trends in Small Satellite Technology and the Role of the NASA Small Spacecraft Technology Program”, Final Update to the NASA Advisory Committee Technology, Innovation and Engineering Committee, March 28, 2017, https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nac_march2017_blal_ida_sstp_tagged.pdf.。小衛(wèi)星及其低軌星座的商業(yè)價(jià)值迅速吸引了世界各地的私人投資者。2017年至2019年,有61%的小衛(wèi)星歸商業(yè)實(shí)體所有(見圖2)Satellite Applications Catapult, “Small Satellite Market Intelligence Report (2017 Q4)”, February, 2020, https://s3-eu-west-1.amazonaws.com/media.newsa.catapult/wp-content/uploads/2020/02/06152711/Small-Satellite-Market-Intelligence-Report-Q4-2019.pdf.。

        第三,商業(yè)模式增強(qiáng)盈利能力。冷戰(zhàn)后,政府部門對(duì)太空產(chǎn)業(yè)的投資和補(bǔ)貼大幅減少。太空公司需要依靠自身的盈利能力才能生存。在經(jīng)歷太空商業(yè)化階段初期的嘗試后,當(dāng)前,商業(yè)太空衛(wèi)星的經(jīng)營(yíng)者更善于利用有效的商業(yè)模式增強(qiáng)盈利能力。一方面,商業(yè)公司借鑒互聯(lián)網(wǎng)思維,不斷擴(kuò)展融資方式,吸引更多社會(huì)資本為太空項(xiàng)目提供支持。例如,通過使用互聯(lián)網(wǎng)和非常規(guī)融資等靈活方法,為新的衛(wèi)星企業(yè)籌集資金(見圖3)。另一方面,針對(duì)各自細(xì)分市場(chǎng),有針對(duì)性地吸引用戶和提供服務(wù)。例如,兼并重組、產(chǎn)業(yè)整合等發(fā)展模式,增值盈利、交易盈利等多樣化的盈利方式,以及其他現(xiàn)代商業(yè)模式,推動(dòng)小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)成為資本競(jìng)相追逐的對(duì)象。

        (三)大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)誘導(dǎo)低軌小衛(wèi)星星座的部署

        國(guó)際形勢(shì)風(fēng)云變幻,大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)波詭云譎,各主要太空國(guó)家爭(zhēng)先恐后地發(fā)展和挖掘太空力量,為國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來戰(zhàn)略利益和巨大潛力。低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展中的技術(shù)突破和快速顯現(xiàn)的特有功能優(yōu)勢(shì),使得各國(guó)政府極力主動(dòng)推進(jìn)小衛(wèi)星技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,有意識(shí)地用來加強(qiáng)和完善軍事航天能力,提高自身的市場(chǎng)壟斷程度,增強(qiáng)國(guó)際影響力。

        首先,小衛(wèi)星的技術(shù)發(fā)展立刻吸引了太空大國(guó)政府的注意。2016年10月,美國(guó)發(fā)布《利用小衛(wèi)星革命》倡議,在此文件中,白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室(OSTP)、美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)、國(guó)防部、商務(wù)部和其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)通過合作,確定了多種方式,促進(jìn)和支持政府和私人將小衛(wèi)星用于遙感、通信、科學(xué)和太空探索等領(lǐng)域Office of the Press Secretary, “FACT SHEET: Harnessing the Small Satellite Revolution to Promote Innovation and Entrepreneurship in Space”, The White House, October 21, 2016, https://obamawhitehouse.archives.gov/the-press-office/2016/10/21/fact-sheet-harnessing-small-satellite-revolution-promote-innovation-and.。在歐洲,歐洲航天局成立了“立方體衛(wèi)星系統(tǒng)小組”,以提高歐洲研發(fā)高質(zhì)量小衛(wèi)星的能力。俄羅斯、日本、巴西等國(guó)家的航天局,也著手開展了許多小衛(wèi)星研究項(xiàng)目,并為小衛(wèi)星申請(qǐng)?zhí)峁┱咧С帧?/p>

        其次,小衛(wèi)星星座的發(fā)展完善了軍事航天能力。太空活動(dòng)一直具有強(qiáng)烈的軍事意味,低軌小衛(wèi)星星座能夠有效補(bǔ)充當(dāng)前的軍事航天體系,為現(xiàn)有的軍事衛(wèi)星提供增強(qiáng)、補(bǔ)充、維修等多種服務(wù)。小衛(wèi)星星座成本低廉,研發(fā)周期短,能夠迅速滿足不斷變化的戰(zhàn)略需求,成本效益更高。模塊化的小衛(wèi)星還能夠搭載軍事載荷升空,使商業(yè)衛(wèi)星星座發(fā)揮軍事用途。此外,低軌小衛(wèi)星星座由于其數(shù)量龐大,分布范圍廣,補(bǔ)充替換快,加大了對(duì)手實(shí)施故意攻擊的難度,在應(yīng)對(duì)衛(wèi)星故障和反衛(wèi)星攻擊時(shí),具有更強(qiáng)的抗毀性,能夠提高軍事航天體系的彈性。

        最后,各國(guó)還致力于獲取小衛(wèi)星市場(chǎng)的壟斷,并以此提高國(guó)際影響力。低軌小衛(wèi)星星座在開辟新的航天市場(chǎng)的同時(shí),也意味著一國(guó)太空力量的全球存在。搶先占領(lǐng)這一衛(wèi)星制造和應(yīng)用市場(chǎng),不僅意味著對(duì)前沿技術(shù)和服務(wù)的率先壟斷,更能夠掌握行業(yè)規(guī)則的制定,引領(lǐng)用戶的需求偏好,甚至實(shí)現(xiàn)用戶在通信、導(dǎo)航這些關(guān)鍵領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施依賴。尤其在通信領(lǐng)域,低軌小衛(wèi)星星座技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)開辟了新的視野。低軌星座提供的通信服務(wù),不但成本降低、速度提高,可以與地面通信手段相補(bǔ)充,更能夠?qū)⑼ㄐ欧秶采w全球,為過去通信不易覆蓋的地區(qū)提供高速網(wǎng)絡(luò)。低軌通信衛(wèi)星星座的發(fā)展無疑為填補(bǔ)這一空白提供了機(jī)遇,這也意味著巨大的經(jīng)濟(jì)影響力。

        二、低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展的安全挑戰(zhàn)

        在低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展熱潮不斷升溫的過程中,各太空主體群雄并起、競(jìng)爭(zhēng)博弈,在為衛(wèi)星應(yīng)用、商業(yè)航天甚至社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來大變革和大發(fā)展的同時(shí),其蘊(yùn)藏的各種安全風(fēng)險(xiǎn)也日益引發(fā)世人關(guān)注。這些安全風(fēng)險(xiǎn)除技術(shù)和自然環(huán)境層面外,主要有頻軌資源爭(zhēng)奪、網(wǎng)絡(luò)攻擊、太空碎片等。

        (一)頻軌資源爭(zhēng)奪加劇

        地球頻軌資源是有限的,早在1994年第一代低軌衛(wèi)星星座出現(xiàn)時(shí),美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)就判斷,低地球軌道沒有足夠的頻譜可供所有申請(qǐng)者使用FCC, “Amendment of the Commissions Rules to Establish Rules and Policies Pertaining to a Mobile Satellite Service in the 1610-1626.5/2483.5-2500 MHz Frequency Bands”, May 23, 1994.。國(guó)際上,太空軌道/頻率資源主要由國(guó)際電信聯(lián)盟負(fù)責(zé)分配和監(jiān)管,由于各種原因,現(xiàn)有相應(yīng)規(guī)則對(duì)于低軌小衛(wèi)星星座部署來說,存在法律漏洞,導(dǎo)致監(jiān)管空檔、規(guī)則濫用擾亂頻譜秩序、“先到先得”有時(shí)未體現(xiàn)公平原則等缺陷和不足。低軌小衛(wèi)星星座頻軌資源爭(zhēng)奪,加劇了其發(fā)展中軌道/頻率資源稀缺,影響到這些資源的合理利用,進(jìn)而產(chǎn)生太空安全問題。

        1.法律漏洞導(dǎo)致監(jiān)管空檔

        現(xiàn)有太空法和國(guó)際規(guī)則沒有明確定義“小衛(wèi)星”的概念,并將其與傳統(tǒng)的“大衛(wèi)星”區(qū)別開來。此外,國(guó)際空間法和電信法規(guī)定的權(quán)利和義務(wù),并不直接適用于非政府實(shí)體。各國(guó)必須通過國(guó)家立法,以確保非政府實(shí)體開展的活動(dòng)符合國(guó)際法。但并非所有國(guó)家都已經(jīng)制定了國(guó)內(nèi)的太空法,即使已經(jīng)通過了關(guān)于非政府太空活動(dòng)許可的國(guó)家太空法,這些法律可能并不總是適用于小型衛(wèi)星。

        根據(jù)《登記公約》和聯(lián)合國(guó)大會(huì)第1721號(hào)決議的規(guī)定,發(fā)射國(guó)應(yīng)在國(guó)家登記冊(cè)中登記其射入地球軌道或地球軌道以外的空間物體,并應(yīng)向聯(lián)合國(guó)秘書長(zhǎng)提供有關(guān)其國(guó)家登記冊(cè)中物體的信息。在其國(guó)家注冊(cè)簿中注冊(cè)空間物體的國(guó)家,在外層空間中保留對(duì)空間物體的管轄權(quán)和控制權(quán)。因此,小衛(wèi)星在國(guó)家登記冊(cè)中的注冊(cè)是確保對(duì)小衛(wèi)星項(xiàng)目進(jìn)行有效監(jiān)督的關(guān)鍵。在國(guó)家一級(jí),小衛(wèi)星的登記有許多特殊之處。這基本上涉及以下問題:第一,一些已經(jīng)開展小衛(wèi)星項(xiàng)目的地區(qū)尚未建立國(guó)家登記冊(cè);第二,并非所有已建立國(guó)家登記冊(cè)的國(guó)家都要求非政府實(shí)體向管理國(guó)家登記冊(cè)的部門提供信息;第三,即使國(guó)家已經(jīng)規(guī)定了此類義務(wù),承擔(dān)小衛(wèi)星任務(wù)的實(shí)體有時(shí)也不知道需要提供信息以進(jìn)行注冊(cè)Ingo Baumann, “Ensuring Regulatory Compliance for Small Satellites through Procurement and Grant Conditions”, in Irmgard Marboe, ed., Small Satellites: Regulatory Challenges and Chances, Leiden: Koninklijke Brill nv, 2016, p. 336.。還有一個(gè)國(guó)家責(zé)任混淆不清的問題。由于小衛(wèi)星通常會(huì)由多個(gè)國(guó)家參與研制、發(fā)射或運(yùn)行,在軌運(yùn)行時(shí)間也短,許多國(guó)家并不會(huì)及時(shí)向聯(lián)合國(guó)提交衛(wèi)星登記信息。2013年11月,俄羅斯在其Dombarovsky發(fā)射基地發(fā)射了23枚小衛(wèi)星和1枚附加載荷,根據(jù)聯(lián)合國(guó)的記錄,這24枚太空物體中有9枚未在聯(lián)合國(guó)登記Ingo Baumann, “Ensuring Regulatory Compliance for Small Satellites through Procurement and Grant Conditions”, in Irmgard Marboe, ed., Small Satellites: Regulatory Challenges and Chances, Leiden: Koninklijke Brill nv, 2016, p. 337.。有關(guān)爭(zhēng)端的法律問題是:這些小型衛(wèi)星在誰的登記簿上以及屬于誰?誰負(fù)責(zé)他們的持續(xù)授權(quán)和監(jiān)督,最后誰承擔(dān)損壞的責(zé)任?顯然,目前這些問題尚無明確的答案,而模糊的要求迫切需要通過法律審查和改革加以澄清。

        2.衛(wèi)星增多擾亂頻譜秩序

        小衛(wèi)星數(shù)量的迅速增加,不但使頻譜越來越擁擠,還擠占到分配給其他衛(wèi)星服務(wù)的頻譜。2012年,在日內(nèi)瓦舉行的世界無線電通信大會(huì)(Wrc-12)通過的第757號(hào)決議承認(rèn),許多納米衛(wèi)星和微衛(wèi)星都使用分配給業(yè)余衛(wèi)星業(yè)務(wù)和氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)的頻譜International Telecommunication Union, Resolution 757(WRC-12): Regulatory Aspects for Nanosatellites and Pico Satellites, 2012, https://www.itu.int/dms_pub/itu-r/oth/0c/0a/R0C0A00000A0025PDFE.pdf.。由于小衛(wèi)星任務(wù)的數(shù)量增加,分配給業(yè)余衛(wèi)星服務(wù)的頻帶變得越來越擁擠。還有許多新啟動(dòng)的衛(wèi)星項(xiàng)目正在爭(zhēng)奪分配給通信和遙感服務(wù)的低微波頻率(1-10GHz)。當(dāng)前出現(xiàn)的大型低軌小衛(wèi)星星座則在要求使用更高的頻率,以提供覆蓋全球的通信和遙感服務(wù),但這種高頻率可能會(huì)給地球靜止軌道上的衛(wèi)星造成干擾。

        由于無線電頻譜是有限資源,因此,私人衛(wèi)星公司有天然的動(dòng)機(jī)來“囤積頻譜”(Spectrum Warehousing)——夸大其需要發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量,申請(qǐng)更多的頻譜資源——從而擠壓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的活動(dòng)空間,或是將其所控制的頻譜抬高價(jià)格出售。事實(shí)上,這些被提前占用的頻譜可能在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間都不會(huì)被使用,從而造成頻譜資源的浪費(fèi)。主要的電信公司如時(shí)代華納有線、威瑞森電信、考克斯通訊公司等,都曾被指控申請(qǐng)?zhí)囟ǖ奶疹l率卻不發(fā)射衛(wèi)星,其后抬高服務(wù)價(jià)格Caroline Haskins, “The Price of the Internet is the Space Race Nobody Knows about”, The Outline, March 23, 2018, https://theoutline.com/post/3868/satellite-broadband-internet-space-monopoly-spectrum-warehousing?zd=4&zi=4swfnw4o.。

        3.“先到先得”違背公平原則

        為了確保公平獲得無線電頻率和軌道位置Kiran Krishnan Nair, Small Satellites and Sustainable Development - Solutions in International Space Law, Cham: Springer, 2019, p. 60.,國(guó)際電信聯(lián)盟提出了公平使用的原則,以確保每個(gè)國(guó)家(不論航天與否)在任何時(shí)候都有機(jī)會(huì)進(jìn)入太空,并獲得與衛(wèi)星進(jìn)行通信所需的頻譜,而不會(huì)造成或受到他人的干擾國(guó)際電信聯(lián)盟:《全權(quán)代表大會(huì)通過的基本文件匯編(2019年版)》,2019年3月,第49頁。。為貫徹這一條款,國(guó)際電信聯(lián)盟對(duì)地球同步軌道的軌道和頻譜資源按地區(qū)進(jìn)行分配,此外還為每個(gè)國(guó)家保留了帶寬和時(shí)隙。但這一方式卻并沒有在非地球同步軌道上的衛(wèi)星分配程序中執(zhí)行。當(dāng)前,對(duì)低地球軌道的頻軌資源,仍然采取“先到先得”的方式,而目前的巨型星座都是由發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)起的,因此,這將帶來新興國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的公平問題。

        近地軌道雖然不像地球靜止軌道那樣只有赤道上空距離地面3.6萬公里左右的一圈,但低軌小衛(wèi)星星座運(yùn)行軌道大多在300公里-1000公里,這一空間能容納的小衛(wèi)星在現(xiàn)有技術(shù)條件下也是相對(duì)有限的資源。另外,對(duì)于地球靜止軌道等較特殊軌道的爭(zhēng)奪,往往需要邁過較高的技術(shù)門檻,能將衛(wèi)星送入3.6萬公里高軌道的國(guó)家往往只有少數(shù)航天強(qiáng)國(guó)。與之相對(duì)照,進(jìn)入低軌小衛(wèi)星星座運(yùn)行軌道所需的航天技術(shù)要求就低很多,因此,有航天發(fā)射能力的很多國(guó)家或商業(yè)航天發(fā)射公司競(jìng)相進(jìn)入這一軌道,加上低軌小衛(wèi)星星座在對(duì)地測(cè)繪、通信、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)方面可能獲得豐厚利潤(rùn),更使得這一類軌道大受青睞。

        (二)存在網(wǎng)絡(luò)攻擊隱患

        在一定程度上,低軌小衛(wèi)星星座是航天技術(shù)、信息技術(shù)和新材料技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物,它既是對(duì)日益擴(kuò)展和普及的各類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在嚴(yán)重依賴的太空資產(chǎn),又是事關(guān)國(guó)家安全和民眾生活的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)“太空段”的組成部分。低軌小衛(wèi)星星座作為各國(guó)越來越重要的太空基礎(chǔ)設(shè)施,因成本約束,它的防御能力比大衛(wèi)星系統(tǒng)往往更低,小衛(wèi)星星座系統(tǒng)復(fù)雜的信息網(wǎng)絡(luò)連接使得其易受攻擊的節(jié)點(diǎn)更多,加之小衛(wèi)星本身可能成為太空武器,從而使其遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊威脅更大,此類安全問題也更顯突出和嚴(yán)重。

        1.小衛(wèi)星為節(jié)約成本防御能力更低

        限于投資金額有限和壓縮成本的需要,小衛(wèi)星星座的所有者往往不會(huì)對(duì)衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行必要的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)。一方面,為衛(wèi)星系統(tǒng)提供及時(shí)必要的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)需要長(zhǎng)期耗費(fèi)人力物力,本身是一筆不小的開銷。尤其對(duì)于數(shù)量龐大的衛(wèi)星星座來說,對(duì)衛(wèi)星固件的更新可能需要從不同的地面站一個(gè)個(gè)發(fā)送給正在其上空運(yùn)行的衛(wèi)星,這種遠(yuǎn)程處理本身就需要更高的技術(shù)能力。另一方面,小衛(wèi)星星座為了節(jié)約成本,往往使用通用性的“商業(yè)現(xiàn)貨”硬件、開源軟件,甚至共享地面站。這些硬件和設(shè)備可能在世界各地制造,制造過程中就存在被內(nèi)置漏洞的危險(xiǎn)。此外,這些通用部件往往使用的是問世多年的成熟技術(shù),也更容易獲得,因此更容易被黑客研究和攻破。對(duì)于小衛(wèi)星星座的運(yùn)營(yíng)商來說,及時(shí)提供衛(wèi)星服務(wù)、在市場(chǎng)中盈利是更為緊迫的生存需要。在當(dāng)前低軌小衛(wèi)星星座競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)起云涌的情況下,率先搶占頻軌資源、率先發(fā)射衛(wèi)星組網(wǎng)、率先面向市場(chǎng)提供服務(wù)關(guān)系到公司的生死存亡。在這種情況下,安全隱患往往被拋到一邊。

        2.低軌小衛(wèi)星星座易受攻擊的節(jié)點(diǎn)更多

        低軌小衛(wèi)星星座動(dòng)輒成百上千顆衛(wèi)星運(yùn)行在太空,本身就為網(wǎng)絡(luò)攻擊提供了越來越多的切入口。針對(duì)太空系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊,可以從太空設(shè)備、地面設(shè)備、信息鏈路和用戶終端四個(gè)方面進(jìn)行。此外,從無線電功率的角度看,由于低地球軌道離地面更近,因此,比更高軌道的衛(wèi)星更容易受到干擾,發(fā)動(dòng)攻擊所需的設(shè)備門檻更低。這些商業(yè)太空公司最終目的又是為數(shù)以億計(jì)的地面用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù),整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜可想而知。代碼安全審計(jì)機(jī)構(gòu)NCC集團(tuán)的運(yùn)輸保證業(yè)務(wù)總監(jiān)安迪·戴維斯(Andy Davis)認(rèn)為,對(duì)在軌資產(chǎn)及其相關(guān)地面支持基礎(chǔ)設(shè)施的攻擊面有所增加,并將繼續(xù)大大增加。衛(wèi)星系統(tǒng)面臨兩個(gè)主要威脅:一是對(duì)地面站基礎(chǔ)設(shè)施的攻擊;二是對(duì)安裝在衛(wèi)星上的開源軟件和“商業(yè)現(xiàn)貨”硬件的威脅。到目前為止,最容易受到攻擊的是基于地面的基礎(chǔ)設(shè)施,因?yàn)檫@些基礎(chǔ)設(shè)施通過互聯(lián)網(wǎng)連接并由人類操作Mark Holmes, “The Growing Risk of a Major Satellite Cyber Attack”, Via Satellite, November, 2019, http://interactive.satellitetoday.com/via/november-2019/the-growing-risk-of-a-major-satellite-cyber-attack/.。

        3.小衛(wèi)星本身可能成為太空武器

        低軌小衛(wèi)星星座應(yīng)用可能性和場(chǎng)景多種多樣,小型衛(wèi)星的數(shù)量眾多,難以判斷其用途,對(duì)小衛(wèi)星缺乏有效的驗(yàn)證機(jī)制和干預(yù)措施Kiran Krishnan Nair, Small Satellites and Sustainable Development - Solutions in International Space Law, Cham: Springer, 2019, p. 63.。機(jī)動(dòng)小型衛(wèi)星設(shè)計(jì)功能可用于在軌檢查、維修等,它們還可用于與其他衛(wèi)星相撞,甚至攜帶激光或其他定向能武器,可攻擊、燃燒對(duì)手衛(wèi)星的光學(xué)器件、太陽能電池板和其他航天器材料。某些國(guó)家在極力推進(jìn)“天軍”建設(shè)的背景下,正在利用低軌小衛(wèi)星星座在對(duì)地偵察、導(dǎo)彈預(yù)警、軍事通信、精確制導(dǎo)等方面的優(yōu)勢(shì),研發(fā)、部署各種類型的軍用低軌小衛(wèi)星星座。在太空軍事利用已成為現(xiàn)實(shí)的當(dāng)下,應(yīng)注意個(gè)別國(guó)家隱藏的突破太空安全底線的做法。有的國(guó)家軍方和情報(bào)部門致力于開發(fā)和部署小衛(wèi)星寄宿致盲或攻擊他方太空資產(chǎn)的隱蔽武器,利用星座“補(bǔ)網(wǎng)”機(jī)會(huì),開發(fā)低軌軍事快速響應(yīng)體系以及微小型共軌式反衛(wèi)武器。

        (三)“凱斯勒現(xiàn)象”威脅

        低軌小衛(wèi)星星座大量部署可能造成太空碎片急劇增加,甚至導(dǎo)致“凱斯勒現(xiàn)象”(Kessler Syndrome)威脅。“凱斯勒現(xiàn)象”是由美國(guó)科學(xué)家唐納德·K. 凱斯勒提出的關(guān)于太空碎片級(jí)聯(lián)碰撞效應(yīng)的一個(gè)假設(shè):當(dāng)在近地軌道運(yùn)轉(zhuǎn)的物體的密度達(dá)到一定程度時(shí),將讓這些物體在碰撞后產(chǎn)生的碎片能夠形成更多的新撞擊,形成級(jí)聯(lián)效應(yīng),意味著近地軌道將被危險(xiǎn)的太空碎片所覆蓋。“如果這個(gè)假設(shè)變成現(xiàn)實(shí),對(duì)航天事業(yè)而言將是一場(chǎng)災(zāi)難,人類將再難走出地球?!蹦咚紳崳骸段⑿⌒l(wèi)星:小身材帶來大壓力》,《科學(xué)報(bào)》2015年11月12日。

        1.衛(wèi)星數(shù)量多、壽命短,易產(chǎn)生太空碎片

        小衛(wèi)星星座可能會(huì)對(duì)太空環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。首先,小衛(wèi)星體積小,難以追蹤,而且通常與其他衛(wèi)星一起搭載,并放置在相似的軌道上,這對(duì)于太空態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)來說是一個(gè)考驗(yàn)。第二,小衛(wèi)星星座由數(shù)量巨大的小衛(wèi)星組成,需要經(jīng)過多次火箭發(fā)射將其送入軌道,廢棄的火箭部件也很容易成為繼續(xù)漂浮在太空中的碎片。第三,單顆小衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命短,可靠性也相對(duì)較低。

        低軌小衛(wèi)星星座的衛(wèi)星數(shù)量多,將需要來自附近軌道上所有其他衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商及時(shí)、準(zhǔn)確的信息,以及有關(guān)空間碎片的準(zhǔn)確數(shù)據(jù),以協(xié)調(diào)其星座。進(jìn)行回避機(jī)動(dòng)會(huì)消耗燃料和動(dòng)力,因此,對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來說是昂貴的。低軌小衛(wèi)星星座從效費(fèi)比角度考慮,單顆小衛(wèi)星更新補(bǔ)充靈活快速,往往從成本約束上使其設(shè)計(jì)壽命短、可靠性也相對(duì)較低。在整個(gè)星座不受影響的情況下,不時(shí)更換會(huì)不斷產(chǎn)生大量的退役或故障衛(wèi)星,如不預(yù)先考慮,任其失能或隨意丟棄,就會(huì)漂浮在近地軌道,成為危害極大的太空碎片。

        2.私營(yíng)小衛(wèi)星管理存在困難

        私營(yíng)公司的小衛(wèi)星星座出于成本考慮,在信息共享、規(guī)避碰撞等方面缺少主動(dòng)性。但多數(shù)小衛(wèi)星為節(jié)約成本,不會(huì)裝載推進(jìn)系統(tǒng),因此,不能主動(dòng)避免碰撞或使衛(wèi)星偏離軌道,大多數(shù)小衛(wèi)星在部署后都無法進(jìn)一步操縱。即使小衛(wèi)星具備變軌能力,進(jìn)行回避機(jī)動(dòng)也會(huì)消耗燃料和動(dòng)力,這對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來說是非常昂貴的。事實(shí)上,國(guó)際法規(guī)并沒有明確在兩顆都處于運(yùn)行狀態(tài)的衛(wèi)星即將碰撞時(shí),該由哪一方作出避讓。商業(yè)公司出于維護(hù)短期利益的需要,可能會(huì)忽視長(zhǎng)期的太空公益。

        此外,強(qiáng)制私營(yíng)企業(yè)執(zhí)行衛(wèi)星廢棄后離軌的措施也相當(dāng)困難?!端槠徑庵改稀方ㄗh,失效的航天器應(yīng)在25年內(nèi)離開低地球軌道。私營(yíng)小衛(wèi)星不但可能缺少推進(jìn)裝置,即使有,也很難犧牲正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間而將燃料留給離軌機(jī)動(dòng)。根據(jù)NASA的研究,在沒有大型衛(wèi)星星座的情況下,如果90%的航天器能遵守25年內(nèi)離軌的規(guī)定,且軌道上不出現(xiàn)爆炸,低地球軌道上的物體將在200年內(nèi)增加40%J.-C. Liou, M. Matney, A. Vavrin, A. Manis and D. Gates, “NASA ODPOs Large Constellation Study”, Orbital Debris Quarterly News, Vol. 22, No. 3, September, 2018, p. 5.。目前,能遵守離軌規(guī)定的衛(wèi)星只有約60%“ESA Commissions Worlds First Space Debris Removal”, ESA, December 9, 2019, https://www.esa.int/Safety_Security/Clean_Space/ESA_commissions_world_s_first_space_debris_removal.,屬于小衛(wèi)星星座的衛(wèi)星遵守這一規(guī)定的比例可能更少。

        3.安全性能差,太空交通事故易發(fā)

        低軌小衛(wèi)星星座由于強(qiáng)調(diào)降低成本和批量化生產(chǎn),導(dǎo)致小衛(wèi)星故障率很高。譬如,“星鏈”項(xiàng)目首先發(fā)射的60顆小衛(wèi)星中,有3顆出現(xiàn)故障無法正常執(zhí)行任務(wù),故障率為5%Jonathan OCallaghan, “‘Not Good Enough - SpaceX Reveals That 5% of Its Starlink Satellites Have Failed in Orbit So Far”, Forbes, June 30, 2019, https://www.forbes.com/sites/jonathanocallaghan/2019/06/30/not-good-enough-spacex-reveals-that-5-of-its-starlink-satellites-have-failed-in-orbit/#5e422a367e6b.。這樣的故障率將導(dǎo)致該項(xiàng)目會(huì)有600顆衛(wèi)星無法工作,成為漂浮在低地球軌道上的太空碎片。同時(shí),為了替換這些發(fā)生故障的衛(wèi)星,又需要太空公司為星座準(zhǔn)備足夠多的備用衛(wèi)星,或重新向軌道上發(fā)射新衛(wèi)星,這些發(fā)射本身也將會(huì)增加新的太空碎片Samantha Le May, Steve Gehly, Brett Carter and Sven Flegel, “Space Debris Collision Probability Analysis for Proposed Global Broadband Constellations”, Acta Astronotica, Vol. 151, October, 2018, p. 453.。

        小型衛(wèi)星通常缺乏推進(jìn)系統(tǒng),因此不能主動(dòng)避免碰撞或使軌道偏離。盡管目前正在開發(fā)不少小衛(wèi)星的推進(jìn)系統(tǒng),以與“立方星”(CubeSat)標(biāo)準(zhǔn)兼容,但現(xiàn)實(shí)情況是,由于燃料太少,大多數(shù)衛(wèi)星在部署后都無法進(jìn)一步操縱。隨著軌道中太空碎片數(shù)量的增長(zhǎng),將超出凱斯勒曾預(yù)測(cè)的臨界值,這樣,不斷增多的太空碎片將導(dǎo)致碎片之間的隨機(jī)碰撞,這些隨機(jī)碰撞將會(huì)以更快的速度產(chǎn)生更多碎片?,F(xiàn)在,科學(xué)家之間普遍達(dá)成共識(shí),太空中的碎片數(shù)量已經(jīng)超過了這個(gè)臨界值,低地球軌道上集中了大量人類制造的太空碎片,即使人類不再發(fā)射衛(wèi)星,這個(gè)區(qū)域也會(huì)不斷產(chǎn)生新的太空碎片。由六個(gè)不同的太空機(jī)構(gòu)進(jìn)行的計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測(cè),每隔五到九年,低地球軌道上就會(huì)發(fā)生像銥星-33和宇宙-2215那樣的碰撞Brian Weeden, “Space Situational Awareness: Examining Key Issues and the Changing Landscape”, Hearing of the Subcommittee on Space and Aeronautics U.S. House of Representatives, February 11, 2020, https://science.house.gov/imo/media/doc/Weeden%20Testimony.pdf.。

        三、低軌小衛(wèi)星星座的安全治理

        低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展中出現(xiàn)的上述主要安全問題,已超出相關(guān)航天企業(yè)和組織自身單一能力的范疇,它需要國(guó)家的規(guī)制管理、國(guó)際組織的監(jiān)督協(xié)調(diào),乃至民間科技、法律方面的個(gè)人和組織都廣泛參與的太空安全治理來加以化解。具體來說,中國(guó)積極參與低軌小衛(wèi)星星座安全治理:在頻率/軌道方面,應(yīng)推動(dòng)聯(lián)合國(guó)及其相關(guān)機(jī)構(gòu)主導(dǎo)性介入頻率/軌道相關(guān)立法規(guī)范和監(jiān)督執(zhí)行等;在防止和減少低軌小衛(wèi)星星座遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊方面,應(yīng)從技術(shù)保障、性能改善以及國(guó)際交流和合作等方面,增加小衛(wèi)星星座防御能力和安全彈性;在減緩和消除低軌小衛(wèi)星星座引起的太空碎片危害方面,應(yīng)協(xié)調(diào)相關(guān)國(guó)家和國(guó)際組織制定小衛(wèi)星主動(dòng)離軌能力、相關(guān)數(shù)據(jù)共享的標(biāo)準(zhǔn)要求,并修訂完善有針對(duì)性的太空碎片減緩措施。

        (一)力促聯(lián)合國(guó)主導(dǎo)性介入頻率/軌道問題

        隨著低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展和實(shí)際部署,相關(guān)太空主體對(duì)頻率/軌道資源爭(zhēng)奪日趨激烈的安全問題,亟需慎重對(duì)待和解決。由于進(jìn)入太空具有較高的技術(shù)和綜合國(guó)力門檻,太空頻率/軌道爭(zhēng)奪問題的矛盾集中于“作為既得利益集團(tuán),西方太空強(qiáng)國(guó)根本不會(huì)為了世界各國(guó),尤其是后發(fā)國(guó)家公平獲得頻軌資源而進(jìn)行機(jī)制的改革”何奇松:《太空安全問題研究》,復(fù)旦大學(xué)出版社2014年版,第159頁。。為此,中國(guó)應(yīng)積極推動(dòng)聯(lián)合國(guó)及相關(guān)機(jī)構(gòu)主導(dǎo)性介入這一問題的探討和解決,強(qiáng)調(diào)結(jié)合航天技術(shù)發(fā)展實(shí)際,兼顧效率與公平的原則,針對(duì)低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展,完善相關(guān)規(guī)則,規(guī)范對(duì)頻率/軌道資源的合理、高效和安全利用。

        1.確保小衛(wèi)星及時(shí)登記注冊(cè)

        強(qiáng)制性的衛(wèi)星注冊(cè)登記是識(shí)別衛(wèi)星位置、進(jìn)行軌道分配和太空交通管理的基礎(chǔ)。按照《登記公約》的要求,每一枚衛(wèi)星的發(fā)射都需要在其發(fā)射國(guó)的國(guó)家登記冊(cè)中登記,并將相關(guān)情況提交給聯(lián)合國(guó)秘書長(zhǎng)聯(lián)合國(guó):《關(guān)于登記射入外層空間物體的公約》,1976年。。然而,當(dāng)前小衛(wèi)星星座的發(fā)射可能涉及多個(gè)國(guó)家——發(fā)射地點(diǎn)可能包括多個(gè)國(guó)家,衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商和衛(wèi)星所有者可能屬于不同國(guó)家,小衛(wèi)星還可能作為有效載荷搭載到更大的衛(wèi)星中發(fā)射。依據(jù)國(guó)際法,這需要涉及到相關(guān)國(guó)家自行協(xié)調(diào)在哪一國(guó)登記,這就導(dǎo)致各國(guó)對(duì)《登記公約》的要求出現(xiàn)不同理解,并造成執(zhí)行時(shí)的混亂與漏洞。因此,有必要在《登記公約》基礎(chǔ)上對(duì)衛(wèi)星登記注冊(cè)作出更具體的規(guī)定。

        2007年12月,聯(lián)合國(guó)大會(huì)通過了《關(guān)于加強(qiáng)國(guó)家和國(guó)際政府間組織登記空間物體的做法的建議》,建議以對(duì)衛(wèi)星負(fù)有經(jīng)營(yíng)責(zé)任的國(guó)家為主,對(duì)聯(lián)合發(fā)射的若干衛(wèi)星分別登記聯(lián)合國(guó):《關(guān)于加強(qiáng)國(guó)家和國(guó)際政府間組織登記空間物體的做法的建議》,A/RES/62/101,https://www.unoosa.org/pdf/gares/ARES_62_101C.pdf,2008-01-10。。這一建議為小衛(wèi)星登記提供了較為明確的依據(jù)和指引,即衛(wèi)星應(yīng)在對(duì)其負(fù)有經(jīng)營(yíng)責(zé)任的國(guó)家進(jìn)行登記,向太空發(fā)射的每一個(gè)物體都應(yīng)當(dāng)分別登記。然而,這一文件并不具有法律約束力。事實(shí)上,這份建議是作為聯(lián)合國(guó)決議在第62屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上通過的,獲得了成員國(guó)的一致支持。因此,有理由相信,國(guó)際社會(huì)對(duì)衛(wèi)星登記相關(guān)事項(xiàng)存在共識(shí),對(duì)事關(guān)人類命運(yùn)的太空安全問題存在共同利益。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步推動(dòng)該決議內(nèi)容成為具有強(qiáng)制力的國(guó)際法,推動(dòng)各國(guó)依據(jù)決議內(nèi)容明確國(guó)內(nèi)太空法對(duì)衛(wèi)星登記的相關(guān)要求,在全世界范圍內(nèi)形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、責(zé)任明確的衛(wèi)星登記規(guī)范。

        此外,衛(wèi)星所有者還應(yīng)及時(shí)通報(bào)衛(wèi)星的運(yùn)行狀態(tài),已經(jīng)廢棄的衛(wèi)星應(yīng)盡快向各國(guó)政府部門通報(bào)變更信息。小衛(wèi)星的發(fā)射和運(yùn)行周期較短,如果不能及時(shí)向管理部門通報(bào)信息,將進(jìn)一步造成衛(wèi)星管理的混亂。還應(yīng)明確各國(guó)向聯(lián)合國(guó)提交衛(wèi)星注冊(cè)或變更信息的時(shí)間范圍,要求各國(guó)在本國(guó)衛(wèi)星注冊(cè)或信息變更后盡快向聯(lián)合國(guó)提交信息,便于聯(lián)合國(guó)及時(shí)掌握情況。

        2.規(guī)范頻軌資源利用

        聯(lián)合國(guó)的重要專門機(jī)構(gòu)——國(guó)際電信聯(lián)盟應(yīng)當(dāng)通過確立明確的規(guī)則,避免“囤積頻譜”現(xiàn)象的產(chǎn)生。法規(guī)的不確定性可能導(dǎo)致行為體發(fā)現(xiàn)漏洞,在這種情況下,國(guó)際電信聯(lián)盟需要通過明確的決議,為各國(guó)政府提供一種工具,使其能夠遏制私人太空公司“囤積頻譜”的行為。在2019年世界無線電大會(huì)上,國(guó)際電信聯(lián)盟作出明確規(guī)定,已申請(qǐng)的非地球靜止軌道衛(wèi)星須在目前規(guī)則階段結(jié)束后的兩年內(nèi)部署啟用10%的衛(wèi)星,五年內(nèi)部署50%,7年內(nèi)完成部署。這能夠?qū)Σ糠痔掌髽I(yè)“囤積頻譜”的現(xiàn)象起到一定的抑制作用,但仍然無法阻擋太空發(fā)達(dá)國(guó)家以“先到先得”的方式提前占據(jù)頻譜資源。因此,國(guó)際電信聯(lián)盟仍然有必要討論對(duì)非地球靜止軌道衛(wèi)星進(jìn)行公平劃分的問題,可以參照對(duì)地球同步軌道按地區(qū)進(jìn)行分配的做法,對(duì)低地球軌道的位置作出適當(dāng)分配,為發(fā)展中國(guó)家留出更多空間。鑒于低軌小衛(wèi)星星座位于地球與地球同步軌道之間,因此,對(duì)包括低軌在內(nèi)的其他地球軌道資源進(jìn)行限制和分配,在物理上是必要的,也是合理的。因?yàn)檫M(jìn)出較高軌道的每一次通信都必須通過低軌道進(jìn)行傳輸,因此,對(duì)低軌衛(wèi)星的分配和管理也可以避免對(duì)高軌衛(wèi)星的干擾。

        此外,國(guó)際電信聯(lián)盟應(yīng)針對(duì)無線電行業(yè)的未來發(fā)展,為包括小衛(wèi)星在內(nèi)的衛(wèi)星行業(yè)劃分更加明確的頻譜范圍,強(qiáng)化對(duì)小衛(wèi)星無線電干擾的相關(guān)查證,減少不同軌道間衛(wèi)星相互干擾的可能性。同時(shí),為太空運(yùn)營(yíng)實(shí)體之間的頻率協(xié)調(diào)提供一定指引,鼓勵(lì)行業(yè)內(nèi)部形成相互溝通和協(xié)調(diào)頻率的機(jī)制,為化解頻率干擾而導(dǎo)致的矛盾提供幫助。

        3.積極發(fā)揮參與頻軌治理的作用

        作為負(fù)責(zé)任的大國(guó),中國(guó)也應(yīng)當(dāng)不斷提高自身參與太空頻軌規(guī)則制定的影響力和話語權(quán)。首先,借助國(guó)際電信聯(lián)盟和世界無線電大會(huì)等國(guó)際平臺(tái),積極推動(dòng)低地球軌道的頻軌制度完善。當(dāng)前,低軌小衛(wèi)星星座的頻率/軌道時(shí)隙管理仍由國(guó)際電信聯(lián)盟主導(dǎo),國(guó)際電信聯(lián)盟已經(jīng)認(rèn)識(shí)到小衛(wèi)星星座中與頻率備案有關(guān)的問題。2015年和2019年的兩次世界無線電通信大會(huì)(WRC)都討論了相關(guān)問題。由于大多數(shù)國(guó)家都會(huì)參與世界無線電通信大會(huì),會(huì)議每次也都會(huì)出臺(tái)新的決議,因此,每3至4年舉行一次的世界無線電通信大會(huì)是國(guó)際社會(huì)討論和修訂相關(guān)法律框架的理想平臺(tái)。應(yīng)當(dāng)繼續(xù)推薦更多專家進(jìn)入國(guó)際電信聯(lián)盟和世界無線電通信大會(huì)管理層,代表利益、發(fā)出聲音,同時(shí),廣泛考察國(guó)內(nèi)低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展需求,向無線電大會(huì)遞交更多有價(jià)值的提案,促進(jìn)太空的公平和規(guī)范利用,為中國(guó)低軌小衛(wèi)星發(fā)展?fàn)幦「嗫臻g。

        其次,技術(shù)的發(fā)展可能是解決未來頻軌資源爭(zhēng)端的有效途徑??梢赃M(jìn)一步研制能夠減少衛(wèi)星無線電干擾的技術(shù),尤其是減少低軌衛(wèi)星對(duì)高軌衛(wèi)星干擾的技術(shù),例如,使低軌衛(wèi)星在經(jīng)過赤道時(shí)能夠自動(dòng)改變方向和功率,從而減少對(duì)赤道上方地球同步軌道衛(wèi)星的影響;積極研發(fā)光通信技術(shù),開辟通信方式的新領(lǐng)域,減少對(duì)無線電頻率的依賴。

        最后,還應(yīng)當(dāng)積極對(duì)接國(guó)際法,為國(guó)內(nèi)低軌小衛(wèi)星的申請(qǐng)、建設(shè)、運(yùn)行提供明確法律規(guī)范和政策指引。當(dāng)前,中國(guó)商業(yè)小衛(wèi)星行業(yè)還處于初步發(fā)展階段,對(duì)國(guó)際規(guī)范的把握和執(zhí)行缺少經(jīng)驗(yàn)。政府應(yīng)當(dāng)依據(jù)現(xiàn)有國(guó)際法,針對(duì)低軌小衛(wèi)星行業(yè)的特點(diǎn),制定有關(guān)國(guó)內(nèi)法規(guī)和行業(yè)規(guī)范,確保國(guó)內(nèi)衛(wèi)星企業(yè)能夠及時(shí)、有效地根據(jù)法規(guī)政策調(diào)整行動(dòng)。

        (二)主張有效防范針對(duì)衛(wèi)星星座的網(wǎng)絡(luò)攻擊

        太空基礎(chǔ)設(shè)施安全是網(wǎng)絡(luò)安全的最前沿?!疤蘸推湎嚓P(guān)領(lǐng)域存在的網(wǎng)絡(luò)安全隱患將會(huì)成為國(guó)家、地區(qū)或國(guó)際問題,而要了解認(rèn)知這種非傳統(tǒng)安全威脅,就必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)和太空安全的交叉問題進(jìn)行研究。”David Livingstone and Patricia Lewis, Space, the Final Frontier for Cybersecurity, International Security Department, Chatham House, September, 2016.低軌小衛(wèi)星星座大量部署和廣泛應(yīng)用,已成為大多太空國(guó)家太空基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,防止對(duì)其網(wǎng)絡(luò)攻擊的威脅是低軌小衛(wèi)星星座安全治理面臨的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。

        1.增強(qiáng)星座本身安全彈性

        對(duì)低軌小衛(wèi)星星座的網(wǎng)絡(luò)攻擊往往來無影去無蹤,因此,應(yīng)對(duì)此類攻擊首當(dāng)其沖的是提高自身防御能力,增強(qiáng)星座系統(tǒng)的安全彈性。這里所指的低軌小衛(wèi)星星座的安全彈性,主要是它面對(duì)各種對(duì)手的網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí),仍然能夠依靠事先的彈性設(shè)計(jì)和補(bǔ)充,繼續(xù)保持提供原有功能的能力,實(shí)現(xiàn)遭受部分乃至全部除去作用力后仍能恢復(fù)核心功能的目的。

        一是低軌小衛(wèi)星星座基于經(jīng)濟(jì)成本約束,購(gòu)買廉價(jià)組件(例如通常是“新空間”活動(dòng)基礎(chǔ)的“開源技術(shù)”)不應(yīng)以犧牲網(wǎng)絡(luò)安全性為代價(jià)。對(duì)于系統(tǒng)所需核心軟件,必須擁有更好的自主檢測(cè)、防惡意病毒以及其他各種網(wǎng)絡(luò)攻擊的能力,星載網(wǎng)絡(luò)防御系統(tǒng)應(yīng)加強(qiáng)其智能化定期更新能力,以應(yīng)對(duì)層出不窮的網(wǎng)絡(luò)威脅。二是在低軌小衛(wèi)星星座預(yù)先設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分評(píng)估、考慮對(duì)手網(wǎng)絡(luò)攻擊情況,從星座系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和功能上分散高風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)。這主要是充分運(yùn)用集約技術(shù),將天基任務(wù)、功能或傳感器以及星間鏈路分散到一個(gè)或多個(gè)軌道平面、平臺(tái)、載具,或多域的多個(gè)系統(tǒng)之中,盡量在不影響整體功能的前提下,進(jìn)行合理的分布式處理。三是增強(qiáng)低軌小衛(wèi)星星座在欺騙、防護(hù)、機(jī)動(dòng)方面的抗壓能力和靈活應(yīng)對(duì)能力,降低對(duì)手首次網(wǎng)絡(luò)攻擊的效能,同時(shí)在其他領(lǐng)域建立強(qiáng)大的對(duì)抗能力,并確保在承受首次打擊后能夠?qū)?duì)手進(jìn)行報(bào)復(fù)打擊。這要求低軌小衛(wèi)星星座中的衛(wèi)星具備一定的在軌機(jī)動(dòng)能力與自我檢測(cè)、維修能力,在進(jìn)入太空方面具備快速響應(yīng)和補(bǔ)充能力。四是適當(dāng)預(yù)留和展示低軌小衛(wèi)星星座的防御性網(wǎng)絡(luò)攻防對(duì)抗能力,起到有效威懾?cái)呈志W(wǎng)絡(luò)攻擊的作用。通過低軌小衛(wèi)星星座自身網(wǎng)絡(luò)攻防對(duì)抗的充足準(zhǔn)備和決心意圖顯示,并通過適當(dāng)方式傳遞給敵手,懾止敵手可能的網(wǎng)絡(luò)攻擊行為。

        2.提高對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊的歸因能力

        低軌小衛(wèi)星星座正發(fā)展成太空國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施,成為一國(guó)通信、金融、農(nóng)業(yè)等幾乎遍及各行各業(yè)的連接網(wǎng)絡(luò)的“太空段”之一。防止對(duì)低軌小衛(wèi)星星座所展開的網(wǎng)絡(luò)攻擊,就需要想方設(shè)法提高對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊的歸因能力。

        首先,從技術(shù)上,應(yīng)加強(qiáng)低軌小衛(wèi)星星座網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)。這需要在低軌小衛(wèi)星星座網(wǎng)絡(luò)安全方面具有強(qiáng)大的技術(shù)與數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì),切實(shí)支撐應(yīng)對(duì)這種網(wǎng)絡(luò)威脅的歸因能力。這需要建設(shè)和利用龐大的、銜接的太空網(wǎng)絡(luò)體系,強(qiáng)大的大數(shù)據(jù)搜集能力,以及對(duì)全球各種專業(yè)和社會(huì)數(shù)據(jù)充分掌握,從而能迅速追溯攻擊源頭,鎖定敵手,形成堅(jiān)實(shí)的證據(jù)鏈。

        其次,從制度上,應(yīng)建設(shè)政府、企業(yè)、專家等多方配合的低軌小衛(wèi)星星座網(wǎng)絡(luò)安全體系和機(jī)制。低軌小衛(wèi)星星座網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)牽涉主體眾多,網(wǎng)絡(luò)攻擊歸因程序復(fù)雜,時(shí)效性要求高,因此,需要預(yù)先建立相關(guān)機(jī)制,能全領(lǐng)域、全流程進(jìn)行監(jiān)控,及時(shí)追蹤溯源,即刻啟動(dòng)應(yīng)對(duì)反制行動(dòng)。政府管理部門在協(xié)調(diào)、情報(bào)和執(zhí)法上有特定優(yōu)勢(shì),企業(yè)在威脅感知、一線數(shù)據(jù)收集上往往更直接、方便,無論太空還是網(wǎng)絡(luò),都是專業(yè)性、系統(tǒng)性很強(qiáng)的領(lǐng)域,因而能在低軌小衛(wèi)星星座網(wǎng)絡(luò)攻擊歸因上發(fā)揮不可或缺、不可替代的作用。這些不同主體在技術(shù)與數(shù)據(jù)上相互合作、互相呼應(yīng),體系發(fā)力,可較及時(shí)地展開大規(guī)模追蹤溯源和關(guān)聯(lián)分析,鎖定威脅源頭。

        最后,從法律上,應(yīng)加強(qiáng)國(guó)內(nèi)立法和國(guó)際司法合作。低軌小衛(wèi)星星座作為重要太空資產(chǎn),對(duì)它進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊,往往被視為高階政治的嚴(yán)重挑釁行為,有關(guān)歸因需要有根有據(jù),一旦鎖定對(duì)手,必然會(huì)毫不留情地動(dòng)用嚴(yán)厲手段,進(jìn)行強(qiáng)力反制。在國(guó)內(nèi)立法方面,應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)歸類,劃清紅線,明確控制標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)對(duì)敵手的有效太空網(wǎng)絡(luò)威懾,消除誤判,維護(hù)戰(zhàn)略穩(wěn)定。在對(duì)低軌小衛(wèi)星星座網(wǎng)絡(luò)攻擊的國(guó)際法層面,“對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊確定國(guó)家責(zé)任的前提,是通過國(guó)際法進(jìn)行負(fù)責(zé)任的歸因,既不應(yīng)使實(shí)際從事和控制網(wǎng)絡(luò)攻擊的國(guó)家逍遙法外,也不應(yīng)擴(kuò)大國(guó)家責(zé)任的范圍而傷及無辜”黃志雄:《論網(wǎng)絡(luò)攻擊在國(guó)際法上的歸因》,《環(huán)球法律評(píng)論》2014年第5期。。

        3.建立國(guó)際溝通合作機(jī)制

        低軌小衛(wèi)星星座功能日益完善和彰顯,也使之成為大國(guó)戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的重要工具,圍繞它所展開的太空軍備競(jìng)賽,乃至暗中推進(jìn)其武器化的威脅已初露端倪?!熬W(wǎng)絡(luò)攻擊可摧毀或癱瘓衛(wèi)星和其它太空設(shè)備,潛在的解決方案是加強(qiáng)國(guó)際合作、制訂政策或增加技術(shù)研究投入?!盌avid Livingstone and Patricia Lewis, Space, the Final Frontier for Cybersecurity, International Security Department, Chatham House, The Royal Institute of International Affairs, September, 2016.為此,中國(guó)應(yīng)呼吁國(guó)際社會(huì)要盡快將低軌小衛(wèi)星星座安全問題納入相應(yīng)國(guó)際軍控機(jī)制加以考量。我們迫切需要發(fā)展一個(gè)靈活的國(guó)際太空和網(wǎng)絡(luò)安全制度,這種安排最初應(yīng)由國(guó)際“意愿聯(lián)盟”管理國(guó)際空間供應(yīng)鏈和數(shù)量有限的有能力的國(guó)家和其他關(guān)鍵利益相關(guān)者。這樣的制度將避免國(guó)際機(jī)構(gòu)(例如國(guó)際電信聯(lián)盟)制定的任何受監(jiān)管、集中化和指示性方法在協(xié)議和實(shí)施上不可避免的拖延。新的敏捷體制將集中于快速、積極的響應(yīng)機(jī)制,并且作為協(xié)調(diào)和監(jiān)督機(jī)構(gòu)的一個(gè)附帶利益,聯(lián)盟還可以促進(jìn)或減少相關(guān)太空主體在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上實(shí)現(xiàn)與太空網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的產(chǎn)品和服務(wù)的市場(chǎng)吸引力。

        促進(jìn)國(guó)際合作和相關(guān)措施實(shí)施主要包括“制訂太空網(wǎng)絡(luò)安全響應(yīng)準(zhǔn)則、政策要求、政府治理、管理、開放包容、政權(quán)強(qiáng)制行為、具備靈活性和主動(dòng)性、風(fēng)險(xiǎn)管理、降低供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)”David Livingstone and Patricia Lewis, Space, the Final Frontier for Cybersecurity, International Security Department, Chatham House, The Royal Institute of International Affairs, September, 2016.。理想情況下,需要對(duì)此類攻擊的指控進(jìn)行中立的仲裁。盡管在某些地區(qū)存在進(jìn)行這種中立仲裁的機(jī)制,但這仍然是例外而不是常規(guī)。一種可能性是建立聯(lián)合國(guó)授權(quán)的機(jī)構(gòu),以促進(jìn)具有國(guó)際合法性的全球參與。第一步可能是共同努力,確定構(gòu)成太空武裝攻擊的簡(jiǎn)單工作定義。在這方面出現(xiàn)的重要問題包括是否可以將諸如黑客入侵、干擾或欺騙衛(wèi)星之類的電子和網(wǎng)絡(luò)攻擊視為武裝攻擊,以及這些行動(dòng)是否以及如何對(duì)國(guó)際和平與安全構(gòu)成威脅。下一步將是評(píng)估國(guó)家的責(zé)任,特別是由于非國(guó)家行為體在外層空間活動(dòng)中的普遍性增加。聯(lián)合國(guó)安全理事會(huì)第1540號(hào)決議提供了一種可能的解決方案,因?yàn)樗跈?quán)每個(gè)國(guó)家控制其境內(nèi)的公民和個(gè)人行動(dòng)。關(guān)于太空的網(wǎng)絡(luò)和電子戰(zhàn),以第1540號(hào)決議為例,可以更清楚地看出,各國(guó)有責(zé)任確保防止其境內(nèi)的襲擊。

        在聯(lián)合國(guó)裁軍審議委員會(huì)中討論這些問題,可能是朝著未來監(jiān)管邁進(jìn)的適當(dāng)方式,這將有助于加深了解,并有望促進(jìn)政策融合。委員會(huì)可以從一般意義上討論太空電子和網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的廣泛方法,在處理特定問題的較窄方法的多種途徑中進(jìn)行選擇。鑒于本文所探討的內(nèi)容,可以考慮以下一些具體問題:確定對(duì)太空物體的武裝攻擊是什么?任何未來機(jī)制中對(duì)驗(yàn)證和監(jiān)視機(jī)制的要求是什么?如何列出進(jìn)行核查和監(jiān)測(cè)的國(guó)家技術(shù)手段?對(duì)這些問題討論的結(jié)果可隨后送交聯(lián)合國(guó)大會(huì)第一委員會(huì)和安全理事會(huì),以采取進(jìn)一步行動(dòng)。

        (三)推動(dòng)太空碎片緩解、移除和太空交通管理

        各國(guó)從技術(shù)、市場(chǎng)機(jī)制和法律層面嘗試緩解、移除太空碎片,以及關(guān)于加強(qiáng)太空交通管理的探討日益熱烈。為此,中國(guó)應(yīng)和國(guó)際社會(huì)一道,為應(yīng)對(duì)低軌小衛(wèi)星星座部署帶來太空碎片增加的安全挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn),積極推動(dòng)相關(guān)國(guó)際安全規(guī)則制定,以防范各國(guó)太空主體之間出現(xiàn)惡性競(jìng)爭(zhēng),維護(hù)近地軌道的太空環(huán)境安全。

        1.太空碎片減緩措施

        太空碎片減緩是指通過人類在太空中的活動(dòng)來限制新碎片的產(chǎn)生。此過程包括設(shè)計(jì)衛(wèi)星和太空系統(tǒng),以使其在正常運(yùn)行期間釋放的碎片量最小化;通過排空剩余燃料或釋放電池能量等方式,減少使用壽命結(jié)束時(shí)發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn);以及在使用壽命結(jié)束后,正確處置航天器。機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì)(Inter-Agency Space Debris Coordination Committee,IADC)在2017年指出,在低地球軌道上,當(dāng)前《太空碎片減緩指南》的實(shí)施水平“被認(rèn)為不足,并且沒有觀察到明顯的趨勢(shì)以實(shí)現(xiàn)更好的實(shí)施”IADC, “An Overview of the IADC Annual Activities”, 2017, https://www.iadc-online.org/Documents/IADC-17-02%20UN%20COPUOS%20STSC%20Presentation%20-%2021.12.2016.pdf.。IADC指出,衛(wèi)星關(guān)鍵系統(tǒng)的可靠性是“關(guān)鍵考慮因素”,以便提高衛(wèi)星“任務(wù)后廢棄處理”(Post-Mission Disposal,PMD)的可靠性IADC, “Statement on Large Constellations of Satellites in Low Earth Orbit”, 2017, https://www.iadc-online.org/Documents/IADC%20Statement%20on%20Large%20Constellations%20rev%203.pdf.。這需要從三方面來實(shí)現(xiàn),首先是要保證衛(wèi)星的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量,確保衛(wèi)星從部署、運(yùn)行直至任務(wù)結(jié)束后能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn),并最終進(jìn)行PMD操作。第二是分配足夠的資源和燃料來維持衛(wèi)星的最終運(yùn)轉(zhuǎn),包括實(shí)施PMD機(jī)動(dòng)。第三是對(duì)維護(hù)任務(wù)運(yùn)行和進(jìn)行PMD機(jī)動(dòng)所需的子系統(tǒng),實(shí)施適當(dāng)?shù)奈⒘餍求w和軌道碎片防撞保護(hù),在無法避免與軌道上其他物體碰撞時(shí),確保不會(huì)造成衛(wèi)星解體,進(jìn)而產(chǎn)生更多的碎片。

        誠(chéng)然,上述這些舉措都需要衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商在短期內(nèi)投入更多的成本,企業(yè)很難存在主動(dòng)意愿來執(zhí)行這些措施。這就需要從國(guó)際和國(guó)內(nèi)的法律制定和制度監(jiān)管上加以約束,進(jìn)一步推動(dòng)《太空碎片減緩指南》成為各國(guó)通用的習(xí)慣法;明確衛(wèi)星碰撞的責(zé)任和賠償機(jī)制,包括對(duì)發(fā)生碰撞的原因進(jìn)行分類,明確屬于人為過錯(cuò)的行為,使追究太空碎片制造方的責(zé)任有法可依。其次,應(yīng)當(dāng)不斷研發(fā)新技術(shù)、采用新方法,如脈沖式機(jī)動(dòng)、電力推進(jìn)以及風(fēng)帆展開裝置等,盡可能減少小衛(wèi)星脫離軌道的成本。此外,還可以從成本角度對(duì)商業(yè)太空實(shí)體展開宣傳,使太空企業(yè)認(rèn)識(shí)到:太空碎片的增多從長(zhǎng)期看將不斷增大衛(wèi)星在軌道中正常運(yùn)行的難度,如果放任不管,衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商需要準(zhǔn)備更多的備份衛(wèi)星以替換發(fā)生故障或碰撞的衛(wèi)星,而檢測(cè)故障衛(wèi)星和避免碰撞也會(huì)增加星座的運(yùn)營(yíng)成本,這同樣不利于企業(yè)未來的發(fā)展。

        2.太空碎片主動(dòng)移除

        即使沒有新的航天器發(fā)射,低地球軌道上現(xiàn)有太空物體也會(huì)不斷產(chǎn)生新的太空碎片。因此,有必要對(duì)現(xiàn)有的軌道碎片給予主動(dòng)清除,即太空碎片主動(dòng)移除(Active Debris Removal,ADR)(見圖4)。碎片主動(dòng)移除與碎片緩解措施不同,后者旨在減少將來在軌道上發(fā)射的物體數(shù)量,而太空碎片主動(dòng)移除則旨在清除已在軌道上的、不再運(yùn)行的物體,從而減少太空活動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。迄今為止,由于存在廣泛的政治、法律等非技術(shù)挑戰(zhàn),太空碎片主動(dòng)移除技術(shù)尚未得到實(shí)踐。直到2019年12月,歐空局才委托一家瑞士公司開展世界上第一次太空碎片移除任務(wù),該項(xiàng)目預(yù)計(jì)將在2025年實(shí)施“ESA Commissions Worlds First Space Debris Removal”, ESA, December 9, 2019, https://www.esa.int/Safety_Security/Clean_Space/ESA_commissions_world_s_first_space_debris_removal.。

        事實(shí)上,太空碎片主動(dòng)移除之所以遲遲未能開展,更多在于其政治敏感性。太空碎片移除技術(shù)既可能移除太空碎片,也可能破壞正常運(yùn)行的衛(wèi)星,甚至可以作為太空武器。若技術(shù)運(yùn)用不成熟,還可能人為造成現(xiàn)有碎片的進(jìn)一步解體。與此同時(shí),這種技術(shù)也可能成為某些國(guó)家開展太空軍備競(jìng)賽的借口。但太空碎片并不會(huì)因?yàn)槿祟惖莫q豫而減少,隨著人類對(duì)太空的進(jìn)一步利用和低軌星座的逐漸部署,這一問題只會(huì)愈加緊迫。

        考慮到低軌小衛(wèi)星星座的單個(gè)小衛(wèi)星的體積和質(zhì)量較小,在審批許可發(fā)射時(shí),應(yīng)提出每個(gè)小衛(wèi)星在任務(wù)結(jié)束時(shí),保持操控其主動(dòng)離軌的能力,保證可根據(jù)實(shí)際需要,遙控小衛(wèi)星重新落回稠密大氣層焚毀,減少其變成太空碎片的機(jī)會(huì),加上事先設(shè)計(jì)的解體控制功能,其細(xì)小殘骸落到地面造成威脅的可能性也極小。因此,各國(guó)不應(yīng)因政治或軍事敏感性而刻意回避太空碎片主動(dòng)清除措施。國(guó)際社會(huì)應(yīng)就這一議題建立一個(gè)適當(dāng)?shù)膰?guó)際合作和協(xié)商框架,就相關(guān)的法律和政策問題進(jìn)行廣泛討論,共同研發(fā)和試驗(yàn)在軌服務(wù)和碎片清除技術(shù),并在發(fā)掘在軌維修經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),為太空碎片主動(dòng)移除項(xiàng)目提供資金支持。

        3.加強(qiáng)太空交通管理

        1982年,國(guó)際空間法研究所最早提出“太空交通管理”這一概念。太空交通管理是通過計(jì)劃、協(xié)調(diào)和在軌同步航天器的活動(dòng),增強(qiáng)在太空環(huán)境中操作的安全、穩(wěn)定和可持續(xù)性,以及最大限度地減少在軌運(yùn)行衛(wèi)星與太空碎片之間發(fā)生碰撞、無線電頻率干擾或其他干擾。這其中最重要的就是太空態(tài)勢(shì)感知能力,通過對(duì)太空物體的準(zhǔn)確追蹤監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)和避免太空物體相撞。人類在過去的太空活動(dòng)中,在地球周圍特別是低軌道留下了大量的太空碎片。當(dāng)前低軌小衛(wèi)星星座的發(fā)展,動(dòng)不動(dòng)成百上千甚至上萬的小衛(wèi)星部署在這一軌道,大大增加了太空目標(biāo)碰撞的概率,因此,加強(qiáng)對(duì)低軌道的太空交通管理顯得尤為緊迫。

        加強(qiáng)對(duì)低軌小衛(wèi)星星座運(yùn)行空間的交通管理,首先要對(duì)低軌道運(yùn)行的太空物體(包括各種航天器、太空碎片、流星體等)進(jìn)行有效監(jiān)管,及時(shí)向衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商提供信息,幫助其最大限度規(guī)避、減少星座與之碰撞的幾率。這需要對(duì)航天器進(jìn)行登記,對(duì)太空碎片進(jìn)行編目,對(duì)流星體進(jìn)行預(yù)警通知,并公開共享相關(guān)數(shù)據(jù)。其次,根據(jù)航天器運(yùn)行的實(shí)際情況,細(xì)化碰撞規(guī)避的最佳實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和要求?!霸谏婕皟深w衛(wèi)星相互干擾處置時(shí),為了幫助衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商決定哪一顆衛(wèi)星機(jī)動(dòng)、何時(shí)機(jī)動(dòng)和怎樣機(jī)動(dòng),還需要提供實(shí)踐指南與交通規(guī)則。此外,一些衛(wèi)星操作可能會(huì)周期性接近或干擾其他衛(wèi)星,此時(shí),運(yùn)營(yíng)商可能希望制定合作戰(zhàn)略來最大程度減少推進(jìn)劑消耗。”[德]?卡伊-烏維·施羅格等:《太空安全指南(上冊(cè))》,楊樂平、王國(guó)語、徐能武譯,國(guó)防工業(yè)出版社2019年版,第199頁。第三,建立低軌小衛(wèi)星星座通告系統(tǒng)和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)?!芭c航空交通管制協(xié)議類似,航天發(fā)射計(jì)劃、衛(wèi)星軌道與機(jī)動(dòng)、再入及可能造成干擾的其他操作,無論是在計(jì)劃階段還是實(shí)施階段,都應(yīng)該通告負(fù)責(zé)空間目標(biāo)監(jiān)視和規(guī)避干擾的組織機(jī)構(gòu)。應(yīng)利用可用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或開發(fā)新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范數(shù)據(jù)交換格式及協(xié)議。”[德]?卡伊-烏維·施羅格等:《太空安全指南(上冊(cè))》,楊樂平、王國(guó)語、徐能武譯,國(guó)防工業(yè)出版社2019年版,第203頁。最后,對(duì)低軌小衛(wèi)星星座進(jìn)行交通管理,還需要建立事故追責(zé)與處理機(jī)制。如果出現(xiàn)事故,該如何處理。具體來說,在遵循“太空活動(dòng)行為準(zhǔn)則”總體要求和原則前提下,將對(duì)低軌小衛(wèi)星星座交通管理的相關(guān)規(guī)定細(xì)化到準(zhǔn)則條文中,以確保星座系統(tǒng)及其地面設(shè)施、通信鏈路等運(yùn)行安全。

        結(jié) 語

        隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步,以及商業(yè)航天模式不斷創(chuàng)新、國(guó)家政策大力推動(dòng),低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展高度活躍,已成為世界航天事業(yè)發(fā)展中日益引人注目的潮流之一?;诘蛙壭⌒l(wèi)星星座及其應(yīng)用所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益,甚至影響各國(guó)國(guó)家安全利益,相關(guān)太空主體爭(zhēng)奪頻軌資源更趨激烈,而其自身脆弱性和易受攻擊節(jié)點(diǎn)多,使得網(wǎng)絡(luò)攻擊的隱患令人堪憂,小衛(wèi)星數(shù)量多、體積小、壽命短、安全性能弱,更易形成太空碎片,甚至出現(xiàn)級(jí)聯(lián)碰撞,遭受“凱斯勒現(xiàn)象”威脅。

        現(xiàn)實(shí)來看,這些安全威脅和挑戰(zhàn)是低軌小衛(wèi)星星座快速發(fā)展中面臨的國(guó)際安全層面的主要問題,其嚴(yán)峻復(fù)雜性還在演變中。首先,中國(guó)應(yīng)會(huì)同國(guó)際社會(huì)將低軌小衛(wèi)星星座面臨的頻軌資源爭(zhēng)奪、星座易受網(wǎng)絡(luò)攻擊和太空碎片威脅等納入整個(gè)太空安全治理體系加以全盤考量,多管齊下,尋求化解良方。低軌小衛(wèi)星星座發(fā)展因頻軌資源爭(zhēng)奪引起的安全問題,應(yīng)納入太空資源利益分配管理機(jī)制修改完善的典型議題加以解決。對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊威脅的安全治理,除了加強(qiáng)自身安全性能和防御能力外,要將其納入防止太空武器化和軍備競(jìng)賽的國(guó)際努力中。其次,中國(guó)應(yīng)旗幟鮮明地提出和推動(dòng)由聯(lián)合國(guó)及相關(guān)機(jī)構(gòu)來主導(dǎo)有關(guān)低軌小衛(wèi)星星座安全治理問題。中國(guó)應(yīng)積極參與推動(dòng)國(guó)際電信聯(lián)盟對(duì)頻軌資源分配和監(jiān)管規(guī)則的修訂完善,加強(qiáng)對(duì)低軌小衛(wèi)星星座頻率分配標(biāo)準(zhǔn)和要求的界定、對(duì)低軌位置“先到先得”原則的調(diào)整,以及對(duì)濫用規(guī)則搶占頻率帶寬的監(jiān)管和懲處等。最后,在低軌小衛(wèi)星星座安全治理機(jī)制建構(gòu)程序上,應(yīng)倡導(dǎo)多管齊下、循序漸進(jìn)的原則,有意識(shí)地推動(dòng)在現(xiàn)有太空安全治理框架基礎(chǔ)上逐步完善的包容性進(jìn)程,堅(jiān)決反對(duì)太空霸權(quán)的干擾和阻撓,主張平等、專業(yè)、公開討論有關(guān)問題,并盡量考慮和照顧廣大發(fā)展中國(guó)家的權(quán)益。

        (責(zé)任編輯:彤 弓)

        Abstract: With the rapid development of low orbit small satellite constellations, related international security issues have become increasingly prominent. The reasons are as followed: the rules and standards about low orbit small satellite constellations are not perfect; the means to apply for a low orbit position is unfair; small satellites are more vulnerable; there are more nodes of small satellite constellations which could be attacked; the attribution of space-cyber attack is difficult; and space traffic accidents are more possible, etc. All of these makes low orbit small satellite constellations under threat. In order to solve these problems, as a developing space power, China should actively participate in the security governance of low orbit small satellite constellations, promote the leading intervention of the International Telecommunication Union on frequency/orbit-related legislation, supervision and implementation, and avoid “spectrum warehousing” and vicious competition. Through improving the defense capabilities of small satellite networks, developing space situational awareness, China should promote the establishment of an international communication and cooperation mechanism, and increase the security resilience of small satellite constellations. At the same time, it is necessary to use appropriate and effective methods to promote relevant agencies to formulate standard requirements for active derailment capabilities, data sharing, and more operational space debris mitigation measures.

        Keywords: Low Orbit Small Satellite Constellations; Security Governance; International Telecommunication Union; Frequency and Spectrum Resources; Space Debris

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