黃林江, 于小紅, 王杰娟, 曲亦佳, 李欣玲

(1. 航天工程大學(xué) 北京 101408; 2. 西安衛(wèi)星測控中心, 西安 71000)

1 引言

人類自1957 年開啟航天時代以來, 太空已有上萬在用或者廢棄的航天器。 首次人造衛(wèi)星相撞事件發(fā)生在2009 年; 相隔10 年后, 2019 年9 月歐洲航天局 (ESA) 的 “風(fēng)神” 氣象衛(wèi)星與SpaceX 公司“星鏈” 44 在軌有碰撞風(fēng)險, 由于不明確避碰機制, 沒有信息通報渠道, 更沒有權(quán)威的監(jiān)管機構(gòu), 出現(xiàn)了誰避讓、 如何避讓和誰監(jiān)管規(guī)避等問題[1]。 太空域作為全球公域之一, 也面臨著公域治理的難題。 由于國際體系的無政府性, 各國和非國家行為體對全球公域的范圍和意義理解不一致, 對于全球公域的利益訴求不相同, 認(rèn)為全球公域治理應(yīng)當(dāng)遵循的原則和模式也不一樣; 因此, 各國很難在全球公域達(dá)成一套都能夠接受的國際規(guī)則, 并自愿受到規(guī)則的約束。隨著各國對太空的依賴和對太空資產(chǎn)的爭奪, 太空環(huán)境日益惡化、 頻軌資源爭奪激烈, 太空武器化、 軍事化威脅愈加嚴(yán)重; 使得太空急需一套法規(guī)制度體系來維持其可持續(xù)利用, 而太空交通管理規(guī)則作為太空正常運行的有效管理措施就是其重要的組成部分, 需要迫切加以研究。

2 太空交通秩序面臨巨大挑戰(zhàn)

每年不僅各國都在不斷向太空發(fā)射各類航天器, 而且太空中還有很多老舊的廢棄衛(wèi)星, 隨著航天發(fā)射活動越來越密集, 新舊航天器使得太空環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜。 截至2021 年1 月, 在軌編目太空物體已經(jīng)超過28000 個, 質(zhì)量超過9200t[2]。 目前, 太空中以人造衛(wèi)星為主: 在地球靜止軌道(GEO) 運行著約565 顆衛(wèi)星, 在中地球軌道(MEO) 上運行著140 顆衛(wèi)星, 在低地球軌道(LEO) 上運行著4700 顆衛(wèi)星①至2022 年4 月30 日, 來源: UCS Satellite Database。 據(jù)估計太空中大約有90 萬個尺寸大于彈子球的厘米級近地空間碎片, 毫米級碎片更是數(shù)以億計; 此外, 根據(jù)太空商業(yè)公司公布的“星鏈” 等星座等計劃, 逐步向太空入軌2 萬余顆商業(yè)衛(wèi)星, 綜上太空將進入一個繁忙且復(fù)雜的運行環(huán)境。

2.1 太空交通參與者呈指數(shù)級增加

從蘇聯(lián)發(fā)射第一顆衛(wèi)星到如今, 航天事業(yè)經(jīng)歷了60 多年的發(fā)展, 聯(lián)合國外空委從最初的24個成員國發(fā)展到現(xiàn)在的95 個, 擁有衛(wèi)星的國家從2008 年的50 個增加到2018 年的82 個國家或非國家行為體[3]。 太空呈現(xiàn)出哈丁 (Garret Hardin)所說的“公地悲劇” 現(xiàn)象, 每個國家和非國家行為體都通過增加更多的衛(wèi)星來實現(xiàn)獲取強大的太空能力, 各類星座計劃相繼出現(xiàn)。 2014 年11 月至2015 年2 月, 僅3 個月中至少6 個衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在國際電聯(lián)申請注冊, 其范圍遍布近、 中、 遠(yuǎn)地球軌道。 一網(wǎng)公司(OneWeb) 的星座計劃由600 多顆衛(wèi)星組成; SpaceX 公司則提出了驚人的總數(shù)為4.2 萬余顆衛(wèi)星的星座計劃, 且目前已經(jīng)送入軌道約1 萬顆; 而行星公司(Planet) 已將100 多顆衛(wèi)星送入軌道; 谷歌、 臉書(Facebook) 等互聯(lián)網(wǎng)巨頭也在衛(wèi)星通信領(lǐng)域摩拳擦掌。 SpaceX、OneWeb 和三星公司共同規(guī)劃位于1200 ～1400km 高度, 不同軌道傾角的超大衛(wèi)星星座, 每天都會有2000～3000 個交匯警告發(fā)生在近地軌道的超大星座上, 甚至在50m 之內(nèi)都會有兩三起[4]。 只要有一次碰撞或其相應(yīng)上面級的碰撞, 都會造成后續(xù)無數(shù)的碰撞事件, 形成“碎片潮”, 加劇太空環(huán)境的進一步惡化, 呈現(xiàn)“凱斯勒現(xiàn)象” (Kessler Syndrome), 更有可能導(dǎo)致全球通信、 導(dǎo)航和氣象預(yù)報等功能癱瘓, 影響并危及在軌航天器和人類的安全。

美國跟蹤編目的直徑大約為10cm 的太空物體約為16000 個, 跟蹤但沒有編目的同樣大小尺寸的太空物體約為23000 個; 所有被跟蹤物體的87%是大碎片和不工作衛(wèi)星②無源衛(wèi)星, 是天文學(xué)專有名詞, 在中國軍事大辭海I (2010.5 線裝書局) 中解釋為: 只能將地面某一點發(fā)射的無線電信號反射打擊地面其他點上空的人造衛(wèi)星之上的衛(wèi)星。[5]。 據(jù)估計在地球軌道上共有70 萬個直徑從1cm 到10cm 不等的空間碎片未被追蹤到。 在LEO 上直徑1cm 的碎片(玩具彈珠大小) 沖擊速度是56000km/h, 產(chǎn)生的能量足夠摧毀一顆數(shù)噸的衛(wèi)星或損壞國際空間站; 重量100g 的螺絲都會對國際空間站的艙段造成致命一擊[6], 如有航天員艙外執(zhí)行任務(wù)更會危及航天員性命。

2.2 太空的優(yōu)勢軌道資源在逐漸減少

LEO 區(qū)域目前大部分的衛(wèi)星是民用和軍用衛(wèi)星, 但是隨著太空商業(yè)化的發(fā)展, 私營航天公司計劃發(fā)射多達(dá)2 萬顆新的商用衛(wèi)星, 且大部分將在LEO (高度在400 ～1400km) 運行, 使得近地軌道上的商業(yè)用途激增[7-9]。 《 “新基建” 之全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)區(qū)域發(fā)展分析白皮書》 顯示: 截至2022 年4 月30 日, 全球在軌衛(wèi)星數(shù)量為5465顆, 其中45.3%是通信衛(wèi)星。 低軌化、 小型化又是全球通信衛(wèi)星的發(fā)展趨勢。 據(jù)統(tǒng)計, 低軌衛(wèi)星相比2016 年增長31.1%, 占比達(dá)到58.8%; 小體量衛(wèi)星相比2016 年增長30.4%, 占比達(dá)60.6%。有4700 顆全球低軌通信衛(wèi)星在軌, 預(yù)測到2025年低軌道衛(wèi)星將是當(dāng)前的30 倍, 在軌數(shù)將突破22000 顆。 導(dǎo)航衛(wèi)星在MEO 區(qū)域的占比較高, 截至2022 年4 月, 在軌的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS) 衛(wèi)星有: 美國的GPS 76 顆, 俄羅斯的GLONASS 131 顆, 歐 洲 的 “伽 利 略” 26 顆(MEO 24 顆) 和中國的“北斗” 55 顆(含GEO 5 顆和IGSO 3 顆)。 目前統(tǒng)計MEO 只有96 顆衛(wèi)星, 且相對而言碎片較少; 但是OneWeb 公司將在MEO 發(fā)射1280 顆衛(wèi)星(目前未公開), 衛(wèi)訊公司和O3b 公司也計劃在8200km 的MEO 發(fā)射新衛(wèi)星[10-14]。 綜合來看, 我國面臨頻軌資源緊張的問題也愈發(fā)嚴(yán)重: 一方面, 優(yōu)勢軌道的搶占落在下方, 例如在“北斗” 部署時就無法選用被GPS占有的最佳全球定位軌道, 在衛(wèi)星通信、 資源探測遙感等領(lǐng)域也同樣面臨此類問題; 另一方面,在近地軌道的布網(wǎng)愈發(fā)艱難, 現(xiàn)有的大型衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)公司公布的項目對近地軌道的占有率使得我國的后續(xù)應(yīng)用愈發(fā)困難。

由于太空頻軌資源緊張, 各國為此競爭激烈; 原則上無限的頻率資源, 但限于技術(shù)水平,各類衛(wèi)星應(yīng)用主要使用“無線電窗口” 和“半透明無線電窗口”, 其他頻段相對損耗較大; 因此, 無線電頻譜中的小部分才被用作衛(wèi)星常用頻段。 軌道資源亦是如此, 看似“無邊” 的太空, 原則上可以容納“無數(shù)” 衛(wèi)星, 但每條軌道都有其特殊性, 使用后就沒有或大量減少,如地球靜止軌道(GEO)。 各國對GEO 的訴求一直沒有停過, 為了合理利用該條軌道, 結(jié)合技術(shù)能力, 國際電聯(lián)最早的分配原則是2°左右一顆, 隨著科技的進步可以縮小衛(wèi)星間距達(dá)到0.5°左右; 但總體容納數(shù)量始終有限, 難以滿足所有需求。 為了搶奪資源, 據(jù)悉世界各國申報GEO 的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)近3000 個, 進一步加劇太空頻軌資源的爭奪。

2.3 各國對太空域的權(quán)利主張愈加強烈

航天大國占據(jù)著太空的絕大多數(shù)資源, 如表1所示, 太空頻軌資源的有限性和航天大國的技術(shù)先占優(yōu)勢, 導(dǎo)致其它國家對太空域的權(quán)利主張從未停止。 20 世紀(jì)七八十年代, 發(fā)展中國家(赤道國家) 擔(dān)心美蘇搶占太空資源, 尤其是地球靜止軌道資源, 要求國際電信聯(lián)盟修改“先申報先使用” “先占先得” 的原則。 例如, 70 年代, 8 個赤道國家發(fā)表《波哥大宣言》, 對赤道國家上空的靜止軌道提出了主權(quán)訴求, 企圖將全球公共區(qū)域納入國家主權(quán)范圍; 80 年代, 印度向國際電信聯(lián)盟提出應(yīng)給每個國家提供一定數(shù)量的軌道, 實行衛(wèi)星軌道許可證制度, 為發(fā)展中國家提供最低限度的“軌道產(chǎn)權(quán)保障”[15-17]。 此類國家的宣言和訴求深切地反映了國際社會中不僅是航天強國對太空發(fā)展有需求、 有利益主張, 也體現(xiàn)出太空活動的參與方將愈來愈多, 太空問題的處理也將越來越繁瑣和復(fù)雜。

表1 世界各國在軌衛(wèi)星和軍事衛(wèi)星數(shù)量Table 1 Number of in-orbit satellites and military satellites

為了回應(yīng)發(fā)展中國家、 特殊地理位置國家的呼吁, 國際電聯(lián)于1982 年修改 《組織法》,使國家和各非國家行為體可以在公平的基礎(chǔ)上享有頻軌資源, 并充分考慮發(fā)展中國家和特定地理位置國家的特殊需要; 賦予各自享有地球靜止軌道位置以及相應(yīng)頻率的權(quán)利。 由于航天技術(shù)發(fā)展不均衡的問題, 給予發(fā)展中國家一些特權(quán), 如優(yōu)先照顧其頻軌資源申請, 并允許適當(dāng)延長發(fā)射入軌日期, 使其擁有足夠時間設(shè)計、建造和發(fā)射航天器。

各國對進入太空發(fā)展日益重視, 對太空頻軌的需求也日益增長。 太空頻軌資源理應(yīng)是屬于全人類的共同自然資源, 屬于發(fā)展太空產(chǎn)業(yè)的基本要素; 但太空發(fā)展關(guān)乎國家的國防安全、 政治外交和經(jīng)濟建設(shè)等, 使得頻軌資源已然成為一種各國必爭的戰(zhàn)略資源。 隨著全球化時代的來臨, 國家之間相互依存度增強; 太空域作為全球公域,具有其特殊性, 各國在太空域的利益追求和命運是緊密連結(jié)在一起的。 經(jīng)濟發(fā)展相對落后的國家是沒有實力參與資源爭奪的, 期望能在現(xiàn)有國際體制下尋求建立公平、 合理和互惠的通行國際制度, 以規(guī)范和平衡各國在全球公域的權(quán)利與責(zé)任。

總之, 隨著社會經(jīng)濟和科技的進步, 太空活動的技術(shù)門檻降低, 太空對人類生活的作用愈發(fā)重要, 現(xiàn)有的太空秩序面臨失序, 太空環(huán)境逐漸惡化。 例如, 頻軌資源掠奪式搶占、 航天國家發(fā)展的不均衡不公平和航天器碰撞概率劇增等, 現(xiàn)有的法規(guī)體系約束性較低、 公域管理能力較弱,急需開展以太空交通管理規(guī)則為代表的太空法制體系建設(shè)。

3 太空交通管理框架及規(guī)則

隨著航天器和太空碎片的增加, 發(fā)生交通事故的概率必然上升, 為保持在軌航天器的運行安全、 保障各行為體的利益不受侵害, 需要建立相應(yīng)的軌道交通運行規(guī)則。 城市交通擁堵是因為城市交通理論發(fā)展滯后于城市發(fā)展, 太空軌道必須避免同類問題發(fā)生, 相關(guān)理論研究和規(guī)則制定應(yīng)該先行一步。

實施太空交通管理主要面臨3 個方面難點問題: ①法律規(guī)則不健全。 由“五大條約” 構(gòu)建起的太空領(lǐng)域基本法律框架僅從宏觀角度提出了“禁止核武器與大規(guī)模毀滅性武器”、 “天體利用應(yīng)僅用于和平目的” 等原則性要求, 實施太空交通管理缺乏可直接運用的法理依據(jù), 目前正在談判推進的相關(guān)國際規(guī)則議題已經(jīng)成為各國博弈斗爭的焦點, 短期內(nèi)難以得到解決。 ②平戰(zhàn)界限難區(qū)分。 由于太空領(lǐng)域軍用和民用在技術(shù)、 產(chǎn)品、應(yīng)用等方面通用性較強, 平時和戰(zhàn)時運行狀態(tài)高度相似, 平戰(zhàn)界限、 軍民目標(biāo)等態(tài)勢更加趨于模糊。 ③行動事實難核查。 太空活動具有距離高遠(yuǎn)、 專業(yè)性強、 溯源困難等特點。 太空行動核查不僅需要具備強大的態(tài)勢感知能力, 還涉及對相關(guān)國家天基、 地基各平臺的檢查認(rèn)定, 存在政治、 技術(shù)和經(jīng)濟等多方面問題。

3.1 太空交通管理活動的規(guī)則需求

陸海空域交通由于發(fā)展比較成熟, 都形成了體系完整的管理規(guī)則。 尤其是航空領(lǐng)域由國際民航組織建立了一套完備且可操作的法規(guī)制度, 確保民航飛行安全, 卻不能約束軍用航空器, 但考慮安全因素也要求軍用航空器最大限度地遵循相關(guān)飛行規(guī)則。 因此, 在制定太空交通管理規(guī)則的時候, 既要借鑒已有的成果, 更要結(jié)合太空交通管理活動的實際需求來研究。

(1) 太空態(tài)勢感知(SSA) 活動, 涉及空間碎片和在軌目標(biāo)的編目、 太空氣象預(yù)報和各類數(shù)據(jù)共享等具體規(guī)則。

(2) 太空交通預(yù)警活動, 涉及軌道數(shù)據(jù)交換協(xié)議、 太空交通信號標(biāo)識、 在軌物體交會風(fēng)險等級、 交會預(yù)警實施、 預(yù)警精度評估等規(guī)則。

(3) 太空交通協(xié)調(diào)與規(guī)避機動活動, 涉及太空交通協(xié)調(diào)、 軌道機動與接近操作通報、 軌道機動與接近操作安全準(zhǔn)則等。

(4) 頻率軌道資源申請與利用, 涉及頻率軌位資源申請、 頻譜探測監(jiān)測、 頻率再用等相關(guān)規(guī)則。

(5) 空間碎片減緩與防護活動, 涉及空間碎片減緩總要求, 鈍化、 任務(wù)后處置、 剩余推進劑估算及排放、 軌道壽命估算、 處置成果概率計算、 碎片減緩計劃的制定、 空間碎片撞擊風(fēng)險評估、 航天器機構(gòu)易損性評估等規(guī)則。

(6) 空間碎片主動清除活動, 涉及清除目標(biāo)的選擇、 協(xié)調(diào)與公告、 在軌交會與捕獲、 清除效果評估等規(guī)則。

(7) 航天發(fā)射與大氣層再入活動, 涉及發(fā)射窗口設(shè)計、 發(fā)射碰撞規(guī)避、 空間物體再入預(yù)報與公告等規(guī)則。

(8) 航天活動監(jiān)管, 涉及發(fā)射許可、 空間物體登記、 空間碎片管理、 評審、 軌道數(shù)據(jù)發(fā)布、太空突發(fā)事件處理等相關(guān)管理規(guī)則。

3.2 太空交通管理基本框架

考慮到太空交通管理活動的國際化、 全球化屬性, 太空交通管理規(guī)則體系框架的設(shè)計和規(guī)劃需要具備足夠的開放性和國際性, 以便我國的規(guī)則能夠順利推向國際; 同時, 要兼顧前瞻性和覆蓋性, 將當(dāng)前較為公認(rèn)的太空交通管理范疇全部納入體系之中, 配置相關(guān)的骨干和框架, 為后續(xù)的規(guī)則制定預(yù)留空間。 此外, 還需考慮規(guī)則體系各個分支或模塊之間的相互關(guān)系, 確保規(guī)則體系框架的相互協(xié)調(diào)、 不交叉重復(fù)。 太空交通管理規(guī)則體系的設(shè)計將兼顧太空交通管理各要素(業(yè)務(wù)領(lǐng)域)、 各利益相關(guān)方、 各階段等不同維度, 以太空交通管理要素為主線, 圍繞太空態(tài)勢感知、太空交通協(xié)調(diào)與監(jiān)管、 太空交通服務(wù)、 空間碎片減緩與防護、 航天發(fā)射與再入/回收、 頻率/軌位資源利用與保護等方面規(guī)劃太空交通管理規(guī)則體系框架。

基于國內(nèi)外太空交通管理發(fā)展形勢及當(dāng)前太空安全態(tài)勢的需求, 在規(guī)則體系框架范圍內(nèi), 針對當(dāng)前最急需、 最重要的對象, 圍繞太空交通管理的核心和本質(zhì)領(lǐng)域(如太空物體監(jiān)測、 交會評估、 碰撞預(yù)警、 交通協(xié)調(diào)、 避撞機動、 空間碎片治理、 大氣層再入等), 開展能夠統(tǒng)一規(guī)范和協(xié)調(diào)國家太空活動的規(guī)則研究與制定。 此外, 在推動國內(nèi)相關(guān)規(guī)則制定的同時, 積極參與并主導(dǎo)國際社會有關(guān)太空交通管理領(lǐng)域國際規(guī)則(如ISO、ITU) 的研究和制定, 共同參與太空交通的全球治理體系和國際規(guī)則制定。

3.3 太空交通管理典型規(guī)則

隨著航天器和太空碎片的增加, 發(fā)生交通事故的概率必然上升, 為保持在軌航天器的運行安全、 保障各行為體的利益不受侵害, 太空需要建立相應(yīng)的軌道交通運行規(guī)則來約束各類高速運轉(zhuǎn)的航天器, 減少空間碎片的產(chǎn)生, 避免造成太空安全事故和運行秩序的混亂。 太空交通作為一個新興領(lǐng)域, 在研究中可以充分借鑒陸?？沼蛞延幸?guī)則, 在依據(jù)國際國內(nèi)航天相關(guān)法規(guī)的基礎(chǔ)上擬定太空交通管理規(guī)則。 太空交通管理規(guī)則要從和平利用太空、 遵守國際秩序的角度出發(fā), 既要明確規(guī)則的約束力, 更要強調(diào)規(guī)則的普適性和通用性, 因為航天器運行的全域物理特性, 太空的安全維護需要所有參與方共同維護, 甚至是潛在利益悠關(guān)方、 關(guān)切方的共同保護。 主要規(guī)則包括航天器的全壽命管理規(guī)則、 航天器發(fā)射入軌登記規(guī)則、 太空通行規(guī)則、 航天器避碰規(guī)則、 航天器損害賠償保險規(guī)則、 航天器編目信息公開透明規(guī)則和空間碎片減緩規(guī)則等。

3.3.1 航天器發(fā)射入軌登記規(guī)則

行駛在道路的機動車輛都是實行牌證管理,既有車輛的號牌識別, 又有駕駛?cè)藛T的證件管理; 在公海上行駛的船舶必須懸掛所屬國家的國旗, 按照國籍歸屬地由該國的國內(nèi)法規(guī)進行管理; 要取得該國籍就得去當(dāng)事國登記。 航空器也可類比此法進行管理, 只有在唯一登記國時才具有合法的該國國籍, 但其國籍和管理權(quán)可以根據(jù)需要同時由一國轉(zhuǎn)移至另一國。

航天器的交通管理也可以按照此類模式參考, 結(jié)合國際《登記公約》 和本國相應(yīng)規(guī)定按照使用權(quán)限注冊登記航天器的所在國; 同時, 每一航天器應(yīng)做適當(dāng)?shù)膰畼?biāo)識和登記標(biāo)志, 權(quán)屬國對其有專屬管轄權(quán), 在軌運行必須受到國際法、國際公約和權(quán)屬國法律管轄并受其保護。 軍事和政府非商業(yè)用途的在軌航天器享有不受權(quán)屬國以外任何其他國家管轄的完全豁免權(quán)。 所有航天器在軌發(fā)生事故要由權(quán)屬國和所有者共同承擔(dān)責(zé)任和義務(wù), 違反相應(yīng)交管規(guī)則造成的空間碎片和對其它航天器的損傷要進行清除和賠償。 航天器亦可按照相應(yīng)的法律和規(guī)章變更權(quán)屬國和所有者,其責(zé)任和義務(wù)也相應(yīng)地轉(zhuǎn)移。

3.3.2 在軌航天器運行和避碰規(guī)則

通過分析可知, 航天器在軌運行有其特殊性: 一方面操控難度大, 且具有延時性, 需要考慮戰(zhàn)略防撞。 在地面操控中心來改變航天器的運行狀態(tài)沒有在陸?？沼蛑心敲慈菀? 且通過無線電信號操控, 信號的傳導(dǎo)有一個過程, 會相應(yīng)地滯后, 臨時避讓可能來不及。 需要根據(jù)軌道類型和交通稠密度提前進行規(guī)劃, 入軌后就能保持相應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài), 且航天器入軌后的運動狀態(tài)具有可預(yù)測性。 為了達(dá)成這種效果, 最佳的方式就是在互通各方信息的基礎(chǔ)上建立統(tǒng)一的規(guī)則, 使航天器在軌運行時上下左右的立體空間都能保持相應(yīng)的安全間距。 另一方面航天器機動變軌成本高, 所屬者機動避讓欲不強, 需要考慮避讓優(yōu)先級; 航天器攜帶的燃料都是經(jīng)過精確計算, 關(guān)系到航天器的發(fā)射成本和在軌運行壽命, 主動避讓必然導(dǎo)致航天器所屬者利益受損, 故要明確相應(yīng)的避讓原則和優(yōu)先級。 當(dāng)航天器可能發(fā)生碰撞時, 要按照優(yōu)先級采取規(guī)避措施, 只有明確了相應(yīng)的優(yōu)先級才能在實際執(zhí)行中更好地遵循和追責(zé)。3.3.3 在軌航天器互不干擾、 公開透明原則

隨著全球在軌航天器的增多, 太空交通愈加稠密, 在軌航天器就更加容易發(fā)生無線電干擾和運行干擾。 一方面, 航天器無線電干擾的原因多樣, 既存在因航天器轉(zhuǎn)發(fā)器信號的被動干擾, 又存在因敵對的主動干擾, 還有法規(guī)制度方面的矛盾導(dǎo)致的問題, 總體事故率呈上漲趨勢。 只要被干擾都會造成航天器的運行障礙或是其它功能無法展現(xiàn), 重則因為錯誤操作航天器而導(dǎo)致撞擊或是墜毀事件, 還會因此產(chǎn)生更多碎片破壞太空的物理環(huán)境。 雖然通過技術(shù)手段可以不斷地縮小航天器在軌運行時的間距, 但在軌航天器增多必然導(dǎo)致國際社會對航天器通信帶寬的需求增加, 使投入使用更多的航天器通信應(yīng)答器, 最終出現(xiàn)射頻干擾的可能性就越大。 依據(jù)《國際電信聯(lián)盟組織法和公約》 第45 條規(guī)定, “所有電臺的建立和運作都不能對其他成員的無線電服務(wù)或通信造成有害干擾”, 故為避免航天器之間的被動干擾就必須保持一定安全距離[18]。 按照組織法和公約此規(guī)定不受軍事通信的限制, 使得部分國家鉆制度漏洞, 導(dǎo)致了軍事類航天器的申請數(shù)量增多, 在62 個獨立軌道位置上的120 個衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)被申請用于國防軍事。 很多國家的航天器都是兼具軍民兩性、 寓軍于民, 平時應(yīng)急、 戰(zhàn)時應(yīng)戰(zhàn), 極大地增加了無線電頻率協(xié)調(diào)和管理的難度, 提高了航天器被干擾的可能性。 另一方面, 航天器運行干擾主要原因就是太空缺乏相應(yīng)的透明度, 彼此不知道對方所處時空位置、 運行狀態(tài), 能感知到對方的時候就可能需要采取行動; 此外, 各航天器權(quán)屬國態(tài)勢感知能力不一, 預(yù)警能力強弱各異, 還不能準(zhǔn)確預(yù)知危險。 因此, 從最優(yōu)角度考慮必須堅持公開透明原則, 將航天器的基本參數(shù)信息公開, 建立完整的共享數(shù)據(jù)庫, 從源頭預(yù)測并規(guī)避碰撞危險, 態(tài)勢感知能力強的國家要及時通報預(yù)警。 為更好地維持太空交通環(huán)境, 使之更加精確、 精準(zhǔn)地采取避撞措施, 就要恪守航天器互不干擾和公開透明原則。

3.4 太空交通管理規(guī)則的緊迫性

除了前文所述的2009 年首次人造衛(wèi)星相撞事件和2019 年歐洲航天局與“星鏈” 的衛(wèi)星在軌相撞風(fēng)險, 更有威脅到航天員安全的惡性事件:2021 年7 月、 10 月, “星鏈” 1095 和“星鏈”2305 衛(wèi)星, 分別逼近中國空間站, 對空間站造成極大的安全隱患, 給在軌航天員的安全造成極大威脅, 迫使空間站不得不采取緊急避險措施①參考國際觀察, 星鏈兩次逼近中國空間站迫使緊急避碰, 馬斯克為何在太空“埋雷”?。由于這種無秩序、 無規(guī)則的狀態(tài)使得太空活動參與者不履行自己的安全責(zé)任, 妄圖憑借自身裝備的效費比優(yōu)勢在太空中“肆意妄為”, 給其它太空行為主體造成嚴(yán)重威脅。 如果此種行為不加約束, 待“星鏈” 的4.2 萬顆②其中3 萬顆還在申報, 未獲國際電聯(lián)批準(zhǔn)。衛(wèi)星全部部署完畢,太空運行環(huán)境將更加惡劣; 與此同時, 其它太空參與者也可能會效仿, 必將導(dǎo)致太空的整體混亂。 因此, 太空交通管理規(guī)則就如同地面交通的道路規(guī)則、 空中的飛行規(guī)則和海上的航行規(guī)則一樣, 必須抓緊協(xié)調(diào)、 抓緊擬制, 建立太空交通管理的強制性規(guī)則體系, 以遏制太空的無序狀態(tài),建立太空和平、 安全的互利共享機制。

4 太空交通避碰優(yōu)先級

太空交通管理內(nèi)容很多, 涉及面很廣, 但是有一個核心問題就是避碰優(yōu)先級問題。 從不同視角分析陸?？沼蛑鞋F(xiàn)有對交通安全的運行規(guī)則,采用類比的方式對太空域進行分析; 雖然太空域與其他領(lǐng)域存在很大差別, 但基本原則和運行規(guī)則可以借鑒參考, 尤其是在國際航線和公海航行中的一些規(guī)則。 依據(jù)道路通行規(guī)定、 國際民航公約、 飛行基本規(guī)則、 聯(lián)合國海洋公約和國際海上避碰規(guī)則等規(guī)定, 選擇了相應(yīng)適度的原則探討在太空中應(yīng)該遵循的避碰優(yōu)先級。 所有的優(yōu)先權(quán)分析都是建立在有最基本的通行權(quán)之上, 太空作為公域, 所有參與者都享有平等的參與權(quán)。

4.1 堅持“生命至上” 原則

從國際法、 憲法、 民法通則等內(nèi)容中, 我們能清楚地看到, 生命權(quán)作為一項基本人權(quán)不能被隨意剝奪, 也不能隨意被侵害; 侵害他人的生命權(quán)就是在侵犯社會秩序和國際利益。 在道路交通管理中, 很多國家和地區(qū)都明確規(guī)定: 道路上行人優(yōu)先, 就算行人違反交通信號規(guī)定, 機動車輛也必須避讓, 否則將承擔(dān)全部責(zé)任。 在太空域同樣要先保障人的生命權(quán), 要堅持以人為本、 生命至上的原則, 無人航天器需要主動規(guī)避有人航天器。 例如, 國際空間站、 載人飛船等在太空中享有最高優(yōu)先級, 各國航天器在與之可能發(fā)生碰撞時, 都需要主動采取避碰措施。

4.2 堅持“軍事優(yōu)先” 原則

按照航天器的使用者屬性, 目前太空中運行的主要有三類航天器: 軍用、 民用和商用。 這三類航天器有各自特點, 軍用航天器涉及軍事行動、 關(guān)乎國家安全, 民用航天器涉及國際民生內(nèi)容, 受眾多、 影響廣而居中位, 商業(yè)航天器因商業(yè)利益而發(fā)展, 集中在某一行業(yè)領(lǐng)域故排最后。三者之間的優(yōu)先級可以參照其他域的規(guī)定, 在道路通行中, 專門設(shè)置有應(yīng)急車道供軍警等特殊任務(wù)車輛通行, 無應(yīng)急車道時也規(guī)定其它車輛必須避讓; 保障民生物資的運載工具通行時, 可以享有一定優(yōu)先權(quán), 開辟綠色通道。 在海上和空中公域航行時, 所有船舶和飛行器均享有航行自由,海軍艦艇和空軍飛機還享有一定的豁免權(quán), 只受歸屬國管理。 因此, 在太空中所有航天器也都享有相應(yīng)的自由運行原則, 但是必須優(yōu)先保障軍事行動, 其次保障民生, 最后才滿足商業(yè)需求; 要建立軍優(yōu)于民、 民優(yōu)于商(軍＞民＞商) 的原則,確保國家安全、 民生穩(wěn)固和商業(yè)蓬勃。

4.3 堅持“主軌先行” 原則

這里“主軌先行” 主要是從航天器入軌、 變軌機動等情況, 從進入一個軌道可能影響在軌航天器運行的角度分析。 在道路交通行駛時, 直行或主路的具有優(yōu)先權(quán), 側(cè)向匯入或支路的應(yīng)該避讓; 在海域航行時, 有他船在本船右舷的船舶應(yīng)給他船讓路, 如當(dāng)時環(huán)境許可, 還應(yīng)避免橫越他船的前方; 在空域航行時, 左面的航空器給右面的讓路, 各國在規(guī)定上不同高度和方向略有細(xì)微區(qū)別。 從陸?？沼颥F(xiàn)有規(guī)定, 我們可以看出: 一方面, 原有運行狀態(tài)的交通參與者享有保持原有運行狀態(tài)不受影響的優(yōu)先權(quán); 另一方面, 在通行條件不允許或可能發(fā)生碰撞的情況下, 匯入者要主動避讓, 且規(guī)定了避讓的統(tǒng)一方位防止避碰方向錯誤。 在太空域面臨這類情形時, 我們也可約定已在軌運行的航天器享有優(yōu)先權(quán), 為防止碰撞航天器應(yīng)升高或降低空間位置并向某一方向規(guī)避。

4.4 堅持“弱者保護” 原則

恩格斯說: “絕對的平等在這個世界上本就不存在, 并且隨著世界上不同國際地區(qū)發(fā)展的不平衡, 這種不平等將長期存在, 且愈演愈烈?！边@種不平等可歸結(jié)為強者與弱者之間的差異, 只有通過法規(guī)約束來保證相對公平。 道路交通中有一條潛行規(guī)則, 就是交通強者避讓弱者。 一方面, 同等危險程度下交通強者抗擊危害更強一些; 另一方面, 交通強者相對來說能夠采取的規(guī)避選擇更多一些。 在太空域也是這樣, 航天強國的技術(shù)領(lǐng)先, 發(fā)射的航天器從技術(shù)性能、 運行狀態(tài)、 操作控制和態(tài)勢感知能力等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于一般航天國家。 航天器在軌運行時, 航天強國更容易感知危險、 更容易采取避碰措施, 故從相對公平的角度出發(fā), 要遵循“強者規(guī)避、 弱者保護” 的機制。

4.5 堅持“無動力先” 原則

按照動力性, 可采取動力強的主動避讓動力弱或無動力的。 有無動力作為規(guī)避危險的首要條件, 不論在什么條件下, 無動力者肯定無法采取任何規(guī)避措施, 因此它享有絕對的優(yōu)先權(quán); 動力強的肯定要比動力弱的在避碰時相對更加容易。

4.6 堅持“大優(yōu)于小” 原則

按照經(jīng)濟效率, 可采取小航天器主動避讓大航天器。 在陸域的機動車, 體積小、 質(zhì)量輕的更容易變換方向和改變速度; 海域的船舶也是如此, 體積小的船艇更容易機動, 體積大的船舶更加穩(wěn)定; 在空域飛行的飛行器則是根據(jù)其動力和機械性能決定了飛行的高度、 速度和抗壓強度,但是同等條件下體積小的受阻力小, 變化肯定更加容易, 耗費的燃料也更少。 可以看出, 不管是在陸域、 海域還是空域, 交通工具的體積和重量相對較小的更容易機動和變化運動狀態(tài), 且耗費的能量相對更少, 經(jīng)濟價值更優(yōu)。 對比太空也是如此, 小型航天器(如星鏈衛(wèi)星、 伴飛衛(wèi)星等)要主動避讓大型航空器(如空間站、 貨運飛船等), 既能更加容易規(guī)避, 也能減少燃料消耗;同時, 小型航天器的損毀價值也相對較低。

具體判定過程中, 首先按照有無動力考慮,其次按照有無人考慮, 再次按照軍民商的順序考慮, 接著按照主次原則把握, 下一步按照航天器大小判定, 最后按照強弱能力避讓。 航天器遭遇碰撞預(yù)警時, 可采用此法進行判斷。 具體實施過程中可以設(shè)計一個明確的排序表來判定。 例如,2021 年7 月1 日、 10 月21 日, “星鏈” 1095 衛(wèi)星和“星鏈” 2305 衛(wèi)星, 靠近空間站的情況, 按此規(guī)則應(yīng)進行如下打分排序, 如表2 所示。

表2 判定優(yōu)先級排序表Table 2 Determination of the priorities

5 結(jié)語

太空交通管理規(guī)則是為了解決太空中存在的一些嚴(yán)重影響安全的問題, 需要全面的國際協(xié)調(diào), 但是在緊張的地緣政治背景下, 太空交通問題變得愈發(fā)復(fù)雜, 使得太空治理的難度系數(shù)越來越高。 為此, 建立統(tǒng)一且具有強制約束力的法規(guī)制度來進行規(guī)范, 比協(xié)調(diào)解決問題效果更加顯著。 文章提出的一些規(guī)則和避碰優(yōu)先級還不夠全面, 需要下一步拓展研究。 本文的意義在于提出一種研究思路和方法, 創(chuàng)新性地結(jié)合陸?？盏阮I(lǐng)域已有規(guī)則來研究太空交通管理規(guī)則, 能使提出的太空交通管理規(guī)則更易被大家接受。