商業(yè)載人航天時代的“必須管”

文/松堂

如果說在前幾十年缺乏空間交通管理僅僅會帶來財產(chǎn)的損失和太空環(huán)境的污染，那么在商業(yè)載人航天時代來臨之后，如果不能實施有效的空間交通管理，那么就可能會帶來非?？膳碌娜藛T傷亡。哪怕只損失一個載人航天器，損失個位數(shù)的生命，給全人類帶來的精神創(chuàng)傷也是非常嚴重的。

商業(yè)載人設(shè)施都有哪些

在商業(yè)載人航天時代，我們可能遇到的載人空間設(shè)施可能有這么幾類：

首先是亞軌道飛船。目前的亞軌道飛行器看得見摸得著的有兩種：第一種是貝索斯的新謝潑德太空旅游飛船，第二種是布蘭森的太空船二號亞軌道飛行器。當然還有其他一些企業(yè)在研制不同類型的亞軌道飛行器，他們的技術(shù)思路和上面這兩種基本相同。

▲ 進入商業(yè)航天時代，這些空間碎片會嚴重影響航天飛行的安全

▲ 貝索斯展示他的亞軌道飛船

其次是軌道載人飛船。到目前為止，比較現(xiàn)實的商業(yè)載人飛船，包括美國太空探索技術(shù)公司的載人龍飛船和波音公司的星際線飛船。當然各種政府出資和運營的載人飛船也不能排除在外，例如美國的“獵戶座”、中國的“神舟”和俄羅斯的“聯(lián)盟”。另外，中國以及俄羅斯也在研制新一代載人飛船。印度宣稱自己也要加入載人航天俱樂部，那么我們就姑且把它算作下一個推出載人飛船的國家好了。

上面這兩種載人飛船的特點，就是要往返于大氣層和宇宙空間，很可能和航空飛行器發(fā)生沖突。而我們要討論的另一種載人空間設(shè)施，就是商業(yè)化的空間站。它在多數(shù)情況下不會和航空飛行發(fā)生什么聯(lián)系，但是會受到空間碎片的影響和干擾。

目前，在近地軌道運行的有國際空間站和中國空間站這兩個載人空間站。按照現(xiàn)行的計劃，美國首先要把國際空間站進行商業(yè)化，承包給私人公司來運營，然后啟動新的近地軌道空間站計劃，由私人公司投資建設(shè)一個全新的空間站。目前中標進行初期研究的有3個方案。以美國的財力，也不可能把這3個空間站都打上天去運營起來，所以我們姑且認為其中只有一個能夠投入使用。俄羅斯也表示，要自行開發(fā)下一代空間站。所以在未來的太空當中，有可能存在4個空間站同時在飛行。至于美國打算部署在拉格朗日點上的月球門戶空間站，因為距離近地軌道較遠，不太可能受到人造物體的威脅，但是它對小行星和微流星體的防護將是一個重大的課題。

載人航天設(shè)施面臨的風險及管理

目前的兩個空間站，都飛行在400多千米高度、42度左右傾角的軌道上，這樣的選擇躲開了各種類型的低軌道衛(wèi)星。各國在發(fā)射衛(wèi)星的時候，也非常注意躲避空間站。但這只是從前的故事，隨著超級星座的入軌，空間站面臨的威脅越來越大，特別是在大批互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星穿過400千米高度的時候。

雖然所有空間活動參與者都應(yīng)該遵守空間避撞的原則，但商業(yè)企業(yè)畢竟不是政府，在緊張的預算和時間壓力之下，難保不做出什么冒險的事情。而且，馬斯克本人就是以勇于冒險而聞名的。

還需要關(guān)注的是航天飛行與航空飛行之間的沖突。

在歐洲，人們特別關(guān)注航天飛行與航空飛行安全之間的聯(lián)系。越來越頻繁的火箭發(fā)射和即將開展的民用亞軌道飛行，在進出大氣層的時候，都會與航空活動發(fā)生關(guān)聯(lián)。如何避免二者發(fā)生干涉甚至碰撞事故，是近期研究的重點。

歐洲《空間交通管制2017》白皮書中，給出了一些針對運行管理的設(shè)想，提出要設(shè)立太空交通管制員（STCO）。白皮書認為，和空中交通管制員（ATCO）的角色類似，太空交通管制員的主要任務(wù)是對載人及無人航天器實施監(jiān)視與控制，當它們飛行在FL650層（指22千米高度）以上高度時，要對它們進行跟蹤與指導。

▲ 維珍銀河公司設(shè)想的亞軌道飛機

白皮書還考慮到，今后太空旅行會成為一種時尚，所以太空交通管制員要為載人航天器上的人員提供支持和建議，例如提供空間天氣簡報，幫助他們修改飛行計劃，降低和其他飛行器沖突的風險、實施避撞測量等。

報告特別指出，太空交通管制員的主要職責是確保空間飛行器無縫、安全地集成到航空交通中，避免航天飛行器、航空器與軌道碎片的碰撞。太空交通管制員的具體任務(wù)和職責包括這樣3項：（1）與對口崗位溝通，包括空中交通管制員、其他太空交通管制員、空間天氣監(jiān)視中心、歐洲或者其他國家的空間交通管制中心、飛行器駕駛員、航天港；（2）對系統(tǒng)、飛行活動和航天器狀態(tài)進行離港前檢查；（3）檢查飛行計劃和時間表上的所有內(nèi)容，例如飛行計劃、軌道。

看得出來，歐洲方面對空間交通管制的認知，是在航空交通管制基礎(chǔ)上的延伸和擴大，這與歐洲民航活動密集、航班密度大是有直接關(guān)系的。

▲ 太空船二號進入宇宙空間