借鑒陸?？沼蚪煌ㄟ\(yùn)行規(guī)則,透視太空交通管理規(guī)則

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(cè)控中心, 西安 71000)

1 引言

人類自1957 年開(kāi)啟航天時(shí)代以來(lái), 太空已有上萬(wàn)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(xiǎn), 由于不明確避碰機(jī)制, 沒(méi)有信息通報(bào)渠道, 更沒(méi)有權(quán)威的監(jiān)管機(jī)構(gòu), 出現(xiàn)了誰(shuí)避讓、 如何避讓和誰(shuí)監(jiān)管規(guī)避等問(wèn)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(guó)際體系的無(wú)政府性, 各國(guó)和非國(guó)家行為體對(duì)全球公域的范圍和意義理解不一致, 對(duì)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(guó)很難在全球公域達(dá)成一套都能夠接受的國(guó)際規(guī)則, 并自愿受到規(guī)則的約束。隨著各國(guó)對(duì)太空的依賴和對(duì)太空資產(chǎn)的爭(zhēng)奪, 太空環(huán)境日益惡化、 頻軌資源爭(zhēng)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(lái)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(yùn)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(guó)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(dòng)越來(lái)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(guò)28000 個(gè), 質(zhì)量超過(guò)9200t[2]。 目前, 太空中以人造衛(wèi)星為主: 在地球靜止軌道(GEO) 運(yùn)行著約565 顆衛(wèi)星, 在中地球軌道(MEO) 上運(yùn)行著140 顆衛(wèi)星, 在低地球軌道(LEO) 上運(yùn)行著4700 顆衛(wèi)星①至2022 年4 月30 日, 來(lái)源: UCS Satellite Database。 據(jù)估計(jì)太空中大約有90 萬(wàn)個(gè)尺寸大于彈子球的厘米級(jí)近地空間碎片, 毫米級(jí)碎片更是數(shù)以億計(jì); 此外, 根據(jù)太空商業(yè)公司公布的“星鏈” 等星座等計(jì)劃, 逐步向太空入軌2 萬(wàn)余顆商業(yè)衛(wèi)星, 綜上太空將進(jìn)入一個(gè)繁忙且復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境。

2.1 太空交通參與者呈指數(shù)級(jí)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(guó)外空委從最初的24個(gè)成員國(guó)發(fā)展到現(xiàn)在的95 個(gè), 擁有衛(wèi)星的國(guó)家從2008 年的50 個(gè)增加到2018 年的82 個(gè)國(guó)家或非國(guó)家行為體[3]。 太空呈現(xiàn)出哈丁 (Garret Hardin)所說(shuō)的“公地悲劇” 現(xiàn)象, 每個(gè)國(guó)家和非國(guó)家行為體都通過(guò)增加更多的衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)獲取強(qiáng)大的太空能力, 各類星座計(jì)劃相繼出現(xiàn)。 2014 年11 月至2015 年2 月, 僅3 個(gè)月中至少6 個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在國(guó)際電聯(lián)申請(qǐng)注冊(cè), 其范圍遍布近、 中、 遠(yuǎn)地球軌道。 一網(wǎng)公司(OneWeb) 的星座計(jì)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(wàn)余顆衛(wèi)星的星座計(jì)劃, 且目前已經(jīng)送入軌道約1 萬(wàn)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(huì)有2000～3000 個(gè)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(huì)有兩三起[4]。 只要有一次碰撞或其相應(yīng)上面級(jí)的碰撞, 都會(huì)造成后續(xù)無(wú)數(shù)的碰撞事件, 形成“碎片潮”, 加劇太空環(huán)境的進(jìn)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(bào)等功能癱瘓, 影響并危及在軌航天器和人類的安全。

美國(guó)跟蹤編目的直徑大約為10cm 的太空物體約為16000 個(gè), 跟蹤但沒(méi)有編目的同樣大小尺寸的太空物體約為23000 個(gè); 所有被跟蹤物體的87%是大碎片和不工作衛(wèi)星②無(wú)源衛(wèi)星, 是天文學(xué)專有名詞, 在中國(guó)軍事大辭海I (2010.5 線裝書局) 中解釋為: 只能將地面某一點(diǎn)發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)反射打擊地面其他點(diǎn)上空的人造衛(wèi)星之上的衛(wèi)星。[5]。 據(jù)估計(jì)在地球軌道上共有70 萬(wàn)個(gè)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(guó)際空間站; 重量100g 的螺絲都會(huì)對(duì)國(guó)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(huì)危及航天員性命。

2.2 太空的優(yōu)勢(shì)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(yíng)航天公司計(jì)劃發(fā)射多達(dá)2 萬(wàn)顆新的商用衛(wèi)星, 且大部分將在LEO (高度在400 ～1400km) 運(yùn)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(shì)。 據(jù)統(tǒng)計(jì), 低軌衛(wèi)星相比2016 年增長(zhǎng)31.1%, 占比達(dá)到58.8%; 小體量衛(wèi)星相比2016 年增長(zhǎng)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(cè)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(guó)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(guó)的“北斗” 55 顆(含GEO 5 顆和IGSO 3 顆)。 目前統(tǒng)計(jì)MEO 只有96 顆衛(wèi)星, 且相對(duì)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(kāi)), 衛(wèi)訊公司和O3b 公司也計(jì)劃在8200km 的MEO 發(fā)射新衛(wèi)星[10-14]。 綜合來(lái)看, 我國(guó)面臨頻軌資源緊張的問(wèn)題也愈發(fā)嚴(yán)重: 一方面, 優(yōu)勢(shì)軌道的搶占落在下方, 例如在“北斗” 部署時(shí)就無(wú)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(cè)遙感等領(lǐng)域也同樣面臨此類問(wèn)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(xiàng)目對(duì)近地軌道的占有率使得我國(guó)的后續(xù)應(yīng)用愈發(fā)困難。

由于太空頻軌資源緊張, 各國(guó)為此競(jìng)爭(zhēng)激烈; 原則上無(wú)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(wú)線電窗口” 和“半透明無(wú)線電窗口”, 其他頻段相對(duì)損耗較大; 因此, 無(wú)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(wú)邊” 的太空, 原則上可以容納“無(wú)數(shù)” 衛(wèi)星, 但每條軌道都有其特殊性, 使用后就沒(méi)有或大量減少,如地球靜止軌道(GEO)。 各國(guó)對(duì)GEO 的訴求一直沒(méi)有停過(guò), 為了合理利用該條軌道, 結(jié)合技術(shù)能力, 國(guó)際電聯(lián)最早的分配原則是2°左右一顆, 隨著科技的進(jìn)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(guó)申報(bào)GEO 的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)近3000 個(gè), 進(jìn)一步加劇太空頻軌資源的爭(zhēng)奪。

2.3 各國(guó)對(duì)太空域的權(quán)利主張愈加強(qiáng)烈

航天大國(guó)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(guó)的技術(shù)先占優(yōu)勢(shì), 導(dǎo)致其它國(guó)家對(duì)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(guó)家(赤道國(guó)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(guó)際電信聯(lián)盟修改“先申報(bào)先使用” “先占先得” 的原則。 例如, 70 年代, 8 個(gè)赤道國(guó)家發(fā)表《波哥大宣言》, 對(duì)赤道國(guó)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(guó)家主權(quán)范圍; 80 年代, 印度向國(guó)際電信聯(lián)盟提出應(yīng)給每個(gè)國(guó)家提供一定數(shù)量的軌道, 實(shí)行衛(wèi)星軌道許可證制度, 為發(fā)展中國(guó)家提供最低限度的“軌道產(chǎn)權(quán)保障”[15-17]。 此類國(guó)家的宣言和訴求深切地反映了國(guó)際社會(huì)中不僅是航天強(qiáng)國(guó)對(duì)太空發(fā)展有需求、 有利益主張, 也體現(xiàn)出太空活動(dòng)的參與方將愈來(lái)愈多, 太空問(wèn)題的處理也將越來(lái)越繁瑣和復(fù)雜。

表1 世界各國(guó)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(guó)家、 特殊地理位置國(guó)家的呼吁, 國(guó)際電聯(lián)于1982 年修改 《組織法》,使國(guó)家和各非國(guó)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(guó)家和特定地理位置國(guó)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(wèn)題, 給予發(fā)展中國(guó)家一些特權(quán), 如優(yōu)先照顧其頻軌資源申請(qǐng), 并允許適當(dāng)延長(zhǎng)發(fā)射入軌日期, 使其擁有足夠時(shí)間設(shè)計(jì)、建造和發(fā)射航天器。

各國(guó)對(duì)進(jìn)入太空發(fā)展日益重視, 對(duì)太空頻軌的需求也日益增長(zhǎng)。 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(guó)家的國(guó)防安全、 政治外交和經(jīng)濟(jì)建設(shè)等, 使得頻軌資源已然成為一種各國(guó)必爭(zhēng)的戰(zhàn)略資源。 隨著全球化時(shí)代的來(lái)臨, 國(guó)家之間相互依存度增強(qiáng); 太空域作為全球公域,具有其特殊性, 各國(guó)在太空域的利益追求和命運(yùn)是緊密連結(jié)在一起的。 經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后的國(guó)家是沒(méi)有實(shí)力參與資源爭(zhēng)奪的, 期望能在現(xiàn)有國(guó)際體制下尋求建立公平、 合理和互惠的通行國(guó)際制度, 以規(guī)范和平衡各國(guó)在全球公域的權(quán)利與責(zé)任。

總之, 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的進(jìn)步, 太空活動(dòng)的技術(shù)門檻降低, 太空對(duì)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(guó)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(kāi)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(yùn)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(yùn)行規(guī)則。 城市交通擁堵是因?yàn)槌鞘薪煌ɡ碚摪l(fā)展滯后于城市發(fā)展, 太空軌道必須避免同類問(wèn)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(shí)施太空交通管理主要面臨3 個(gè)方面難點(diǎn)問(wèn)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(shí)施太空交通管理缺乏可直接運(yùn)用的法理依據(jù), 目前正在談判推進(jìn)的相關(guān)國(guó)際規(guī)則議題已經(jīng)成為各國(guó)博弈斗爭(zhēng)的焦點(diǎn), 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(qiáng), 平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)高度相似, 平戰(zhàn)界限、 軍民目標(biāo)等態(tài)勢(shì)更加趨于模糊。 ③行動(dòng)事實(shí)難核查。 太空活動(dòng)具有距離高遠(yuǎn)、 專業(yè)性強(qiáng)、 溯源困難等特點(diǎn)。 太空行動(dòng)核查不僅需要具備強(qiáng)大的態(tài)勢(shì)感知能力, 還涉及對(duì)相關(guān)國(guó)家天基、 地基各平臺(tái)的檢查認(rèn)定, 存在政治、 技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等多方面問(wèn)題。

3.1 太空交通管理活動(dòng)的規(guī)則需求

陸?？沼蚪煌ㄓ捎诎l(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(guó)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(shí)候, 既要借鑒已有的成果, 更要結(jié)合太空交通管理活動(dòng)的實(shí)際需求來(lái)研究。

(1) 太空態(tài)勢(shì)感知(SSA) 活動(dòng), 涉及空間碎片和在軌目標(biāo)的編目、 太空氣象預(yù)報(bào)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(dòng), 涉及軌道數(shù)據(jù)交換協(xié)議、 太空交通信號(hào)標(biāo)識(shí)、 在軌物體交會(huì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、 交會(huì)預(yù)警實(shí)施、 預(yù)警精度評(píng)估等規(guī)則。

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

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

(5) 空間碎片減緩與防護(hù)活動(dòng), 涉及空間碎片減緩總要求, 鈍化、 任務(wù)后處置、 剩余推進(jìn)劑估算及排放、 軌道壽命估算、 處置成果概率計(jì)算、 碎片減緩計(jì)劃的制定、 空間碎片撞擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、 航天器機(jī)構(gòu)易損性評(píng)估等規(guī)則。

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

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

(8) 航天活動(dòng)監(jiān)管, 涉及發(fā)射許可、 空間物體登記、 空間碎片管理、 評(píng)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(dòng)的國(guó)際化、 全球化屬性, 太空交通管理規(guī)則體系框架的設(shè)計(jì)和規(guī)劃需要具備足夠的開(kāi)放性和國(guó)際性, 以便我國(guó)的規(guī)則能夠順利推向國(guó)際; 同時(shí), 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(gè)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(jì)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(shì)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(hù)、 航天發(fā)射與再入/回收、 頻率/軌位資源利用與保護(hù)等方面規(guī)劃太空交通管理規(guī)則體系框架。

基于國(guó)內(nèi)外太空交通管理發(fā)展形勢(shì)及當(dāng)前太空安全態(tài)勢(shì)的需求, 在規(guī)則體系框架范圍內(nèi), 針對(duì)當(dāng)前最急需、 最重要的對(duì)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(cè)、 交會(huì)評(píng)估、 碰撞預(yù)警、 交通協(xié)調(diào)、 避撞機(jī)動(dòng)、 空間碎片治理、 大氣層再入等), 開(kāi)展能夠統(tǒng)一規(guī)范和協(xié)調(diào)國(guó)家太空活動(dòng)的規(guī)則研究與制定。 此外, 在推動(dòng)國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)則制定的同時(shí), 積極參與并主導(dǎo)國(guó)際社會(huì)有關(guān)太空交通管理領(lǐng)域國(guó)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(guó)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(yùn)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(yùn)行規(guī)則來(lái)約束各類高速運(yùn)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(yùn)行秩序的混亂。 太空交通作為一個(gè)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(guó)際國(guó)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(guó)際秩序的角度出發(fā), 既要明確規(guī)則的約束力, 更要強(qiáng)調(diào)規(guī)則的普適性和通用性, 因?yàn)楹教炱鬟\(yùn)行的全域物理特性, 太空的安全維護(hù)需要所有參與方共同維護(hù), 甚至是潛在利益悠關(guān)方、 關(guān)切方的共同保護(hù)。 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(xiǎn)規(guī)則、 航天器編目信息公開(kāi)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(jī)動(dòng)車輛都是實(shí)行牌證管理,既有車輛的號(hào)牌識(shí)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(guó)家的國(guó)旗, 按照國(guó)籍歸屬地由該國(guó)的國(guó)內(nèi)法規(guī)進(jìn)行管理; 要取得該國(guó)籍就得去當(dāng)事國(guó)登記。 航空器也可類比此法進(jìn)行管理, 只有在唯一登記國(guó)時(shí)才具有合法的該國(guó)國(guó)籍, 但其國(guó)籍和管理權(quán)可以根據(jù)需要同時(shí)由一國(guó)轉(zhuǎn)移至另一國(guó)。

航天器的交通管理也可以按照此類模式參考, 結(jié)合國(guó)際《登記公約》 和本國(guó)相應(yīng)規(guī)定按照使用權(quán)限注冊(cè)登記航天器的所在國(guó); 同時(shí), 每一航天器應(yīng)做適當(dāng)?shù)膰?guó)籍標(biāo)識(shí)和登記標(biāo)志, 權(quán)屬國(guó)對(duì)其有專屬管轄權(quán), 在軌運(yùn)行必須受到國(guó)際法、國(guó)際公約和權(quán)屬國(guó)法律管轄并受其保護(hù)。 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(guó)以外任何其他國(guó)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(guó)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(duì)其它航天器的損傷要進(jìn)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(guó)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(yùn)行和避碰規(guī)則

通過(guò)分析可知, 航天器在軌運(yùn)行有其特殊性: 一方面操控難度大, 且具有延時(shí)性, 需要考慮戰(zhàn)略防撞。 在地面操控中心來(lái)改變航天器的運(yùn)行狀態(tài)沒(méi)有在陸?？沼蛑心敲慈菀? 且通過(guò)無(wú)線電信號(hào)操控, 信號(hào)的傳導(dǎo)有一個(gè)過(guò)程, 會(huì)相應(yīng)地滯后, 臨時(shí)避讓可能來(lái)不及。 需要根據(jù)軌道類型和交通稠密度提前進(jìn)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)具有可預(yù)測(cè)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(yùn)行時(shí)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(jī)動(dòng)變軌成本高, 所屬者機(jī)動(dòng)避讓欲不強(qiáng), 需要考慮避讓優(yōu)先級(jí); 航天器攜帶的燃料都是經(jīng)過(guò)精確計(jì)算, 關(guān)系到航天器的發(fā)射成本和在軌運(yùn)行壽命, 主動(dòng)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(jí)。 當(dāng)航天器可能發(fā)生碰撞時(shí), 要按照優(yōu)先級(jí)采取規(guī)避措施, 只有明確了相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)才能在實(shí)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(kāi)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(wú)線電干擾和運(yùn)行干擾。 一方面, 航天器無(wú)線電干擾的原因多樣, 既存在因航天器轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)的被動(dòng)干擾, 又存在因敵對(duì)的主動(dòng)干擾, 還有法規(guī)制度方面的矛盾導(dǎo)致的問(wèn)題, 總體事故率呈上漲趨勢(shì)。 只要被干擾都會(huì)造成航天器的運(yùn)行障礙或是其它功能無(wú)法展現(xiàn), 重則因?yàn)殄e(cuò)誤操作航天器而導(dǎo)致撞擊或是墜毀事件, 還會(huì)因此產(chǎn)生更多碎片破壞太空的物理環(huán)境。 雖然通過(guò)技術(shù)手段可以不斷地縮小航天器在軌運(yùn)行時(shí)的間距, 但在軌航天器增多必然導(dǎo)致國(guó)際社會(huì)對(duì)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(guó)際電信聯(lián)盟組織法和公約》 第45 條規(guī)定, “所有電臺(tái)的建立和運(yùn)作都不能對(duì)其他成員的無(wú)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(dòng)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(guó)家鉆制度漏洞, 導(dǎo)致了軍事類航天器的申請(qǐng)數(shù)量增多, 在62 個(gè)獨(dú)立軌道位置上的120 個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)被申請(qǐng)用于國(guó)防軍事。 很多國(guó)家的航天器都是兼具軍民兩性、 寓軍于民, 平時(shí)應(yīng)急、 戰(zhàn)時(shí)應(yīng)戰(zhàn), 極大地增加了無(wú)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(yùn)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(duì)方所處時(shí)空位置、 運(yùn)行狀態(tài), 能感知到對(duì)方的時(shí)候就可能需要采取行動(dòng); 此外, 各航天器權(quán)屬國(guó)態(tài)勢(shì)感知能力不一, 預(yù)警能力強(qiáng)弱各異, 還不能準(zhǔn)確預(yù)知危險(xiǎn)。 因此, 從最優(yōu)角度考慮必須堅(jiān)持公開(kāi)透明原則, 將航天器的基本參數(shù)信息公開(kāi), 建立完整的共享數(shù)據(jù)庫(kù), 從源頭預(yù)測(cè)并規(guī)避碰撞危險(xiǎn), 態(tài)勢(shì)感知能力強(qiáng)的國(guó)家要及時(shí)通報(bào)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(kāi)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(xiǎn), 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(guó)空間站, 對(duì)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(xiǎn)措施①參考國(guó)際觀察, 星鏈兩次逼近中國(guó)空間站迫使緊急避碰, 馬斯克為何在太空“埋雷”?。由于這種無(wú)秩序、 無(wú)規(guī)則的狀態(tài)使得太空活動(dòng)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(fèi)比優(yōu)勢(shì)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(wàn)顆②其中3 萬(wàn)顆還在申報(bào), 未獲國(guó)際電聯(lián)批準(zhǔn)。衛(wèi)星全部部署完畢,太空運(yùn)行環(huán)境將更加惡劣; 與此同時(shí), 其它太空參與者也可能會(huì)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(qiáng)制性規(guī)則體系, 以遏制太空的無(wú)序狀態(tài),建立太空和平、 安全的互利共享機(jī)制。

4 太空交通避碰優(yōu)先級(jí)

太空交通管理內(nèi)容很多, 涉及面很廣, 但是有一個(gè)核心問(wèn)題就是避碰優(yōu)先級(jí)問(wèn)題。 從不同視角分析陸海空域中現(xiàn)有對(duì)交通安全的運(yùn)行規(guī)則,采用類比的方式對(duì)太空域進(jìn)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(yùn)行規(guī)則可以借鑒參考, 尤其是在國(guó)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(guó)際民航公約、 飛行基本規(guī)則、 聯(lián)合國(guó)海洋公約和國(guó)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(jí)。 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(jiān)持“生命至上” 原則

從國(guó)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(xiàng)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(huì)秩序和國(guó)際利益。 在道路交通管理中, 很多國(guó)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(hào)規(guī)定, 機(jī)動(dòng)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(jiān)持以人為本、 生命至上的原則, 無(wú)人航天器需要主動(dòng)規(guī)避有人航天器。 例如, 國(guó)際空間站、 載人飛船等在太空中享有最高優(yōu)先級(jí), 各國(guó)航天器在與之可能發(fā)生碰撞時(shí), 都需要主動(dòng)采取避碰措施。

4.2 堅(jiān)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(yùn)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(diǎn), 軍用航天器涉及軍事行動(dòng)、 關(guān)乎國(guó)家安全, 民用航天器涉及國(guó)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(jí)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(wú)應(yīng)急車道時(shí)也規(guī)定其它車輛必須避讓; 保障民生物資的運(yùn)載工具通行時(shí), 可以享有一定優(yōu)先權(quán), 開(kāi)辟綠色通道。 在海上和空中公域航行時(shí), 所有船舶和飛行器均享有航行自由,海軍艦艇和空軍飛機(jī)還享有一定的豁免權(quán), 只受歸屬國(guó)管理。 因此, 在太空中所有航天器也都享有相應(yīng)的自由運(yùn)行原則, 但是必須優(yōu)先保障軍事行動(dòng), 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(guó)家安全、 民生穩(wěn)固和商業(yè)蓬勃。

4.3 堅(jiān)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(jī)動(dòng)等情況, 從進(jìn)入一個(gè)軌道可能影響在軌航天器運(yùn)行的角度分析。 在道路交通行駛時(shí), 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(shí), 有他船在本船右舷的船舶應(yīng)給他船讓路, 如當(dāng)時(shí)環(huán)境許可, 還應(yīng)避免橫越他船的前方; 在空域航行時(shí), 左面的航空器給右面的讓路, 各國(guó)在規(guī)定上不同高度和方向略有細(xì)微區(qū)別。 從陸海空域現(xiàn)有規(guī)定, 我們可以看出: 一方面, 原有運(yùn)行狀態(tài)的交通參與者享有保持原有運(yùn)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(dòng)避讓, 且規(guī)定了避讓的統(tǒng)一方位防止避碰方向錯(cuò)誤。 在太空域面臨這類情形時(shí), 我們也可約定已在軌運(yùn)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(jiān)持“弱者保護(hù)” 原則

恩格斯說(shuō): “絕對(duì)的平等在這個(gè)世界上本就不存在, 并且隨著世界上不同國(guó)際地區(qū)發(fā)展的不平衡, 這種不平等將長(zhǎng)期存在, 且愈演愈烈?！边@種不平等可歸結(jié)為強(qiáng)者與弱者之間的差異, 只有通過(guò)法規(guī)約束來(lái)保證相對(duì)公平。 道路交通中有一條潛行規(guī)則, 就是交通強(qiáng)者避讓弱者。 一方面, 同等危險(xiǎn)程度下交通強(qiáng)者抗擊危害更強(qiáng)一些; 另一方面, 交通強(qiáng)者相對(duì)來(lái)說(shuō)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(qiáng)國(guó)的技術(shù)領(lǐng)先, 發(fā)射的航天器從技術(shù)性能、 運(yùn)行狀態(tài)、 操作控制和態(tài)勢(shì)感知能力等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于一般航天國(guó)家。 航天器在軌運(yùn)行時(shí), 航天強(qiáng)國(guó)更容易感知危險(xiǎn)、 更容易采取避碰措施, 故從相對(duì)公平的角度出發(fā), 要遵循“強(qiáng)者規(guī)避、 弱者保護(hù)” 的機(jī)制。

4.5 堅(jiān)持“無(wú)動(dòng)力先” 原則

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

4.6 堅(jiān)持“大優(yōu)于小” 原則

按照經(jīng)濟(jì)效率, 可采取小航天器主動(dòng)避讓大航天器。 在陸域的機(jī)動(dòng)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(jī)動(dòng), 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(dòng)力和機(jī)械性能決定了飛行的高度、 速度和抗壓強(qiáng)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(fèi)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(duì)較小的更容易機(jī)動(dòng)和變化運(yùn)動(dòng)狀態(tài), 且耗費(fèi)的能量相對(duì)更少, 經(jīng)濟(jì)價(jià)值更優(yōu)。 對(duì)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(dòng)避讓大型航空器(如空間站、 貨運(yùn)飛船等), 既能更加容易規(guī)避, 也能減少燃料消耗;同時(shí), 小型航天器的損毀價(jià)值也相對(duì)較低。

具體判定過(guò)程中, 首先按照有無(wú)動(dòng)力考慮,其次按照有無(wú)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(qiáng)弱能力避讓。 航天器遭遇碰撞預(yù)警時(shí), 可采用此法進(jìn)行判斷。 具體實(shí)施過(guò)程中可以設(shè)計(jì)一個(gè)明確的排序表來(lái)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(jìn)行如下打分排序, 如表2 所示。

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

5 結(jié)語(yǔ)

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(wèn)題, 需要全面的國(guó)際協(xié)調(diào), 但是在緊張的地緣政治背景下, 太空交通問(wèn)題變得愈發(fā)復(fù)雜, 使得太空治理的難度系數(shù)越來(lái)越高。 為此, 建立統(tǒng)一且具有強(qiáng)制約束力的法規(guī)制度來(lái)進(jìn)行規(guī)范, 比協(xié)調(diào)解決問(wèn)題效果更加顯著。 文章提出的一些規(guī)則和避碰優(yōu)先級(jí)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(lái)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。