美國太空安全聯(lián)盟《可持續(xù)性太空行為最佳實(shí)踐》解讀分析

王雅潔 劉凱希 劉虎

（航天器在軌故障診斷與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

2023年4月，美國太空安全聯(lián)盟（SSC）發(fā)布了最新版《可持續(xù)性太空行為最佳實(shí)踐》（以下簡稱《最佳實(shí)踐》），設(shè)計(jì)了從航天器研制到任務(wù)結(jié)束后處置的全壽命太空活動(dòng)要求，特別是增加了用于協(xié)調(diào)空間物體機(jī)動(dòng)的道路規(guī)則內(nèi)容，是SSC對現(xiàn)有涉及空間可持續(xù)發(fā)展的國際指南和標(biāo)準(zhǔn)的探索性延伸，對開展太空活動(dòng)具有很強(qiáng)的實(shí)踐指導(dǎo)性和操作性。

1 背景簡介

2019年9月，美國分析圖形有限公司（AGI）高級研究員丹尼爾·奧爾特羅牽頭組織成立SSC，旨在建立一個(gè)商業(yè)航天公司或組織的“領(lǐng)導(dǎo)層”，為防止碰撞和減少空間碎片提供最佳實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)太空運(yùn)行的安全性和長期可持續(xù)性。

SSC強(qiáng)調(diào)其為特設(shè)聯(lián)盟，其成員包括各行業(yè)和政府的航天器運(yùn)營商、運(yùn)載火箭和航天器制造商、空間態(tài)勢感知公司和航天利益相關(guān)者，目的是積極促進(jìn)形成負(fù)責(zé)任的太空安全共識。SSC稱《最佳實(shí)踐》符合聯(lián)合國和平利用外層空間委員會(huì)（COPUOS）、機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì)（IADC）、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）、空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)（CCSDS）等發(fā)布的現(xiàn)有指南和規(guī)則，并根據(jù)實(shí)踐對其進(jìn)行補(bǔ)充，使《最佳實(shí)踐》適用于任何物理尺寸、軌道高度和星座規(guī)模的所有航天器，以滿足保護(hù)天基能力的迫切需要。航天利益相關(guān)者僅需提供實(shí)體法定名稱、標(biāo)志、分類聯(lián)系方式以及認(rèn)可《最佳實(shí)踐》，便可參與SSC。截至2023年5月，已有36家航天相關(guān)實(shí)體認(rèn)可最新版《最佳實(shí)踐》，其中比較著名的實(shí)體包括空客公司（Airbus）、國際海事衛(wèi)星組織（Inmarsat）、銥星公司（Iridium）等衛(wèi)星運(yùn)營商，商業(yè)空間運(yùn)行中心（COMSPOC）、低軌實(shí)驗(yàn)室（LeoLabs）等空間態(tài)勢感知服務(wù)商，美國分析圖形有限公司、歐洲GMV公司等軟件研發(fā)公司，美國航空航天中心（Aerospace）、國際宇航科學(xué)院（IAASS）等研究機(jī)構(gòu)。[1]

2 要點(diǎn)簡介

《最佳實(shí)踐》共提出了9項(xiàng)56條具體舉措，可歸納總結(jié)為可持續(xù)性發(fā)展要求、交互數(shù)據(jù)規(guī)范、發(fā)射服務(wù)要求、航天器工程要求、在軌運(yùn)營要求、規(guī)避協(xié)商規(guī)則以及網(wǎng)絡(luò)安全要求等七個(gè)主要方面。

強(qiáng)調(diào)可持續(xù)性利用太空

《最佳實(shí)踐》第1項(xiàng)提出，“航天器利益相關(guān)者應(yīng)避免將空間物體碎片化或使其與其他空間物體故意發(fā)生碰撞，導(dǎo)致其他國家的利益、航天器或航天員處于危險(xiǎn)中。”同時(shí)，強(qiáng)調(diào)航天器運(yùn)營商、航天國家以及利益相關(guān)者對促進(jìn)和確保太空飛行安全負(fù)有共同責(zé)任?？沙掷m(xù)性利用太空、避免主觀惡意的太空行為，是《最佳實(shí)踐》對航天利益相關(guān)者的核心要求，是符合全人類共同利益的基本要求。

規(guī)范飛行安全信息交互

《最佳實(shí)踐》第2項(xiàng)對航天利益相關(guān)者間的信息交換格式標(biāo)準(zhǔn)做出了明確規(guī)范，重點(diǎn)包括：①航天器運(yùn)營商間交互數(shù)據(jù)優(yōu)選包含軌控過程和已建模擾動(dòng)項(xiàng)的星歷數(shù)據(jù)，次選兩行式軌道根數(shù)（TLE數(shù)據(jù)），其中，低軌航天器星歷數(shù)據(jù)應(yīng)至少預(yù)報(bào)4天、地球靜止軌道（GEO）航天器星歷數(shù)據(jù)應(yīng)至少預(yù)報(bào)7天；②航天器運(yùn)營商交互的數(shù)據(jù)格式應(yīng)當(dāng)使用CCSDS導(dǎo)航工作組制定的軌道、姿態(tài)、再入、跟蹤、發(fā)射、碎片和交會(huì)事件數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；③建立航天器運(yùn)營商與空間態(tài)勢感知方、太空交通管理實(shí)體的數(shù)據(jù)交互接口?！蹲罴褜?shí)踐》提出在統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口格式下開展信息交互，顯著提高了航天利益者間協(xié)調(diào)溝通效率和系統(tǒng)間互操作性，為后續(xù)開展碰撞規(guī)避自動(dòng)化提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

規(guī)范發(fā)射段任務(wù)要求

《最佳實(shí)踐》第3項(xiàng)強(qiáng)調(diào)，“航天器運(yùn)營商將太空安全作為優(yōu)先事項(xiàng)，在選擇航天器發(fā)射服務(wù)提供商時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮空間環(huán)境的可持續(xù)性。”該項(xiàng)旨在避免航天發(fā)射活動(dòng)對太空環(huán)境安全造成威脅，并首次提出了對運(yùn)載燃料的環(huán)保要求，以保障太空環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展。

提高航天器工程要求

《最佳實(shí)踐》第4項(xiàng)以及第5項(xiàng)強(qiáng)調(diào)航天器設(shè)計(jì)應(yīng)將太空安全作為優(yōu)先事項(xiàng)，符合可持續(xù)性太空行為最佳實(shí)踐。相對于現(xiàn)行的《空間碎片減緩指南》《空間碎片減緩準(zhǔn)則》以及《空間系統(tǒng)-空間碎片減緩要求》（ISO 24113）等國際規(guī)則，《最佳實(shí)踐》突出強(qiáng)調(diào)：①要求設(shè)計(jì)單個(gè)航天器、大型星座、飛行編隊(duì)時(shí)應(yīng)避免在軌運(yùn)行后與星座自身或其他空間目標(biāo)發(fā)生碰撞風(fēng)險(xiǎn)；②要求在研制測試階段對航天器進(jìn)行充分測試，并提供預(yù)防航天器“入軌即失效”的措施；③大幅度提高航天器任務(wù)后處置的時(shí)限和成功率標(biāo)準(zhǔn)，并要求運(yùn)營商在任務(wù)實(shí)施期間對任務(wù)后處置效果進(jìn)行評估；④提出航天器可觀察性、能見度特征或軌道關(guān)聯(lián)特征要求，以保證可使用被動(dòng)跟蹤手段（如：雷達(dá)、光學(xué)和被動(dòng)射頻等）對航天器進(jìn)行跟蹤?！蹲罴褜?shí)踐》將太空活動(dòng)監(jiān)管工作范疇擴(kuò)展到航天器研制設(shè)計(jì)階段，確保了航天器具備實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性太空行為所需的軟硬件基礎(chǔ)。

規(guī)范運(yùn)營段任務(wù)要求

《最佳實(shí)踐》第6項(xiàng)和第7項(xiàng)強(qiáng)調(diào)，航天器運(yùn)營商應(yīng)采用提高空間環(huán)境可持續(xù)的空間運(yùn)營理念，重點(diǎn)包括：①當(dāng)評估的碰撞概率超過千分之一時(shí)，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度超過400km的非地球同步軌道航天器的運(yùn)營商應(yīng)通過機(jī)動(dòng)進(jìn)行主動(dòng)規(guī)避防撞，將碰撞概率降至萬分之一以下；②航天器在運(yùn)行過程中應(yīng)定期監(jiān)測運(yùn)行狀況，以檢測和緩解可能導(dǎo)致意外解體或妨礙成功處置的異常情況；③航天器運(yùn)營商應(yīng)盡可能查明衛(wèi)星異常或故障的根本原因，以實(shí)施減少在軌故障衛(wèi)星數(shù)量所必要的糾正措施；④應(yīng)當(dāng)通過重返大氣層的方式處置低軌航天器；⑤一旦航天器不能再被控制或無法進(jìn)行主動(dòng)規(guī)避，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行航天器鈍化；⑥航天器運(yùn)營商應(yīng)確保將不同軌道區(qū)域航天器的當(dāng)前位置及48小時(shí)預(yù)報(bào)位置的誤差控制在500m（2σ）以內(nèi)；⑦應(yīng)考慮任務(wù)級和部件級的設(shè)計(jì)和操作，為當(dāng)前和未來航天器提供在軌檢查、燃料加注和及時(shí)的任務(wù)結(jié)束后在軌處置等服務(wù)?！蹲罴褜?shí)踐》對航天器在軌運(yùn)營任務(wù)階段提出了多項(xiàng)明確且具體的要求，進(jìn)一步引導(dǎo)航天器運(yùn)營商采用最佳的實(shí)踐做法，規(guī)范實(shí)施太空活動(dòng)，確保太空安全。

設(shè)計(jì)航天器機(jī)動(dòng)優(yōu)先級和道路規(guī)則

《最新實(shí)踐》第8項(xiàng)首次提出了用于協(xié)調(diào)空間物體間機(jī)動(dòng)的道路規(guī)則，按照軌控能力將航天器劃分為5種類型，分別為：①不可控；②可在極小范圍內(nèi)軌道機(jī)動(dòng)；③可在短時(shí)間內(nèi)軌道機(jī)動(dòng)并解除碰撞風(fēng)險(xiǎn)；④可在沒有人為干預(yù)的情況下規(guī)避機(jī)動(dòng)；⑤載人航天器。針對潛在的碰撞交會(huì)事件，明確空間物體機(jī)動(dòng)優(yōu)先級。在具體實(shí)踐中，該規(guī)則可被運(yùn)營商間已建立的雙邊或多邊協(xié)議所取代。

強(qiáng)調(diào)防止非授權(quán)訪問的安全措施

《最佳實(shí)踐》第9項(xiàng)特別強(qiáng)調(diào)，“防止未經(jīng)授權(quán)訪問的安全措施”，并指出“航天器運(yùn)營商和設(shè)計(jì)者應(yīng)遵守與信息技術(shù)相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)，并考慮在航天器指揮和控制中使用特定方法（如：采用加密傳輸）以保持對太空資產(chǎn)在軌運(yùn)行的指揮控制?！碧瞻踩c網(wǎng)絡(luò)安全日趨融合，《最佳實(shí)踐》提到的“縱深防御”，即建立多層安全措施保護(hù)太空資產(chǎn)，不失為一種確保地面基礎(chǔ)設(shè)施和太空資產(chǎn)免受網(wǎng)絡(luò)攻擊的有效手段。

3 影響分析

美國在太空領(lǐng)域的戰(zhàn)略目標(biāo)始終是保持其在太空的領(lǐng)導(dǎo)地位，2018年特朗普政府簽發(fā)的《航天政策3號令》（SPD－3）提出“要推動(dòng)國際社會(huì)建立太空安全行為標(biāo)準(zhǔn)和太空安全最佳做法”[2]，2021年拜登政府發(fā)布的《美國太空優(yōu)先事項(xiàng)框架》則進(jìn)一步表示“美國將與國際社會(huì)合作，維護(hù)和加強(qiáng)基于規(guī)則的國際太空秩序”[3]。《最佳實(shí)踐》既符合美國通過對于“自下而上”途徑影響和塑造國際規(guī)則的路徑設(shè)計(jì)，也符合形成有利于商業(yè)航天發(fā)展的政策和監(jiān)管環(huán)境的需求。

加強(qiáng)太空活動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn)管理

2020年美國《國家太空政策》指出，“確保太空活動(dòng)的安全、穩(wěn)定和長期可持續(xù)性是所有國家的共同利益?！盵4]美國是目前擁有最多太空資產(chǎn)的國家，比任何其他國家都更依賴通過天基能力在全球范圍投送和運(yùn)用力量。[5]太空活動(dòng)主體多極化、多元化，巨型星座爆發(fā)式發(fā)展，太空環(huán)境面臨“擁擠、對抗、競爭”。一旦發(fā)生空間物體碰撞，空間碎片間再次碰撞極可能引發(fā)碰撞級聯(lián)效應(yīng)，各國太空資產(chǎn)難以獨(dú)善其身，美國的優(yōu)勢地位可能面臨衰減。《最佳實(shí)踐》規(guī)定了太空活動(dòng)協(xié)調(diào)方法，使其從無序的野蠻發(fā)展?fàn)顟B(tài)逐漸過渡到有序的協(xié)調(diào)監(jiān)管狀態(tài)，符合對太空活動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn)管理的客觀需要，滿足太空長期可持續(xù)性發(fā)展的利益訴求。

塑造國際太空交通管理規(guī)則

美國始終強(qiáng)調(diào)基于規(guī)則的國際太空秩序，《最佳實(shí)踐》涵蓋了航天器全壽命活動(dòng)中可能涉及的信息交互、運(yùn)營規(guī)范等，且首次提出了“道路規(guī)則”，補(bǔ)充了當(dāng)前具體開展太空交通管理工作的“空白點(diǎn)”。《最佳實(shí)踐》已獲得了美國及其盟友的多個(gè)航天器運(yùn)營商認(rèn)可，有可能影響正在擬定的國際標(biāo)準(zhǔn)《ISO CD 9490 空間系統(tǒng)-太空交通協(xié)調(diào)》，并且不能排除《最佳實(shí)踐》中的某些具體工作方法未來有可能成為國際上處理太空交通管理問題的一般實(shí)踐或通例。美國以國內(nèi)太空體系建設(shè)為抓手，在持續(xù)強(qiáng)化太空治理能力建設(shè)的同時(shí)，影響塑造國際太空規(guī)則制定，增強(qiáng)太空領(lǐng)域影響力、主導(dǎo)權(quán)，以規(guī)則提高航天技術(shù)發(fā)展和成本運(yùn)營“門檻”，鞏固其太空領(lǐng)域優(yōu)勢地位。

實(shí)現(xiàn)太空非政府實(shí)體自我監(jiān)管

據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）公布的數(shù)據(jù)顯示，目前已經(jīng)公布的50余個(gè)衛(wèi)星星座絕大多數(shù)由非政府實(shí)體運(yùn)營，非政府實(shí)體已成為外層空間活動(dòng)的重要角色?！蛾P(guān)于各國探索和利用包括月球和其他天體的外層空間活動(dòng)所應(yīng)遵守原則的條約》第六條要求各締約國負(fù)責(zé)批準(zhǔn)和持續(xù)監(jiān)督本國非政府實(shí)體的外層空間活動(dòng)，包括學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、非盈利組織和商業(yè)公司。但是，鑒于學(xué)術(shù)或商業(yè)太空活動(dòng)的跨國性質(zhì)，締約國可能對其管轄范圍內(nèi)的某一非政府實(shí)體的太空活動(dòng)監(jiān)管較弱。美國為避免自縛手腳，且考慮到管理目標(biāo)過高，特朗普政府《國家太空政策》及拜登政府 《美國太空優(yōu)先事項(xiàng)框架》中用“太空交通協(xié)調(diào)”取代了“太空交通管理”。[6]《最佳實(shí)踐》契合美國太空交通協(xié)調(diào)走向，建立了航天利益相關(guān)者的行業(yè)自律模式：一是最大限度保證美國非政府實(shí)體太空行動(dòng)自由；二是維持太空可持續(xù)性發(fā)展、航天產(chǎn)業(yè)利益最大化；三是進(jìn)一步提升美國非政府實(shí)體在太空領(lǐng)域國際影響力。

4 對我國太空交通管理工作啟發(fā)

《2021中國的航天》白皮書指出，“加強(qiáng)太空交通管理，建設(shè)完善空間碎片監(jiān)測設(shè)施體系、編目數(shù)據(jù)庫和預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)，統(tǒng)籌做好航天器在軌維護(hù)、碰撞規(guī)避控制、空間碎片減緩等工作，確保太空系統(tǒng)安全穩(wěn)定有序運(yùn)行?！盵7]目前，中國空間站已全面建成，商業(yè)航天蓬勃發(fā)展，太空資產(chǎn)數(shù)量增長迅猛，開展太空交通管理體系建設(shè)，可協(xié)調(diào)太空活動(dòng)安全有序運(yùn)行，保障我國太空資產(chǎn)安全和正當(dāng)權(quán)益，維護(hù)公平合理的國際太空秩序。

加快開展我國太空交通管理實(shí)踐

為加快形成我國太空交通管理工作共識，應(yīng)盡快出臺我國太空交通管理工作頂層指導(dǎo)文件，在保證我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)高速、有序發(fā)展的同時(shí)，為我國政府有關(guān)部門組織開展涉及太空安全的相關(guān)活動(dòng)監(jiān)管提供政策依據(jù)，為航天器相關(guān)單位在航天器全壽命過程中實(shí)施空間碎片減緩、保障太空資產(chǎn)安全提供參考意見。通過開展國內(nèi)太空交通管理實(shí)踐形成我國“太空路權(quán)”[8]規(guī)則，一是可為我國在國際太空交通管理議題中的規(guī)則博弈提供實(shí)踐支撐，二是可在國際交流合作中對我國太空交通管理規(guī)則進(jìn)行推廣，嘗試將國家實(shí)力轉(zhuǎn)化為國際影響力。

推動(dòng)建立太空交通管理生態(tài)基礎(chǔ)

《最佳實(shí)踐》體現(xiàn)了美國開展太空交通管理工作的生態(tài)基礎(chǔ)，包括航天發(fā)射、在軌運(yùn)營、空間態(tài)勢感知、航天器在軌維護(hù)、空間碎片主動(dòng)移除、商業(yè)保險(xiǎn)和戰(zhàn)略咨詢等一系列商業(yè)航天服務(wù)。為打牢開展太空交通管理工作的技術(shù)基礎(chǔ)，我國可有針對性地開展太空交通管理前沿技術(shù)研究，如：空間態(tài)勢感知、太空安全信息共享、在軌自主碰撞規(guī)避、空間碎片主動(dòng)移除等。同時(shí)，大力支持發(fā)展商業(yè)航天智庫、空間物體商業(yè)保險(xiǎn)等航天領(lǐng)域新興事物，完善商業(yè)航天體系建設(shè)，擴(kuò)大我國航天產(chǎn)業(yè)版圖，形成支撐太空交通管理的生態(tài)基礎(chǔ)。

積極參與國際太空交通管理建設(shè)

積極參與外空全球治理與交流合作，針對國際太空交通管理建設(shè)研究“中國方案”。一是針對當(dāng)前國際空間法存在的空白點(diǎn)，圍繞國際太空交通管理亟需解決的現(xiàn)實(shí)問題，提出符合更多國家和地區(qū)利益的規(guī)則草案，為國際太空交通管理體系建設(shè)提供法理支撐。二是針對當(dāng)前國際太空交通管理議題中各國尚未形成共識的問題，積極營造良好的溝通交流環(huán)境，開展太空交通管理方向人才交流與培訓(xùn)，舉辦高水平國際學(xué)術(shù)交流會(huì)議和論壇，擴(kuò)大朋友圈、提升國際影響力，展現(xiàn)負(fù)責(zé)任的航天大國形象，在外空領(lǐng)域推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。