國際太空安全形勢分析與發展建議

陳 瑛，衛國寧，唐生勇，康志宇

（上海宇航系統工程研究所，上海 201109）

0 引言

自人類太空時代開創以來，太空安全問題逐漸引發關注，并由于美蘇冷戰而被賦予了軍事化意味。冷戰結束后，美俄太空軍事競賽有所減緩，但太空武器技術驗證與軌道資源和頻譜資源的爭奪并沒有停止，這促使太空安全與治理在法理層面、技術層面有所發展。進入2000年以后的新時期，人類太空活動急劇增多，在太空“一超多強”的整體格局下，太空安全問題再次引發國際社會的普遍關注，且視野已從近地空間安全拓展至深空，從太空物理域拓展至信息域和網絡域。為應對太空安全威脅，需要加強太空安全理論及相關技術研究，積極應對所面臨的挑戰，共同推動構建一套符合全人類共同利益的國際太空安全治理體制。

1 太空安全的定義與范疇

1.1 太空安全的定義

目前，國際上關于太空安全沒有統一定義。2014年，英國政府首次發布《國家空間安全政策》，將空間/太空安全定義為“安全、可靠、可持續地獲取空間能力，有充分的抗毀能力應對威脅與災害”，其實質包括兩種空間安全，即空間生存安全與空間發展安全。2020年，加拿大等國出版的《太空安全索引》將太空安全描述為“安全、可持續地進入和利用太空，并免受來自太空的威脅”，這里的威脅主要是指由人造衛星解體產生的空間碎片［1］。

在國內，一種觀念認為，太空安全是指國家在太空活動過程中，可自由、安全地往返太空并合理利用太空，或者在需要時按照自己的意圖控制太空，而不受或有能力免遭自然或人為因素的干擾或破壞。也有觀念認為，太空安全是指太空資源的開發與利用、空間力量的生存與發展等利益不受侵犯和損害的安全狀態，不僅包括空間資產安全、空間行動自由，還包括空間控制能力。新版《中華人民共和國國家安全法》對太空安全有如下論述：“國家堅持和平探索和利用外層空間……增強安全進出、科學考察、開發利用的能力，加強國際合作，維護我國在外層空間……的活動、資產和其他利益的安全。”

綜合各方觀點以及長期研究工作，本文將太空安全定義為：國家能夠合理利用太空資源自由地進行太空活動，靈活應對各種可能的威脅和破壞，有效維護太空利益的一種良好狀態。

1.2 太空安全的內涵

結合太空安全的定義，下面從太空資源、太空活動和威脅環境3 個主要維度闡述對于太空安全的理解，如圖1所示。

圖1 太空安全的內涵Fig.1 The connotation of space security

太空資源包括太空資產、軌位資源、頻譜資源等。太空資產是進行一切太空活動的載體，主要涉及各類型應用衛星、試驗衛星、空間實驗室等。軌位資源涉及太空資產在太空中的部署問題，對太空資產的合理開發與利用起到至關重要的作用。頻譜資源是太空資產選擇何種頻段、構建何種信息鏈路的關鍵因素。

太空活動首先包括自由地進出太空，這是進行其它太空活動的基本前提。其次包括充分地利用太空，具體包括遙感監視、通信中繼、導航定位、科學應用等活動，是太空活動的核心內容，直接發揮應用效益。最后，太空活動包括有效地控制太空，面臨到太空、在太空、過太空、從太空的各種威脅，采取相應的控制手段將威脅控制在有效范圍內。

威脅環境是一切可能對太空活動和太空資源造成干擾或破壞的因素的統稱。威脅環境主要包括自然威脅、人為威脅兩大類別。自然威脅包括宇宙輻射、高能帶電粒子、空間碎片等空間環境所造成的威脅。人為威脅主要表現在兩方面：一是人類日益發展的太空活動導致太空變得日益擁擠，軌位和頻譜資源變得更加珍稀，太空資產間的無線電干擾問題變得更加突出；二是太空軍事化、武器化，使太空活動面臨嚴重的對抗威脅。

2 太空安全發展現狀與趨勢

2.1 小行星撞擊威脅將長期存在，一旦發生可能影響人類存續

歷史上小行星撞擊地球事件頻繁發生，多次導致地球環境災變和生物滅絕。圖2給出了小行星撞擊威脅人類生存事件圖譜。6 500 萬年前，一顆直徑約14 km 的小行星撞擊地球被認為是導致恐龍滅絕的主要原因［2］。1908年，一顆直徑大約30 m 的小行星在通古斯上空爆炸導致周邊2 000 km2的地面生態環境被焚毀。2013年2月15日，一顆直徑大約17 m的小行星在俄羅斯車里雅賓斯克地區上空90 km 處發生爆炸，共造成1 600余人受傷，1 000多間房屋受損。據統計，每年發生的小行星飛掠地球事件高達110 次，朝地球落下的地外物質達到500 萬噸，世界各地發現的較大隕石坑有140 多個，類似于通古斯大爆炸事件數十年便發生一次。相關建模分析表明，直徑140 m 左右的小行星撞擊便能造成國家級災難，直徑1 km 的小行星撞擊將造成全球性災難，甚至導致人類滅絕［3］。小行星撞擊已引起全球廣泛關注，各國際組織建立了以地面望遠鏡為主的監測體系，推動小行星防御技術發展［4］。目前，直徑1 km 以上的小行星已經基本被發現，暫時沒有發現可對地球造成全球性威脅的較大小行星，但是深空環境演化難以預測，小行星威脅將長期存在。

圖2 小行星撞擊地球事件Fig.2 Asteroid impact events

2.2 太空呈現擁擠和競爭態勢，人類活動加劇頻譜環境和空間碎片環境惡化

太空雖然廣袤，但是能滿足應用需求的軌位和頻譜等資源是稀缺的。應用衛星通常部署在地球同步軌道、太陽同步軌道以及300～1 200 km軌道高度的地球低軌道，而通信頻段以C（4～8 GHz）、Ku（12～18 GHz）和Ka（27～40 GHz）為主。隨著人類航天技術的發展，具備火箭發射能力的國家已經由冷戰時期美蘇兩個超級大國擴展到10余個，并且越來越多的商業航天公司參與到運載發射和衛星研制中，直接導致了在軌衛星數量的激增。據統計，人類在軌活躍衛星超過4 000 顆，從第1 顆到第2 000 顆用了61年，而從第2 000顆到第4 000顆僅耗時2年。當前高軌軌位資源已十分緊張，低軌高密度互聯網星座衛星正爆炸式增長，這就使得太空安全環境日益惡化，即太空軌道越來越擁擠、衛星頻率變得稀缺［5］。截至2021年2月，可探測的空間碎片已接近9 萬個，由碰撞、爆炸、解體等原因導致的空間安全事件使得空間碎片數量呈指數級增長趨勢。模型預測顯示，30年后將出現軌位飽和，空間資源枯竭；70年后在地球低軌道將發生鏈式撞擊效應（Kessler 災難［6］），指數級增長的空間碎片將覆蓋整個地球［7］。然而，從航天活動的發展態勢來看，若缺乏持續有效的治理，Kessler災難恐提前發生。

2.3 太空武器化進程難以阻擋，為人類和平利用太空蒙上陰影

太空技術在誕生之初便與核戰略緊密聯系在一起，不論是偵察、通信還是預警衛星，均為增強核威懾提供能力支撐。自海灣戰爭以來，美國地面作戰部隊對天基信息系統的依賴程度逐年增長，天基資產在聯合作戰中發揮效能倍增器的作用。可以說，太空軍事化已經既成事實，它是以軍事為目的或具有為軍事服務性質的各種利用或穿越空間或直接在空間發展和部署太空軍事力量的一種趨勢。雖然，外層空間法明確禁止在外層空間（包括軌道和各天體）部署大規模殺傷性武器，但是并未嚴格限制太空武器的使用。冷戰時期，美國和蘇聯共進行過53 次反衛星試驗［8］，當時太空武器化的進程整體可控。近年來，美國將主要精力從反恐行動轉向新一輪大國競爭，特朗普政府時期陸續發布了《國家安全戰略》、《國防戰略》、《國家太空戰略》、《國防太空戰略》等文件，目標直指中俄，提出了全面遏制中國的發展戰略和行動綱領。為了鞏固全球霸權，維持太空優勢地位，保證軍事科技領先中俄等競爭對手，美國不斷推動太空武器化加速走向不可遏制的程度。2019年8月3日，美國正式成立太空司令部，同年12月20日正式組建獨立天軍，之后《天權》、《太空作戰規劃指南》等軍事條令相繼出爐，這表明太空已成為新的作戰域。截至目前，美國已開展多次軍事演習，并在軌試驗GSSAP、EAGLE 態勢感知飛行器以及X-37B 空天飛機，嚴重威脅全球太空資產安全。除美國外，俄羅斯、日本相繼成立太空部隊，法國、英國、德國成立太空司令部，印度開展地基動能反衛試驗。總體來看，各國綜合實力有差別、太空利益有分歧，難以形成有約束力的國際外空規則體系，從而導致太空武器化不受控。法理約束的缺失將使得太空走向對抗和斗爭，并不斷升級［9］。

3 太空安全治理面臨的挑戰

太空安全治理涉及全人類共同利益，然而當前世界各國在太空安全領域的認識理解不一、利益相關程度有別、技術實力水平不同，導致人類在太空安全治理方面，形成了既合作又競爭、既對抗又克制的發展局面，空間安全治理面臨嚴峻挑戰。

3.1 小行星防御技術持續發展，人類在合作和競爭中共同推動技術進步

雖然人類已經完成了“深度撞擊”、“隼鳥采樣”等小行星抵近、碰撞和采樣活動，但小行星防御技術仍面臨很大的不確定性，距離實際應用仍有很大差距［10］。近地小行星觀測監視和編目方面，雖然有46個國家向國際天文協會授權的小行星中心提供小行星觀測資料，但大約95%的數據來自少數幾個組織和團隊［11］。因此，雖然人類在面對小行星撞擊時的生存利益訴求相同，但在實施層面，技術、資金等實力差距將影響航天權力的建構關系，從而導致合作機制復雜化。舉例而言，技術實力較強的國家，可能以小行星防御技術轉化為空間武器技術為由，拒絕一些對手國家的參與，因而形成技術壁壘。

3.2 航天活動劇增，塑造了太空安全新格局，近地空間環境治理成為國際性重點問題

從前述航天活動發展趨勢可見，近地空間環境正面臨逐步惡化的風險，包括碎片急劇增多、電磁頻譜環境更加擁擠、對抗等方面。隨著以低軌高密度星座為代表的一系列星座計劃進入實質性建設階段，由于低軌航天器數量急劇增多而導致的航天發射安全、太空軌道交通安全、網絡安全、信息安全、電磁頻譜安全再次受到各國重視。然而，由于當前外空法的發展滯后，使得多個航天應用領域存在“法外之地”，對近地空間環境治理提出了很大挑戰。例如，在2019年9月，歐空局“風神”氣象衛星具備同美國“星鏈”第44號衛星的碰撞風險，由于美國拒絕進行軌道機動，最終由歐空局衛星實施了機動規避，表現出權責規定缺失的現狀；又如隨著“星鏈”等巨型星座發展，其可能對高軌通信中繼衛星鏈路產生2.4%時間百分比的干擾效果，當前未見相關報道，表現出既定協商機制缺失和權責規定缺失的現狀。

3.3 關于外空軍控難以形成共識，使得太空形勢不可避免地走向對抗

太空軍事技術的不斷發展和擴散，對外空軍控帶來了嚴峻挑戰。外空軍控致力于全人類共同利益，遏制純空間武器的研發、生產，并控制軍民兩用太空武器技術的武器化使用，避免人類進入外空武器競賽和陷入“修昔底德”陷阱［12］。以美、俄、印為首的航天大國不計后果的太空軍事行為為外空軍控蒙上一層陰影。據分析，低軌500～1 000 km軌道高度的失效衛星再入大氣隕落的時間約為10～50年不等，軌道高度高于2 000 km 的失效衛星則需要數十萬年，可以認為不會隕落［9］。由此可知，太空武器可對外空環境產生災難性破壞。此外，外空軍控必須面對人類共同利益和國家利益等現實矛盾，當前各國在外空的利益訴求、權力格局尚遠未達到可進行軍控談判的“鞍點”，國際外空軍控發展格局仍不明朗。

4 國際太空安全治理的出路

太空具有“公地”屬性，無監督的太空安全治理會導致太空“沙化”的悲劇，且當前公地悲劇已在逐步發生［9］。因此，國際太空安全治理需要國際社會的共同努力，從外交、法律、技術、文化等方面，探尋國際太空安全治理的出路。國際太空安全治理的核心在于統籌解決好各國家外空安全利益關系，開展博弈性合作，具體提出以下4條解決途徑。

4.1 建立國際太空安全治理協商機制

太空安全治理機制已成為一個日益凸顯的復雜而敏感的國際安全問題，當前亟需一套有效的國際安全機制進行調控，以達成和平利用太空的目的。各國在太空安全領域的共同利益，包括小行星防御、空間碎片防護、外空軍控等方面，構成了建立協商機制的基礎，并提供了根本動力；各國在太空安全利益的差異，包括國力的強弱、航天實力的高低、政策戰略的定位等方面，則構成了建立治理機制的前提和條件，影響著治理機制的具體制定和執行。“公地”屬性決定了太空安全治理機制集體合作性博弈的實質，同時也導致了太空安全治理的困境：各國不愿為集體的共同安全利益采取行動［9］。因此，應建立利益分配機制、激勵機制、責權分配機制和協商機制。協商機制的建立，是推動其他治理機制建立的前提，需優先推動落實。

4.2 加速推動新的外層空間法立法

在經歷了條法、軟法乃至后軟法時代后，當前人類外層空間法在實踐過程中面臨約束不強、規定不明、概念不清、實施不實等現實問題［9］［12-13］，多個國家對國際空間法進行了合理的規避和利用。新時期，多項國際空間法、條約、協議等論證及其立法推動工作已開展多年。近年來，人類航天活動急劇增加，對太空交通管理、國際空間法的需求更加急迫。然而，和平穩定的國際秩序來源于權力和制度的合力作用，需要各國在太空領域的國家安全利益趨于一致，在當前各國航天技術實力發展差異嚴重的情況下，對太空利益追求不同，且難以對相互的太空地位形成制衡，從而在短時間內難以就國際外空規則達成一致。因此，近期難以形成有強約束力的國際外層空間法。當前聯合國外空委通過《外空活動長期可持續性準則》（long-term sustainability，LTS）草案、“透明與建立信任 措 施 ”（transparency and confidence building measure，TCBMs）政府專家組活動等方式，著力推動外空新的規則制定。同時，各國推動了區域外空協議和多邊協議的制定，如《歐洲航天局公約》、《亞太空間合作組織公約》。國際社會還建立了“機構間太空碎片協調委員會”，制訂了空間碎片減緩指南，以協調空間碎片有關事宜［12-13］。形成新的外層空間法可能需要漫長的過程，從歷史視角來看，甚至可能需要一次大的利益格局震蕩。

4.3 加強太空環境治理相關技術發展

太空環境治理相關技術是空間安全技術體系的重要組成部分，是影響人類太空可持續發展的關鍵。太空環境治理技術為太空安全問題解決提供重要選項，如：深空探測技術發展為小行星防御實施提供可能；空間碎片監視能力提升大幅降低了飛行器受碎片碰撞的風險；抵近抓捕操控和拖曳移除技術發展為空間碎片環境治理提供了解決途徑等。假設按照當前的空間發射和活動頻次，無太空碎片清除技術干預情況下，200年內，將發生103次碰撞事故，碎片總數達到約17 萬個；有太空碎片清除技術干預情況下，該數量降為64 次，4 萬個［14］。技術實力是外空國際關系權力建構的重要來源，其技術水平高低將直接影響太空安全治理權力的大小［15］。因此，加強太空環境治理相關技術發展，既是人類共同安全利益需要，也是各國國家外空國際關系權力提升需要。

4.4 著力推廣在太空建設“人類命運共同體”理念

人類在一開始的外層空間活動中，其理念追求即是全人類的共同利益。因此，和平利用太空，在太空域構建“人類命運共同體”，符合全人類的長遠利益，是國際社會的普遍利益訴求。人為環境污染、空間碎片危險、太空武器化等嚴重事態和現象已經成為各國進入外層空間的“公害”，威脅著整個人類在外層空間中的共同利益，而解決或緩和危機的努力不可能單依靠個別國家的實力奏效。一個國家在外層空間安全與其他國家在外層空間的安全越來越多地聯系在一起。即使當前由于各國對于政治、軍事、國家利益等因素的考量導致太空仍籠罩在安全沖突的陰影之下，但人類的視野應看到沖突之后的和平。近年來，無論是《防止在外空部署武器、禁止對外空物體使用或禁止使用武力》（prevention of the placement of weapons in outer space treaty，PPWT）條約，還是聯合國外空委主導的LTS 議題討論及TCBMs 政府專家組活動等［16-17］，都體現出當前國際社會對實現太空和平利用的努力。因此，從長遠來看堅持全人類共同利益的價值取向，著力推廣在太空構建“人類命運共同體”理念，是解決國際太空安全治理問題的最終出路。

5 結束語

太空安全關系到人類共同發展利益。隨著各國進入空間和利用空間活動的急速增加，對太空的認識水平和技術水平不斷提高，太空安全問題隨之日益突出并受到世界各航天國家的普遍關注。太空安全領域當前面臨小行星威脅、空間碎片環境惡化、太空武器化三大主要問題，面臨小行星防御、近地空間環境治理和外空軍控等諸多挑戰。國際太空安全治理，需要國際社會的共同努力，本文認為建立協商機制、加速推動立法工作、加強技術發展、著力在太空建設“人類命運共同體”是解決空間安全問題的出路。