商業載人航天時代的“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的損失和太空環境的污染，那么在商業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常可怕的人員傷亡。哪怕只損失一個載人航天器，損失個位數的生命，給全人類帶來的精神創傷也是非常嚴重的。

商業載人設施都有哪些

在商業載人航天時代，我們可能遇到的載人空間設施可能有這么幾類：

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在研制不同類型的亞軌道飛行器，他們的技術思路和上面這兩種基本相同。

▲ 進入商業航天時代，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，比較現實的商業載人飛船，包括美國太空探索技術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生沖突。而我們要討論的另一種載人空間設施，就是商業化的空間站。它在多數情況下不會和航空飛行發生什么聯系，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。按照現行的計劃，美國首先要把國際空間站進行商業化，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星。各國在發射衛星的時候，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，特別是在大批互聯網衛星穿過400千米高度的時候。

雖然所有空間活動參與者都應該遵守空間避撞的原則，但商業企業畢竟不是政府，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，人們特別關注航天飛行與航空飛行安全之間的聯系。越來越頻繁的火箭發射和即將開展的民用亞軌道飛行，在進出大氣層的時候，都會與航空活動發生關聯。如何避免二者發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想，提出要設立太空交通管制員（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是對載人及無人航天器實施監視與控制，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、飛行活動和航天器狀態進行離港前檢查；（3）檢查飛行計劃和時間表上的所有內容，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系的。

▲ 太空船二號進入宇宙空間