来源 :学术plus 作者:
张春磊
2021年4月,美国智库“大西洋委员会”与斯考克罗夫特战略与安全中心共同发布了一份研究报告
《太空安全的未来:未来30的美国战略》(The Future of Security in Space: A Thirty-Year US Strategy)
。
该报告对未来30年美国在太空安全领域的战略进行了
预测性研究
,研究给出了短期(2021-2025)、中期(2025-2040)、长期(2040-2050)等三个时间段内,美国在太空治理法律法规架构、太空安全联盟、太空商业化、地月轨道空间利用等方面的安全战略。
文章
仅供参考,
观点不代表本机构立场。
概述了全文的主要内容,
包括:决定未来太空发展的四方面趋势、未来太空安全的战略方针、未来太空安全战略、2050年前确保太空安全的蓝图、主要建议。
地球轨道应用已成常态,主要体现在大国竞争日益明显、太空“新兵”越来越多、太空可持续性问题越来越严重;地月轨道空间的应用前景逐步凸显;商业和国防太空技术不断扩散;私营部门在太空领域的参与越来越多。
通过建立基于规则的太空秩序来促进稳定、和谐和自由;
慑止敌对行动,确保太空资产和太空资产接入的安全;
通过太空商业化的持续扩张促进美国和全球的繁荣。
核心部分,给出了短期(2021-2025)、中期(2025-2040)、长期(2040-2050)等三个时间段内,美国的太空安全战略,具体包括:更新和完善太空治理法律法规架构;建立太空安全联盟;通过明确监管和定向投资加快太空商业化,涉及发挥私营部门作用、加强火箭运输能力、投资基石技术;充分利用地月轨道空间。
明确了美国太空安全战略在具体实施过程中的各方面实际指导建议,包括:在太空法律和政策方面,建议建立新的全面太空条约、修改现有条约、建立月球条约、修订美国联邦政府层面和美国国家层面的相关法律法规;打造太空安全联盟;利用地月轨道空间;强化火箭运输能力;开发新兴的太空防御技术;强化公私伙伴关系,涉及增强人力资本投入、加强公私合作、提升效率与投资;强化太空关键基础设施和赛博安全;提升空间推进和就地资源利用能力;加强太空态势感知与太空流量控制。
此外,本部分还给出了战略实施指南与时间表。
美国未来30年太空安全战略综述
该研究报告从多个维度对美国未来30年太空安全战略进行了研究,具备很高的参考价值。
报告认为,很多的具备航天能力的实体越来越无视现有太空条约,或以越来越宽泛的方式解释这些条约以为其太空活动辩护。
因此,从长远来看(2040年至2050年),美国应寻求制定一项新的基础性太空条约。
因为这类国际协议的谈判可能需要数年甚至数十年的时间,美国应寻求制定符合美国和盟国太空规范的国际法或国际惯例,并在理念一致的国家之间就制定新的国际太空法条约的必要性达成共识。该方面的未来战略如表1所示。
表1 更新和完善太空治理法律法规框架方面的战略
报告认为,美国及其盟国必须建立一个空间合作和相互安全的框架,建立一个国际太空安全联盟,扩大像北约这样适合21世纪及其后的现有联盟的范围确保集体安全,遏制太空侵略。
正如本文前面所述,在未来三十年,大国竞争很可能会影响太空活动,美国的战略竞争对手很可能利用太空来实现更广泛的地球安全目标。随着空间活动的增加,由空间促成的以地球为基础的活动将随着时间的推移成倍增加,而以空间为基础的活动将对地球本身的安全产生更大的潜在影响。
因此,空间证券化将成为一个日益重要的焦点,在理念一致的国家之间建立和维护集体安全将在长期(2040-2050年)具有重要意义。为了达到这个目标,在短期内(2021-2025年)和中期(2025-2040年),美国应集中精力与盟国和伙伴国就太空安全达成共识,并参与协调的空间活动。该方面的未来战略如表2所示。
表2 建立太空安全联盟方面的战略
报告认为,为促进长期(2040-2050年)向“在轨经济”过渡,并在短期(2021-2025年)最大限度地为地球提供天基服务,美国政府应:投资航天发射、卫星星座运营、强大的航天动力与推进系统、在轨服务和就地资源利用;准备火箭运输;开发利用私营部门的创新方法;确保对制造太空组件至关重要的供应链的安全。然而,很难预测30年后哪些技术将是关键技术
因此,为了说明技术发展的非线性性质,该研究报告建议投资于某些特定技术,以便在短期内推动太空发展,并建议美国政府在未来30年时间内鼓励空间技术的发展。
该方面的未来战略如表3所示。
表3 通过明确监管和定向投资加快太空商业化方面的战略
报告认为,为实现太空的长期安全和繁荣,美国应
强调发展地月轨道空间
,即,地球-月球半径形成的球形空间。
-
在短期内,政府应该评估“阿尔忒弥斯”计划,以确定其目前的目标和进度计划是否现实。
-
从中期来看,美国应该在地月轨道空间部署全套传感器和通信资产,用于国家安全和情报目的。
-
最后,美国应与国际伙伴合作,寻求对拉格朗日点进行国际管理,并致力于在这些点上建设长期的物理基础设施。
该方面的未来战略如表4所示。
表4 充分利用地月轨道空间方面的战略
报告指出,美国政府在技术投资方面发挥着重要作用,并建议美国应该优先发展航天关键技术,尤其是那些有助于实现长期(2040-2050)目标的、有着重要意义的技术。报告给出的关键技术群如下所述。
当前在轨资产运行的主流模式是依赖于少数几颗大型、设计复杂、多功能一体、价值数十亿美元的卫星。然而,新一代卫星运营商正在寻求将这功能分布到数十颗、数百颗甚至数千颗可以相互协作的小卫星上。
任何一颗卫星的损耗都不会对整个星座造成破坏,而且星座体系架构还可以分模块升级。
卫星小型化、卫星网内的通信(包括激光通信)和缓解环境影响(例如,地球天文学干扰、碎片)是这一关键技术领域值得投资的领域。
小型卫星星座在用于国家安全任务时,可以通过直接入轨式反太空武器阻止反太空攻击,因为建造和向太空发射导弹的成本超过了仅仅摧毁大型自愈网络中一个节点的战术价值。
随着时间的推移,将有效载荷送入太空的成本一直在稳步下降,但新的航天发射技术有望进一步彻底改变这一关键任务。例如,可重复使用的运载火箭能够发射到太空,返回地球,然后重新配置以执行额外的任务,与一次性运载火箭相比可节省大量资金,因为后者在再入大气层时会被摧毁。
未来的太空体系架构将围绕廉价、灵活的太空资产和太空发射来打造。
ORS模式不同于传统的太空项目,后者生产设计复杂、非常昂贵的小型卫星,且有限的生产周期需要数年的准备时间。相比之下,
ORS强调快速设计和制造具能力“够用”的卫星。这些卫星可以预先部署在发射场附近,以便向冲突地区增援或重建受攻击的卫星星座。
ORS需要一个新的太空发射概念,而不是目前所采用的这种几乎全都是从少数几个固定的、沿海站点发射,这些站点在发生重大冲突时极易受到攻击。除了这些固定的发射场,美国及其盟国还需要开发解聚型、多域、移动式发射平台。
通过移动平台从陆地、海洋、空中和太空发射的能力可挫败敌方在冲突中所采取的拒止美国进入太空的行动。因为从这些平台上发射比从传统的固定站点发射成本更高,可靠性更低(因此,对商业用户来说大多没有吸引力),美国政府在为这些技术创造市场方面有着独特的作用。
美国政府对这些技术的投资最终也可能为商业用户带来正面的外部效应
。
以空中发射为例,它允许太空用户自定义其太空发射的地理位置,以减少燃料消耗。通过空中等移动平台发射,卫星运营商可以从更靠近赤道的地方发射,这样就可以让地球轨道为航天发射提供推动。