0 引言
外空（space）一般指距离地表100 km高度以上的大气层外的宇宙空间，又称为外层空间或空间，包括近地空间、深空等。外空是海、陆、空以外人类活动的第四疆域，具有重大政治、军事、经济价值[1]。
太空活动（space activities）是指人类进入、探索、开发和利用太空的各种活动的总称，按功能分为空间技术、空间科学和空间应用。人类在外空间的活动主要包括（1）进出太空：航天运输系统制造，航天器发射，航天器从太空返回到地面等。（2）利用太空：开发利用太空高位置、真空、低重力、能源物质等资源的活动。（3）探索太空：空间天文、空间物理、空间生命研究以及深空探测等宇宙探索活动。（4）控制太空：获取“制天权”的太空军事行动。自1957年人类开始空间活动以来，空间技术与空间应用迅猛发展，深刻影响着人类经济和社会生活的方方面面。通信、导航、气象、遥感等空间技术不断趋于成熟，在航海、渔业、农业、气象、减灾等领域发挥的作用日益突出，极大促进了全球经济发展、社会进步和民生改善。
外层空间活动一般被划分为三个时代。第一个太空时代：1957—1991年。从苏联第一颗人造卫星发射开始到苏联解体，太空活动主要由美、苏安全部门主导，是充满威胁的“冷战”时代。第二个太空时代：1992—2020年。以NASA的GPS、国际空间站、商业航天等大规模空间基础设施部署为代表，航天活动高度融入全球公众生活，是有竞争但没有威胁的较平和时代。第三个太空时代：2021年至今。太空活动威胁的突显和增长，军-民-商高度融合，商业航天引领发展，航天活动向地月空间及以远延伸。
空间安全一般包括空间资产（在轨资产、轨位资源、频谱资源）安全和空间活动（自由进出空间、充分利用空间、有效控制空间）安全。空间安全与空间威胁并生，外空长期可持续面临的威胁来自两个方面。一方面是自然威胁（对应的安全为Safety），如空间天气、空间碎片、近地小行星、巨型星座、交通拥挤等，属于成长的烦恼，这些与外空利用相生相伴，是发展层面的问题。随着发展，成长的烦恼可通过技术、共识、规则、法律来约束，空间自然威胁原则上可以解决。另一方面是人为威胁（对应的安全为Security），如各种形式的抵近侦察、伴飞、反卫、故意毁伤等，属于挑衅行为，即空间军事化。空间的人为威胁难以协调。
空间安全与空间活动长期可持续就像阳光和空气，受益而不觉，失之则难存。随着人类太空活动的逐步深入，空间安全与空间活动长期可持续面临的威胁和挑战同步上升，外空长期可持续性已经成为攸关人类生存与发展的战略问题。本文将讨论三个问题：（1）外空长期可持续面临的威胁有多严重（态势现状）；（2）如何应对外空长期可持续的威胁（治理途径）；（3）外空治理将带来怎样的技术创新、产业革命、法规建制挑战（机遇）。
1 外空安全和长期可持续面临严重威胁
1.1 空间碎片数量日益增多，空间碰撞事件频发
空间碎片是在轨运行或再入大气的无功能的人造物体，包括其残块和组件[4]。空间碎片主要来源是航天器在轨爆炸解体和航天活动遗弃的垃圾。迄今，共发生640余次航天器在轨爆炸解体事件[5]，如2004—2016年美国军事气象系列卫星（DMSPF）在轨连续发生蓄电池爆炸引起的卫星解体事件，2019年3月27日，印度代号“沙克提行动”反卫星试验等，均产生了大量碎片。截至2024 年 1月，地球轨道物体总重量超过 11500 t，已被跟踪编目的尺度在 10 cm以上的空间物体数量超过34000余个；尺度在 1~10 cm的空间碎片数量大约为 90 万个；尺度在1~10 mm的数量约为 1.28 亿个；1 mm以下的数量数以百亿计[6]。在LEO区域,空间碎片与航天器平均撞击速度达10 km/s,不同尺寸空间碎片的撞击均会导致航天器功能下降或失效，乃至爆炸解体。随着空间碎片数量不断增多，空间碎片对在轨航天器的威胁事件频繁发生。
（1）卫星屡遭撞击失效。国际上有公开报道的因碎片撞击而异常或失效的卫星超过16颗。我国因空间碎片撞击导致卫星异常事件也时有发生。2020年5月，我国某卫星因空间碎片撞击导致太阳翼供电电缆被切断，该卫星彻底失效。全球卫星每年机动规避空间碎片的操作超过100次, 全球每年空间碎片撞击卫星概率大于 10−4 的事件超过1000次[1]。
（2）国际空间站(ISS)机动规避碎片成为常态。1999年至今，国际空间站为了躲避空间碎片撞击共进行了38次抬高轨道的机动规避（每次消耗燃料 30 kg左右），如图1 所示，其中，2023年3月6日至14日一周时间之内进行了 2次机动规避。最近的 2 次机动规避发生在 2023年8月6日和 8月24日[7]。
（3）国际空间站(ISS)屡遭毫米级碎片撞击。ISS每年都遭受毫米级碎片的多次撞击[8]。2021年5月12日，ISS上长18 m、直径35 cm的加拿大机械臂Canadrm 2被碎片击中，外表保护层被撕裂，留下了一个直径近10 mm的穿孔，如图2 所示。
2023年2月11日，ISS俄罗斯联盟货运飞船MS-21散热器发生泄漏事件，19日MS-21离开ISS坠毁在南太平洋，2月21日，俄罗斯国家航天集团针对MS-21飞船状况进行评估，发现散热器上有一个直径约12 mm的孔洞，认为该孔洞是外部空间碎片撞击所致。这是继2022年 12月联盟 MS-22 载人飞船遭受空间碎片撞击后的又一次撞击事件。2022年4月27日至2022年10月14日，SpaceCrew-4飞船在国际空间站对接170天后，返回地面检查时被发现该飞船表面存在14个撞击坑, 撞击部位主要在飞船的热防护结构上，最大的撞击坑尺寸为2.3 mm × 2.1 mm，坑深0.98 mm [8]。
（4）Artemis I任务飞船初次飞行就遭遇空间碎片撞击。Artemis I任务飞船是载人登月和登火的先导飞行器，于2022年11月22日发射，2022年12月11日返回地球，共飞行25天，飞行了225万千米。返回地面检查时发现该飞船舷窗玻璃上有2个毫米级撞击坑，热防护结构上有7个毫米级撞击坑[8]。此外，2022年1月，詹姆斯韦伯望远镜发射入轨，此后4个月的在轨运行期间共遭受6次空间碎片/微流星体撞击，其中第6次撞击对C3段整体参数造成了无法纠正的重大影响。
（5）我国空间站多次险遭“星链”卫星撞击。2021年7月1日，在轨监控数据显示，我国空间站与SpaceX的卫星交会距离小于1 km，推算的最近交会距离为57 m，交会概率大于10−4，达到国际通用的机动规避阈值。为了确保安全，我国空间站按照国际机动规避惯例发动机开机点火，抬高轨道约1 km，成功实施了机动规避。2021年10月21日和2022年8月13日，星链卫星又近距离威胁我国空间站。与ISS一样，中国空间站机动规避碎片（包括卫星）已成常态。
在低地轨道(LEO)中，尺度0.5~10 cm、致命的不可追踪(Lethal Non Trackable ，LNT)碎片超过100万个，可编目追踪的碎片数量仅占可造成任务终止风险的轨道碎片的 4%。
厘米级空间碎片实际年增长率超过 10%。基于模型的预测表明未来50年内，LEO区域发生碎片链式撞击效应（Kessler灾难）的可能性增大。在地球静止轨道 (GEO) 区域, 目前在轨空间物体为1400 余个, 按照频率轨位防干扰原则该区域最多可容纳1800 个, 按照目前的占位速度, 30 年后轨位将饱和, 无新的轨位资源可用。
空间碎片每时每刻对在轨航天器安全运行都形成撞击威胁，对空间活动长期可持续带来严重挑战。
1.2 低轨巨型星座迅猛增长，空间秩序雪上加霜
通常卫星数量超过100颗，协同完成任务的系统被称为巨型星座。技术的巨大进步使得航天发射和载荷成本大大降低，加之其军民两用特性，催生了低轨巨型小卫星星座，并使其发射数量呈爆炸式增长。2015年，低轨巨型星座开始爆炸性发展，大量新公司成立。2017年，大量新星座系统开始建设，并逐年迅速增长。巨型星座以互联网、物联网等通信相关功能为主，全面覆盖遥感、导航、空间监测、碎片移除等多种用途。手机直连等新概念迭出，并正在向气象、海事、低空领域延伸发展。与此同时，星座的军事用途日益凸显，“星链”高度军民两用，2020年直接参加美国空军演习。为了保证通信的低时延和大宽带，星座卫星主要部署在低轨，并向超低轨（轨道高度340 km以下）发展。
2024年，一半以上提出的星座计划实施验证星发射。2023年底，国际电信联盟收到的星座卫星注册已有170多万颗，共有372个不同规模用途的星座被提出，其中13个已完成建设部署，34个正在建设，108个完成原型卫星发射验证，88个正在原型卫星开发，27个仍处于概念阶段，59个已经取消，如图4 所示[9]。其中SpaceX公司Starlink星座截至2024年5月10日，已完成了第166次发射，发射总数达6393颗，其中在轨5978颗，脱轨74颗，再入415颗，占当前所有在轨卫星总数的55%。Starlink星座已完成组网开始商业运营，用户数量已达270万。
低轨巨型星座有如下特点：（1）数量巨大，发射过程穿越空间目标密集区域，极大增加部署轨道空间目标数量及撞击概率，自身受碎片撞击概率大；（2）可靠性低，入轨失败率高，运行中失效率高，难以保证任务后可靠离轨；（3）目标特征小，地面监测、预警、规避难度大。据估计，低轨巨型星座3%将成为空间碎片[10]。
星座部署后，空间物体数量剧增，空间碰撞频率激增，轨位和频率资源争夺激烈，原来宁静天空变得不宁静，这是星座引起的宁静天空问题。星座部署后，星座反射的光会把夜晚黑暗的天空照亮，严重影响光学和近红外天文学观测，这是星座引起的黑暗天空问题。
巨型星座引起的黑暗和宁静天空问题已经成为国际航天界、国际天文学界、联合国外空委等关注的焦点问题。空间碎片最权威国际组织、国际机构间空间碎片协调委员会（IADC）于2016年、2017年和2021年3次在联合国外空委大会上发表关于大规模星座问题的声明[11]，认为巨型星座将导致空间碎片环境严重恶化，对现有空间碎片减缓指南实施构成了严峻挑战，并提出了应对措施建议。
Starlink星座在轨机动规避次数剧增。2022年12月1日至2023年5月31日，机动变轨25299 次，以避免其卫星接近其他航天器和空间碎片，每颗卫星平均机动12次；自2019年首次发射以来，已进行了50000 多次机动；到2028年，星链卫星将不得不每年机动近200万次；机动次数呈指数级增长。2019年9月2日，ESA地球观测卫星Aeolus采取了机动规避，以避免与SpaceX发射的60颗微小卫星发生碰撞。上文提到，我国空间站已多次险遭“星链”卫星撞击。
（2）星座对空间碎片环境中长期影响。2016年ESA基于空间碎片长期演化模型仿真模拟了一个寿命期50年（2021—2071年）的典型大型小卫星星座（1080颗200 kg卫星，分布于高度1100 km倾角80°的20个轨道平面），结果显示[19]，任务后离轨（Post Mission Disposal，PMD）成功率高达90%以上时，轨道物体数量和撞击次数才能在星座退役后缓慢恢复到正常水平。将任务后离轨时间分布设定为25年、5年、1年，结果显示，缩短离轨时间后，LEO区域物体数量和撞击次数峰值将随之减小，环境恢复速度也将随之提升。因此，任务后离轨时间对保持空间物体数量和撞击次数稳定有重要作用。
（4）星座自诱导碰撞风险。自诱导碰撞是指由于星座卫星故障导致的星座内部卫星间的相互碰撞。英国、美国和作者团队分别对星座卫星自诱导碰撞风险进行了仿真计算分析，结果显示，在星座卫星故障率为1%的基础上，星链第一阶段部署的卫星存在86.2%的自诱导碰撞概率，自诱导碰撞是星链星座的另一个重要风险因素。因此，国内外研究团队建议，星座发射部署时分两步走。第一步，初始轨道高度不超过340 km，卫星先在340 km以下轨道运行一段时间，检验卫星是否健壮。第二步，经检验没有发现故障卫星后，再升高星座轨道到预定高度。
（5）星座加剧频率与轨位资源争夺。星座的迅猛部署加剧了空间轨道资源的争夺，同时也加剧了空间无线电频率资源的争夺。无线电频率资源作为空间业务领域的重要战略资源，与石油、矿产等资源一样，属于稀缺不可再生的自然资源。在空间和地面、固定和移动业务、民用和军用、国内和国际，无线电频率通过一定的规则划分，来尽可能实现安全、经济、高效的资源共享。由于频率/轨道资源实行“先占先得”（first come first served）规则，后来者将被彻底挤出。同时，巨型星座的迅猛部署，也加剧了本已存在的空间和地面频率干扰程度。因此，巨型星座使得本已紧张的频率和轨位资源呈现更加稀缺的态势，出于政治、经济、军事等多方面的考虑，各国都加强了对卫星频率与轨位资源的抢占力度,在某种程度上激化了“航天器有主权”以及“轨道和频率不能主权化”的外空的基本矛盾。
（6）星座对射电天文学观测的影响。2019年6月10日美国天文学会发表的立场声明指出，低轨大规模星座已经对天文学和宇宙学产生了越来越不利的影响：其反射和发射的光会严重影响光学和近红外观测，其通信的电磁辐射会对无线电天文观测造成污染，其本身也会对天基空间天文台构成碰撞威胁。据2023年天文学者的研究结果[21]，即使在西澳大利亚内陆的“无线电宁静区”（radio quiet zone），卫星发射的信号比天空中的任何自然信号源都要明亮得多。星座无线电波长的发射需要缩小一千倍或更多，才能避免对射电天文学造成严重干扰。
（7）军事用途日益凸显。低轨巨型星座具有显著的军民两用特性，其潜在军事能力包括但不限于：目标侦察、电子对抗、通信保障、空间攻防、反导拦截等。“星链”星座在2020年直接参加美国空军演习，发挥了支持网络舆论战、保障地面任务、串联情报信息、支撑精确打击、支援无人机作战、反网络电子干扰等多项军事斗争相关作用。此外，美军基于“星链”星座，在保留原有低成本和快速迭代部署能力基础上，进一步提出了安全性升级、载荷平台专业化模块化等要求，正在开发专门针对军事用途的星座系统。其中，“星盾”（ Starshield）卫星计划由SpaceX公司于2022年12月2日正式发布，目标客户是美国国家安全机构和五角大楼。该计划将利用“星链”卫星的技术和发射能力，为国家安全工作提供支持和保障。主要领域为对地观测、通信、托管有效载荷。“星座”（Constellation）计划由美国网络司令部和美国国防高级研究计划局（DARPA）于2022年11月28日正式启动，旨在发展新兴的战术和战略网络能力，让网络作战人员更快地获取新的网络能力。
1.3 新型空间活动方兴未艾，外空监管规则缺失
从动机来讲，航天活动广义上分为两大类：商业与非商业。美国联邦航空管理局（FAA）对商业航天活动的定义是：按照市场规则配置技术、资金、人才等资源要素，以盈利为目的的航天活动。正在兴起的在轨服务、空间物体主动移除、在轨和地外制造、太空旅游、太空采矿等是典型的商业航天活动。当前，商业航天活动异军突起、势不可挡，已经成为第三个航天时代的发展引擎，正在引领航天活动的未来走向。
商业航天活动在信息透明、技术标准、近距离空间操作、安全保护区、载人商业飞行安全等多个领域产生了大量新问题，涉及到管辖权、控制权、损害赔偿责任等方面的责任与权利问题。这些问题给外空活动带来了新的安全风险与挑战。由于制定仓促、对外空认识有限、欧美主导制订过程等原因，现有的外层空间法自身的缺陷和漏洞比较明显，现有国际外空规则体系已不能适应新时代航天活动的监管要求。
在此情况下，国际规则制定方面出现了国家立法国际化的趋势。2023年2月7日，海牙全球正义学会在美国华盛顿特区发布了《华盛顿商业航天行为准则》，并于第二天将报告以会议室文件形式在联合国外空委科技小组委员会第61届会议期间散发。“华盛顿准则”提出了一系列负责任和可持续商业空间运行原则，包括互操作、人的因素、民间社会与外空条约国家缔约方关于实施和合规事务的合作、空间法等，形式上类似于政府间签署的《阿尔忒弥斯协定》，但是这个准则面向的对象是企业和民间社会，不具有法律约束力。目前，已有53名个人、组织和企业签署该准则。
值得注意的是，美国天军已经高度重视商业航天，提出将与商业部门伙伴展开合作，更好地将商业太空解决方案整合到国家安全太空架构。2024年4月8日，美国天军发布了《商业太空战略》，战略明确了8个适用新型商业整合的优先任务领域：太空域感知，卫星通信，太空进入、机动与后勤，战术监视、侦察与跟踪，天基环境监测，网络空间作战，指挥与控制以及定位、导航与授时，将整合商业太空产品、服务及活动，以提升美国的航天竞争优势。
1.4 外空资源争夺走向深空，地月空间博弈加剧
地月空间是指地球静止轨道之外的地球与月球引力作用区域，空间范围从距地面3.6万千米延伸到50万千米左右，包括月球和地月平动点轨道。地月空间范围广袤，向下连接近地空间、向上可达包括火星在内的太阳系其他天体，扼守人类从地球走向深空的必经之路，拥有足够广阔的战略纵深，被认为是太空资源开发、经济发展和军事行动的新"蓝海"，具有巨大的经济与军事潜力[22]。
美国在月球和深空率先“跑马圈地”，鼓励政府和私人开采与利用月球和小行星资源。2015年11月，美国通过了《外空资源探索和利用法》（简称《外空资源法》），鼓励政府和私人开采与利用小行星资源，正式赋予私人外空矿物资源开发的合法性。2017年美国废除了“太空应被视为全球公域”的概念。2019年美国公布《阿尔特弥斯协定》，鼓励政府和私人开采与利用月球资源，在月球和深空率先“跑马圈地”。 2019年7月，美国国防部太空发展局提出“下一代太空体系”构想，将地月空间态势感知与机动划入该体系的“威慑层”。2020年4月，NASA发布《NASA月球探索与开发探索计划》，提出2024年实现重返月球，此后在月球南极建立基地、长期开展经济活动和科学研究。2020年6月，美国太空军颁布第一个顶层条令《太空力量》，明确太空战场将包括地月空间。2020年7月，美国国家太空委员会发布《深空探索与开发的新时代》蓝皮书，认为月球本质上是人类的第八个大陆，明确要求将地月空间纳入美国的太空战略版图。2020年11月，美国太空军发布《作战司令部规划指南》，明确太空军未来将形成地月空间"轨道战"能力。同年美国启动在月球建立保护区计划，并颁布了《鼓励国际支持回复和利用太空资源行政令》。2021年5月10日，EAGLE行动小组发布了“月球生态系统发展有效和适应性治理”宣言。2022年4月，美国太空军成立了第19太空防御中队，专门负责地月空间态势感知。2022年6月，美国智库太空政策与战略中心发表《制定地月空间总体规划》报告，同年11月，美国白宫发布《国家地月空间科技战略》提出地月空间开发总体规划需求及相关目标。2024年1月，美国米切尔研究所发布政策报告《保卫地月空间和地球海岸线外第一岛屿》，提出国防部必须制定一项广泛的地月空间战略，且要求国会每年为太空军额外增加2.5亿美元用于地月空间行动。
2019年，俄罗斯公布《月球综合探索与开发计划草案》，制定了月球探索开发计划，包括4个阶段，计划2035—2040年实现月球基地全面运行。2020年10月，欧空局（ESA）与NASA商定为美国主导的"门户"月球轨道空间站建造2个服务舱。 2021年5月，ESA宣布在月球轨道部署卫星通信星座。2022年7月，ESA提出将在2030年实现载人登月。2023年8月23日和2024年1月19日，印度、日本的月球探测器相继成功着陆月球，成为继美国、俄罗斯、中国之后第四个和第五个在月面软着陆的国家。
地月空间对于商业航天意味着新一轮的资源开发和经济发展机遇。2018年11月，NASA宣布了商业月球有效载荷服务"(CLPS）计划首批参与竞标的9家商业公司，其中Intuitive Machines公司制造的月球着陆器"奥德修斯"于2024年2月22日在月球南极附近成功着陆。2021年4月，NASA与SpaceX公司签署了价值29亿美元的首个商用载人月球着陆器开发合同。2022年12月11日，日本Ispace公司“白兔﹣R”1月球着陆器成功发射。2024年4月，美国因特鲁恩公司（Interlune）宣布计划在未来几年内启动月球氦-3采矿计划，并将在2026年通过美国登月计划的月球着陆器搭载设备进行一次月面勘探，在2028年进行一次收集器试验，初步的商业运营将于2030年开始。
以越来越多的探月活动为标志，地月空间已经成为各航天强国竞争的目标，纷纷制定地月空间战略，加大技术研发、资源争夺和军事布局。商业航天公司也开始将注意力集中在地月空间发射、月球采矿和原位制造领域。太空“全球公域”（global commons）属性已经弱化，主权色彩更浓。太空新航海时代大国开疆扩土、争夺战略资源、竞相抢占 “太空岛屿”的大幕已经拉开。
1.5 外空军事部署越演越烈，态势失控难以逆转
2017年12月美国发布《国家安全战略》再次提出“外空，包括外空安全，是国家最高优先事项”（top national priority）。2020年6月美国发布《天权》政策文件，强调空间对国家利益至关重要，维护太空行动自由是太空军事力量的本质，也是太空军事力量的首要任务，追求太空绝对军事优势。2020年8月美国推出《国防太空战略》提出争夺外空国际规则制定主导权，要制定有利于美国和盟国利益的外空活动标准和规则，进一步体现出美国的“外空领先、外空优先、外空霸权”思维。近年来，美国已经与多国签订空间态势感知数据共享协议。2020年开始推动Artemis计划，准备在月球和火星建立基地，谋求建立“外空联盟”。 2024年4月16日，瑞典加入阿尔忒弥斯协定，成为该协定的第38个成员国。2021年4月，美国公布《美国未来30年空间安全战略》，提出深空战（deep space warfare）概念。2023年9月，美国太空作战部长钱斯·萨尔茨曼（Chance Saltzman）上将发布声明，宣布太空军新的使命宣言，即“确保美国位于太空、来自太空和进入太空的利益”（secure our nation's interests in, from, and to space），更明确地指出太空军的职责以及创建太空军的缘由。2024年4月8日，美国天军发布的《商业太空战略》试图通过融合商业航天活动来进一步提升美国的空间军事实力。
同时，美国试图通过制定相关政策法规、设立专门机构、建立国际联盟等方式率先开展空间交通管理实践，在国际上推行以“美国标准”构建的相关法律框架，达到争夺国际话语权和影响力的目的。这些举措，引发了各航天国家纷纷组建天军，使空间资源争夺和军事化加剧，把外空对抗方式由威慑引向实战。
1.6 外空长期可持续面临严重威胁，外空治理呼之欲出
综上所述，航天活动的长足发展极大地促进了人类经济和社会进步，同时也带来了空间碎片数量逐年增多、低轨大规模星座迅猛部署、新型航天活动快速喷发、外空资源争夺日趋激烈、军事化武器化越演越烈的负面效应。而现有的国际外空法律规则体系自身的缺陷和漏洞比较明显，呈现多边共商，强国主导，多头并进，分块治理，软硬兼施，监管不力，国家立法国际化等趋势。现有国际外空监管、治理能力捉襟见肘，已不能适应外空活动以商业化、私营化、自由化、军事化为特征的新时代发展要求。外空活动长期可持续正面临严重威胁与挑战，人类只有一个共同的太空，如果不能有效应对外空安全威胁，将危及人类文明的发展和存续，适应新常态的国际太空治理与法规构建呼之欲出。
2 外空环境治理进展
2.1 外空环境治理
当前外空环境面临“看不全”“管不了”“不可用”“没得用”的难题。
（1）“看不全”。在低地轨道(LEO)中，有约100万个尺度5 mm~10 cm、致命的不可追踪(lethal non trackable, LNT)碎片，可编目管理的碎片数量仅占致命碎片的 4%[1]。空间交通管理（Space Traffic Management, STM）的实质是通过指挥和控制航天器，来避免航天器与其他空间目标之间的碰撞，保障航天器的安全运行，即空间安全操作。实施STM的前提是充分、全面掌握空间目标的信息。从技术上讲，空间态势感知难以充分、全面掌握所有的空间碎片，实施STM显然不够充分有效和完备。
（3）“不可用”。根据空间碎片研究之父 Don Kessler对2020年后无发射活动条件下LEO区域10 cm以上碎片数量增长预测，按照当前约15%的空间碎片年增长率，50年后在LEO区域将发生碎片链式撞击效应（Kessler灾难），巨型星座部署后Kessler灾难会加剧来临，近地空间将彻底不可用。
（4）“没得用”。在干扰和安全原则下，GEO轨位理论值为1800个，现已占用1400余个，按照目前的部署速度，30年后将无可用轨位。LEO区域能容纳多少颗卫星尚无准确预测方法和结果，但随着低轨巨型星座的大量发射部署，轨位也将逐渐逼近极限。
（5）外空环境治理是唯一选择[1]。外空治理（Space Environmental Governance, SEG）是指在不使空间碎片环境恶化（减缓）的基础上，使空间环境变得更好(修复)，实施空间安全操作(STM) 以达到净化空间碎片环境(clean-space)，保障空间长期可持续（LTS）。外空环境治理的技术手段包括：（1）基于精准监测，提供针对厘米级以上碎片的在轨碰撞预警，即看和躲；（2）通过有效防护，提升针对厘米级以下碎片的生存能力，即防护；（3）在全寿命周期内不产生碎片并在任务后离轨，实现充分减缓，即遏制；（4）针对高风险空间碎片开展高效移除，即清理。（5）构建有效应对近地小行星撞击风险能力，即防御。（6）建立空间交通管理等行为准则，即管。为了保持外空环境长期稳定，只有通过外空环境治理才能应对和彻底解决当前面临的问题，外空环境治理是唯一出路和选择。
2.2 外空环境治理进展
2.2.1 外空环境治理概念演进[24]
外空环境治理概念经过了一个长期演进变化的过程：太空试验有害影响（1958年）→行星保护（隔离）（1958年）→避免有害干扰（1963年）→禁止在外空进行核试验（1963年）→不在外空部署核武器或其他大规模杀伤性武器（1963年）→ 凯斯勒效应（1978年）→防止破坏月球环境平衡和国际科学保护区（1979年）→ 空间交通规则/管理（1982年）→核动力源安全使用（1992年）→外空活动长期可持续性（2008年）→太空环境治理（2016年）[25]。
黑暗与宁静天空（2017年）： 2017年6月，国际天文联合会（IAU）向联合国外空委提交文件，建议在外空委框架下成立黑暗与宁静天空倡议，减少或消除轨道上卫星光照对光学天文观测的影响。黑暗与宁静天空从2021年开始已经成为联合国外空委科技小组委员会的热点议题。
净零空间（2021年）：2021年11月，在第四届巴黎和平论坛上，净零空间联合会提出了净零空间倡议，发布了《净零空间宣言》，呼吁在2030年前采取切实措施控制和减少对地球轨道环境的污染，避免进一步产生有害空间碎片，对现存空间碎片风险进行补救。
零碎片路径（2022年）：2022年上半年，为应对低地球轨道（LEO）环境的快速恶化，欧空局局长提出了零碎片路径，目标是到2030年完全停止在高价值轨道产生碎片。2022年下半年，欧空局组织专家研究提出了实现零碎片路径的具体技术和政策措施。
值得指出的是，太空环境治理概念由我国航天专家早于国际同行首次提出[25]，既顺应了技术发展趋势和时代潮流，也代表了太空环境相关技术发展的未来方向，还充满了人类命运共同体与人类和谐共生等中国智慧，为各国更好地认识并解决太空环境所面临的挑战提供了一条综合性路径，也为人类步入太空环境治理时代提供了方向性指引。该概念是一个具有包容性和前瞻性的综合性理念，既可以兼容凯斯勒效应、STM、LTS等已经较为成熟的概念，也可以兼容空间环境管理、净零空间、零碎片等新概念，甚至是未来较长一段时期内人类可能提出的新概念。
2.2.2 联合国外空委外空治理新进展
长期以来，持续讨论、磋商空间碎片治理问题的国际平台有：联合国和平利用外层空间委员（UN-COPUOS）“外空活动长期可持续性（LTS）”议题；联合国裁谈会中关于 “空间行为透明和建立信任（TCBM）”议题；IADC和国际宇航科学院（IAA）中关于空间碎片减缓指南、空间交通管理议题等。
2010年，联合国外空委科技小组委员会成立LTS工作组，经过多次延期，最终外空委在2019年6月通过了首批21条指南，这些指南涉及空间频率使用、空间物体和轨道信息分享、空间碎片监测、空间交会评估、空间天气、空间物体非受控再入、激光束在空间使用等多个与外空环境治理相关的问题。2019年外空委成立了新的LTS工作组，该工作组主要聚焦于已通过的21条指南的执行，同时也有国家提出制定新指南的建议。
2023年10月，联大第一委员会投票决定：受地缘政治分歧的影响，联合国将在太空安全问题上采取“平行”路径，将LTS工作分成两个目标不同的工作组，由英国和美国领导的工作组将重点关注技术规范；而另一个由俄罗斯和中国牵头的工作组将起草法律条约。这两项决议草案在2023年12 月举行的联合国大会上获批准通过。
2023年5月，联合国外空委发布了《外空治理议程》，2024年初发布了《太空可持续性议程》。
联合国外空委遵循所谓维也纳精神，即法规决议需要获得所有国家一致同意，这使得持续不断的讨论毫无结果，议而难决，这也将导致维护太空安全的努力进一步两极分化和支离破碎。
2.2.3 其他组织外空治理新进展
2022年，针对低轨巨型星座引起的新问题，IADC修订了其空间碎片减缓指南，将任务后25年内离轨的要求修改为任务后5年内离轨[26]，2023年国际标准组织（ISO）对其ISO 24113 :2023 Space systems — Space debris mitigation requirements也做了同样修改。
美参议院2023年10月31日通过了《轨道可持续性法案》（the Orbital Sustainability ACT），该法案旨在立项完成首个减少轨道上空间碎片数量的示范项目，要求相关机构更新空间碎片减缓的要求和措施，推动空间碎片减缓方面的国际合作等。2024年4月9日，NASA推出新的太空可持续发展战略第一卷《NASA的空间可持续性-战略-第一卷：地球轨道》（NASA's Space Sustainability Strategy-Volume 1: Earth Orbit），旨在分析影响太空安全和太空可持续发展面临的核心问题，通过最佳实践、技术研发、整合商业航天、国际合作等途径，以应对正在恶化的空间运行环境，确保子孙后代能够继续利用太空造福人类，维持美国负责任和可持续太空运营的积极领导者地位。
2023年底，ESA相继颁布了《欧空局空间碎片减缓要求》（《ESA Space Debris Mitigation Requirements》）和《欧空局空间碎片减缓政策》（ESA Space Debris Mitigation Policy）两份指导性政策文件。2024年4月初，中国国家航天局启动了对《空间碎片减缓与防护管理办法》的修订，旨在保障我国太空资产安全、维护外空活动可持续发展、建立公平合理的太空秩序，更好地履行国际责任，维护国际形象。
3 挑战与机遇
人类空间活动发展到今天，一方面向着更远的深空延伸，另一方面向着更多的应用拓展，以商业航天蓬勃发展为标志，航天已经成为推动全球经济繁荣的新引擎之一。与恢复人类地球家园的“青山绿水”行动类似，空间环境治理是人类拥抱星辰大海时不得不实施的营造“绿色太空”行动，是一个全球性的系统创新工程，其在技术研发、资源配置、法规构建、产业发展、科教科普等方面存在很多新的挑战，同时也孕育着巨大的科创和商业机遇，需要技术发展、工程实施、政策法规、国际合作等同步、协调、联动。
3.1 空间环境治理的技术挑战
（1）空间环境治理工程。通过建设全球布局、天地一体化的空间碎片监测网、天地协同预警平台，以提升对低轨厘米级和高轨分米级空间碎片监测能力为重点，具备全轨道空间碎片编目管理和精密测量能力，具备全轨道、全要素的空间碎片高时效、高精度监测预警能力。以提升航天器对厘米级空间碎片防护能力为重点，建立航天器空间碎片防护规范和标准，保障航天器全寿命周期的健壮性，提高抗毁生存能力。开展由天基综合清除星座、清除任务规划评估平台、清除演示验证新技术任务工程建设，具备全轨道、多尺寸空间碎片清除能力。构建天地一体化调度、协同稳定运行、综合高效的空间环境安全保障能力体系，实现“精准监测、高效清除、有效防护”常态化、业务化、商业化运营。特别注重要充分发挥人工智能、大数据和云计算在空间环境治理中的作用，激发、释放商业治理潜力。
（2）空间碎片监测预警。突破“侵入式”空间碎片监测星座、天地一体化监测网调度、大批量高动态厘米级空间碎片监测数据处理、高时效高可靠空间碎片预警、多维度天基-基地监测、空间碎片环境精准建模等关键技术。
（3）空间碎片防护。突破厘米级以下空间碎片在轨感知、航天器撞击易损性、航天器撞击解体建模、高性能先进防护结构研发、结构功能一体化防护、地面超高速撞击实验评估和数值仿真模拟等关键技术。
（4）空间碎片清除。突破空间碎片环境指标评估、空间碎片长期演化评估、空间碎片清除任务规划、航天器在轨自主感知规避、高效低成本航天器自主离轨、多尺度空间碎片整合清除、空间碎片利用、新概念空间碎片清除技术等关键技术。
（5）空间交通管理。突破空间物体信息数据库构建、基于大数据的航天器在轨状态管理、发射/在轨/返回全流程和低/中/高轨全轨道融合管理、智能化和最优化控制等关键技术。
目前，SpaceX的星链卫星上已经使用的有关技术包括：
1）自动防撞系统（autonomous collision avoidance）：星链卫星可以自主探测并躲避高碰撞风险的空间碎片或航天器。2）氪动力离子推进器（krypton-powered ion propulsion systems）：星链卫星使用氪动力离子推进器调整自身的状态，执行升轨或实施离轨任务。3）星球追踪器（star tracker）：每颗卫星都配有星球追踪器，可根据观测到的恒星位置确定卫星自身的位置、高度和方向。
3.2 空间环境治理孕育着巨大产业机遇
相比载人航天、探月、探火等百亿级航天重大工程，空间治理工程将彻底改变现有的航天器设计、制造、运营、准入等模式。从监测预警、防护、机动规避到卫星标配自主离轨、空间碎片清除、空间交通管理等，均需要常态化、业务化、产业化、国际化运行，会牵引出庞大的产业链条，经济规模在万亿元以上，比现在实施的任何一个航天工程都要大得多，是一个长期的过程。2014年美国和欧洲学者在第65届IAC（The International Astronautical Congress）会议上明确提出了“空间碎片经济学”概念（The economics of space debris），并讨论了空间碎片移除成本、收益和移除的商机等[27]。
空间治理行动在科学研究、技术研发、在轨演示验证、业务化、国际化运行、科普、教育培训等领域将会打开并营造一个前所未有的巨大商业市场，商业航天将大有作为。
3.3 空间环境治理法规构建与国际合作
外空环境治理战略性强，涉及面广，其中技术与法规强耦合，国家利益与外交斗争相关联，涉及每一个航天国家的责任、义务、权益、形象。外空环境治理需要坚实的技术支撑和雄厚的资源投入，绝非靠一国之力、单打独斗所能解决。外空环境治理需要航天国家协商一致建章立制，共同执行、落实、监督、核查法规指南实施。比如，正在讨论的航天器在轨安全距离规范建议，共轨轨道安全距离为10 km，转移轨道安全距离为50 km，离轨过程安全距离不小于20 km，这需要航天器运营国家和机构组织协商一致，认可接受。因此，外空环境治理必须全球携手共同应对、开展最广泛的国际合作，共同营造“绿色太空”，共同分享“宁静空间”。 国际合作是外空环境治理唯一的选择，也是唯一可以达成共识的国际合作航天活动。
引领外空环境治理建章立制、推动国际合作，是国家航天软实力的重要体现，是我国拥有国际航天领域主导权、话语权、发展权、资源利用权，树立负责任大国形象的平台和机遇。
4 结语
2021年9月15日，习近平总书记在视察我国航天工作时指出，太空资产是国家战略资产，要管好用好，更要保护好。要全面加强防护力量建设，提高容灾备份、抗毁生存、信息防护能力。要加强太空交通管理，确保太空系统稳定有序运行。要开展太空安全国际合作，提高太空危机管控和综合治理效能。
在百年未有之大变局加速演进的大背景下，外空环境治理是国际社会共同面临的重大挑战，事关空间资产安全和人类航天活动长期可持续，有非常迫切的现实需求和深远的战略意义。外空环境治理已经成为保障我国太空资产和地面基础设施安全的重要基础，是维护外空安全和国家安全的重要抓手，是支撑国家政治和外交活动的必要基础，是拥有外空国际规则制定话语权的重要平台，是外空领域国际合作的重要载体，是更好地履行国际责任，维护负责任大国国际形象的具体体现，是实现航天强国战略目标的必然要求，是国家治理现代化的重要组成部分，也是人类命运共同体和全球治理理念的必然要求。
我国外空环境治理的发展建议为：
（1）在国家层面深入开展外空环境治理研究。尽快启动外空环境治理相关研究工作，结合国际公域管理概念体系和我国战略需求，全面系统地分析我国外空活动长期可持续所面临的竞争和挑战，识别我国核心关切，在人类命运共同体理念指导下，提出具有中国特色的外空环境治理概念、定位、发展目标、顶层框架和立场文件，为我国参与相关国际事务提供坚实的理论支撑和策略储备。
（2）大力推动外空环境治理应用系统论证和能力建设。基于人工智能、大数据、云计算等前沿技术，以现有航天器在轨状态监测、故障诊断与预警、运行态势管理等为基础核心，大力发展空间物体监测、空间数据共享与应用、空间频谱与轨位监管、空间碎片减缓和移除、近地天体防御以及空间设施维护等能力，构建天地一体化的外空环境治理应用系统，保障我国空间资产的安全，支撑空间活动可持续性发展。
（3）加快建立外空环境治理协调机制，推动立法进程。国内有关部门建立联合协调机制，在国家层面进行统一规划，从能力建设和制度建设两方面同步构建我国的外空环境治理体系，积极推动相关最佳实践。尽早出台我国外空环境治理国家政策，指导我国外空环境治理体系的发展和建设，为相关立法奠定基础。加快我国航天立法进程与法规建设，为我国相关法规体系建设提供法律基础
（4） 深度参与外引领空环境治理相关国际事务与合作。与国际组织、航天大国、友好国家加强信息交流与共享，积极参与外空环境治理领域相关议题磋商，提出符合中国负责任航天大国形象、符合中国发展利益、符合人类命运共同体利益的国际规则和标准。组织相关科研院所、高校和智库参与国际层面相关研究，深入开展空间环境安全领域国际合作，积极参与国际各类平台/机制下的交流与合作，提升国际影响力。