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空間交通管理概論 版權信息
- ISBN：9787030742964
- 條形碼：9787030742964 ; 978-7-03-074296-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
空間交通管理概論 內容簡介
北京《空間交通管理概論》是國內**部系統梳理、介紹空間交通管理發展現狀的專著。《空間交通管理概論》設有7章。第1章從產生、演變、內涵與外延等方面介紹空間交通管理的概念；第2章從空間活動等六方面介紹空間交通管理要素；第3章從五個方面闡述了空間交通管理面臨的挑戰；第4章從空間交通管理對象的技術特性等四方面分析了空間交通管理對象的技術特性；第5章對空間交通管理相關的國際談判進行了搜集整理；第6章以美國等為例對需要的國家和區域層面空間交通管理的政策和法律進行了介紹；第7章展望了未來人類命運共同體理念下的空間交通管理的發展。《空間交通管理概論》沒有涉及空間交通管理的依據（管理理論、法律、法規、政策、共識等）、管理部門（組織機構、管理流程等）等方面的內容，計劃將在其他《空間交通管理概論》予以介紹。
空間交通管理概論 目錄
目錄
叢書序
本書序
前言
第1章空間交通管理的概念001
1.1空間交通管理概念的演變進程001
1.2各國空間交通管理概念的內涵與外延005
1.3空間交通管理概念的比較及可能的核心框架012
參考文獻015
第2章空間交通管理要素016
2.1空間活動016
2.2空間交通管理對象018
2.3空間交通管理主要影響因素024
2.4空間交通管理責任主體027
2.5空間交通管理任務及功能030
2.6空間交通管理主要手段033
2.7小結044
參考文獻045
第3章空間交通管理面臨的挑戰047
3.1空間環境047
3.2低軌巨型星座059
3.3頻率軌道資源074
3.4商業航天正迅猛發展082
3.5外空軍事化、武器化091
3.6小結103
參考文獻106
第4章空間交通管理技術體系108
4.1空間交通管理對象的技術特性108
4.2空間交通管理的主要能力需求137
4.3空間交通管理的主要能力對應的系統139
4.4空間交通管理的主要技術體系與發展趨勢142
4.5小結143
參考文獻144
第5章空間交通管理相關的現有國際談判進程146
5.1概述146
5.2空間交通管理相關談判的主要平臺及進展147
5.3對于建立空間交通管理磋商機制的展望166
5.4小結168
參考文獻168
第6章國家和區域層面空間交通管理的政策和法律171
6.1美國空間交通管理政策和法律171
6.2歐洲空間交通管理政策和制度183
6.3其他國家空間交通管理政策和制度189
6.4小結191
參考文獻192
第7章人類命運共同體理念下的空間交通管理體系構建194
7.1人類命運共同體理念與空間交通管理194
7.2空間交通管理體系框架196
7.3空間交通管理體系實施路徑201
參考文獻206
附錄縮略詞207
叢書序
本書序
前言
第1章空間交通管理的概念001
1.1空間交通管理概念的演變進程001
1.2各國空間交通管理概念的內涵與外延005
1.3空間交通管理概念的比較及可能的核心框架012
參考文獻015
第2章空間交通管理要素016
2.1空間活動016
2.2空間交通管理對象018
2.3空間交通管理主要影響因素024
2.4空間交通管理責任主體027
2.5空間交通管理任務及功能030
2.6空間交通管理主要手段033
2.7小結044
參考文獻045
第3章空間交通管理面臨的挑戰047
3.1空間環境047
3.2低軌巨型星座059
3.3頻率軌道資源074
3.4商業航天正迅猛發展082
3.5外空軍事化、武器化091
3.6小結103
參考文獻106
第4章空間交通管理技術體系108
4.1空間交通管理對象的技術特性108
4.2空間交通管理的主要能力需求137
4.3空間交通管理的主要能力對應的系統139
4.4空間交通管理的主要技術體系與發展趨勢142
4.5小結143
參考文獻144
第5章空間交通管理相關的現有國際談判進程146
5.1概述146
5.2空間交通管理相關談判的主要平臺及進展147
5.3對于建立空間交通管理磋商機制的展望166
5.4小結168
參考文獻168
第6章國家和區域層面空間交通管理的政策和法律171
6.1美國空間交通管理政策和法律171
6.2歐洲空間交通管理政策和制度183
6.3其他國家空間交通管理政策和制度189
6.4小結191
參考文獻192
第7章人類命運共同體理念下的空間交通管理體系構建194
7.1人類命運共同體理念與空間交通管理194
7.2空間交通管理體系框架196
7.3空間交通管理體系實施路徑201
參考文獻206
附錄縮略詞207
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空間交通管理概論 節選
第1章空間交通管理的概念 1.1空間交通管理概念的演變進程 1.1.1概念的產生（基于空間活動實踐的概念孕育階段，20世紀60～90年代）1957年10月4日，蘇聯成功發射了人類**顆人造地球衛星，揭開了人類太空時代的序幕。隨后美國也發射了自己的**顆人造地球衛星。進入20世紀60年代，美、蘇兩個空間大國開始登月、空間探索領域的空間競賽，其他國家也紛紛表達了開展空間活動的愿望。隨著航天器活動的不斷開展，1965年，美國R. Cargill Hall［1］有預見性地提出對發射進入空間的航天器進行交通控制（traffic control of space vehicle），并指出如果不對日益擁擠的空間交通進行控制，將可能導致航天器發生碰撞，并引發相應的國際爭端。 20世紀60年代，全球發射的航天器數量相對較少，低地球軌道區域也沒有出現擁擠狀況，航天器發生碰撞和有害干擾的概率極低。1967年，聯合國和平利用外層空間委員會（簡稱聯合國外空委，COPUOS）《外空條約》確立了各國自由探索外層空間的原則。這個時期也正是美國和蘇聯開展太空競賽的關鍵時期，在空間運行的航天器，除個別航天器外，基本都是美、蘇兩國的。在這種政治環境下，雖有學者提出“航天器交通控制”的想法，但雙方都不會考慮對空間活動加以限制，自然也不會出現空間交通管理的概念。 20世紀70～80年代，特別是進入80年代后，出于對涉及國家安全的空間系統保護的考慮，美國提出了圍繞衛星的“隔離區”概念［2］。但在當時的技術水平下，在低地球軌道高速運轉的航天器基本不具備軌道控制能力，因此“隔離區”的概念無法實現。 20世紀70年代后期，出現了將退役航天器機動到處置軌道的呼聲。1980年5月，美國國防部的一顆衛星為避免和另一顆美國國防部退役衛星發生碰撞，實施了首次碰撞規避機動。隨后，國際通信衛星組織首次對退役衛星實施壽命后處置，將其機動到地球同步軌道（GEO）的處置軌道。 1978年蘇聯核動力衛星“宇宙954”和1983年“宇宙1402”衛星的再入使國際社會重新審視核動力航天器的使用，但其目的是保護人類和環境不受核輻射的危害，而不是建立空間交通管理制度。對于這一問題的思考，*終產生了“核安全軌道”的概念，但后續并沒有開展核動力源航天器安全軌道及其處置軌道的實踐［2］。 1985年和1986年，美國開展的在軌衛星試驗由于出現衛星高速相撞而被迫終止，這促使美國提出了“衛星試驗場”的概念。“衛星試驗場”概念的提出是想為衛星在軌試驗指定一個特定的軌道區域，從而確保衛星試驗不對鄰近航天器產生干擾和危害。這個方案由于軌道力學方面的限制和低地球軌道航天器分布的分散性并未形成可行的方案。 在GEO軌道上，由于航天器只能在相對小的范圍內運行，對航天器進行管理是可行的。國際電信聯盟（ITU）為防止頻率干擾，頒布了《無線電規則》，對GEO軌道進行軌位和頻譜管理，該規則從客觀上在空間系統的運行控制管理取得了一些進展。但即使在這一范圍，國際電信聯盟的重點也只在于防止射頻干擾，而不是防止物理碰撞。事實上，20世紀70、80年代，“衛星位置管理”是比較流行的空間交通管理的表述［3］。 1988年7月，美國空間科學和應用分委會主席在美國國會關于空間碎片的聽證會上提出了一個*為極端的碎片“零增長”方案——為抑制地球軌道碎片的增長，只有在舊的碎片再入地球大氣層后，才允許產生新的碎片。但如何實現這一提議，后續不了了之。 這些研究和空間飛行試驗都可以視為人類試圖對航天器及其行為進行管控的嘗試，可以視為人類在不同階段對空間交通管理的認知。 空間交通管理作為一個正式的術語**次正式出現是在20世紀80年代，捷克航天專家P. Lubos教授在《外層空間的交通規則》（Traffic Rules for Outer Space）一文中首次給出了空間交通管理的概念。開展空間交通管理意味著要確切地知道航天器在某一時刻處于什么位置，是在大氣層中，還是在外層空間；要了解航天器從哪里來，要到哪里去；要了解航天器正在做什么及其工作狀態。空間交通管理同時也包括通過防止碰撞和有害的干擾確保空間活動的安全開展，并保護外空和地球的環境［4］。此后各國空間法領域的學者和空間領域的技術專家開始了對空間交通管理的廣泛研究，但直到世紀之交才出現了更詳細的討論［5］。 1.1.2概念的發展 空間交通管理或空間交通控制的概念一直很模糊，對此在某種程度上要歸咎于技術和政治方面的原因。雖然有些學者對空間交通管理與陸地、航空、海洋的交通管理作了許多對比，但是空間交通管理與陸地、海洋和航空交通管理有著本質的區別。汽車、飛機、艦船在行駛路徑和速度控制方面都具有極大的靈活性，能夠設立航道控制或道路規則。而在外層空間運行的航天器就沒有這么簡單了。在外層空間運行的航天器機動能力有限，有些航天器，如哈勃望遠鏡和大部分微納衛星基本沒有軌道機動能力，同時技術、政治、法律等方面的因素也使空間交通管理面臨更大的挑戰。因此，空間交通管理問題與上述領域的交通管理問題相比具有非常不同的特點。 1.1.2.1基于學術研究的概念構建階段（20世紀90年代～2006年） 這一階段具有代表性的研究是國際宇航學會（IAA）牽頭開展的空間交通管理系列研究。2001年IAA啟動了一項關于空間交通管理的課題研究，在2003年提交到在德國舉行的國際宇航大會上進行討論。IAA經過多年的研究，在2006年發表了《空間交通管理研究報告》，在報告的術語部分將空間交通管理界定為“空間交通管理包括在進入外空、在軌運行以及再入過程中保證航天器安全和不受干擾的各種技術和制度規則。”［6］這種表述并沒有界定什么是空間交通管理，只是指出了空間交通管理涉及技術和規范兩個層面，并涵蓋了航天器發射、在軌運行和航天器再入三個階段，以及空間交通管理的目標，因此沒有提供一般意義上可操作的概念。IAA關于空間交通管理的研究使該問題在國際范圍內引起了廣泛的關注。 1.1.2.2空間交通管理體概念廣泛研究階段（2006～2014年） 這一階段有關國際組織和學術機構開始廣泛參與空間交通管理問題的研究。2007年，具有多學科背景的國際空間大學（ISU）國際學生小組研究、提出了空間交通管理（STM）系統，根據不同軌道的特點，細分了不同軌道的“交通規則”，并考慮了STM方法的各種選擇。2008年，由IAA和世界安全基金會（SWF）共同組織在歐洲空間政策研究所（ESPI）舉辦了“公平和負責任地使用空間： 國際視角”研討會，重點討論了空間交通管理的相關問題。《空間法科隆評論》隨后也開辟了關于STM的專欄。 隨著全球空間活動的廣泛開展，航天器數量和空間碎片數量每年大幅增長。隨著空間碎片數量的不斷增長，出現多次衛星與空間碎片碰撞事件，特別是2009年2月，俄羅斯退役的“宇宙2251”衛星與美國正在運行的“銥星33”碰撞產生了約1500塊新的可跟蹤空間碎片，加劇了空間重要區域的擁擠問題，也進一步凸顯了實施空間交通管理的迫切性，引發了國際社會對加強空間交通管理的關注和討論。2009年4月，美國國會召開了關于空間交通管理的聽證會，評估了隨著空間事故和空間碎片數量的持續增長，民用和商業空間用戶所面臨的挑戰。2012年加拿大麥吉爾大學組織了空間交通管理論壇，成功引導了空間交通管理與航空交通管理的交叉研究。 隨著商業航天的飛速發展，空間活動更加多樣化，大量小型衛星星座發射，空間環境愈發擁擠并進一步惡化已成為必然趨勢；同時由于全球軍、民、商空間能力的快速發展，各國對空間資產的依賴性越來越嚴重，空間系統的脆弱性問題也日益突出。2014年國際宇航大會（IAC）期間，IAA批準“空間交通管理——走向實施路線圖”課題研究立項，從對空間交通管理的概念討論階段進入關注空間交通管理具體實施的問題。 1.1.2.3空間交通管理體系構建和政策實施階段（2015年至今） 歷經多年的學術研究和國家層面的討論和準備，在IAA的推動下，聯合國外空委開始推進“空間交通管理”概念和體系的共識，從而指導、規范各國的空間活動。 2015年在聯合國外空委法律小組會議上，國際空間法學會和歐洲空間法中心（ECSL）聯合舉辦了空間交通管理研討會，同年聯合國外空委法律小組委員會在其決議中對STM進行了強調，并將其納入2016年和2017年會議議程，從而將此前的理論概念探討提升到政府間交流和討論的層面。 與此同時，歐洲也開始在歐洲層面關注空間交通管理的構建。歐洲航天局（ESA）委托德國航天局牽頭聯合歐洲多個國家開展了空間交通管理的研究，并于2017年4月發布了《執行歐洲空間交通管理系統》的三份報告，包括白皮書、安全和可靠性戰略、技術需求。 美國出于鞏固其在太空的領導地位、掌握規則制定主導權的考慮，積極推進國內空間交通管理工作的開展。2016年，美國國家航空航天局（NASA）發布了《空間交通管理研究*終報告》。2018年6月18日，時任美國總統特朗普在白宮舉辦的國家航天委員會第三次會議上正式簽署頒布了《國家空間交通管理政策》，成為全球首*綜合性空間交通管理政策。該政策的目標是實現美國在空間交通管理領域的領導地位，構建安全、穩定和可持續的空間環境。為實現該目標，美國一方面積極推進空間態勢感知、空間交通管理等領域的科研發展與技術進步，另一方面將向個人和實體運營商提供“空間安全數據和服務”及其他空間交通管理的工作從國防部移交至商務部，商務部將制定一個開放式的空間態勢感知數據共享架構，改善空間態勢感知數據的共享性與互操作性。同時，商務部也會在全球空間態勢感知數據的基礎上制定航天器發射前風險評估和在軌碰撞評估的*低安全標準和*佳實踐，盡量防止在軌碰撞的發生。 2017年IAA在國際宇航大會（IAC）上全面介紹了空間交通管理研究的進展情況，并于2018年2月發布了《空間交通管理——走向實施路線圖》。 人類空間活動的重要性及空間活動的可持續性要求凸顯了實施有序、安全進出外空和對空間活動進行管理的必要性，在這個背景下產生了空間交通管理的概念，從而可以有效處理新出現的挑戰，維持現有和未來空間活動的安全性和可持續性。空間交通管理的概念將伴隨著人類空間活動的發展而不斷發展、演化。 事實上，空間交通管理只是一個目標，即在任何時間，使航天器潛在的電磁干擾和物理碰撞的可能性降到*低。前者主要通過國際電信聯盟來具體操作，后者則比較復雜，要具體研究如何避免空間物體碰撞，這也是20多年來解決空間碎片問題的關鍵，同時也是空間交通管理面臨的焦點問題。航天器及碎片數量的不斷增加、商業航天的飛速發展、空間活動主體的多樣化，這些因素共同決定了空間交通管理概念的發展方向。 1.2各國空間交通管理概念的內涵與外延 1.2.1學術界的概念 1.2.1.1國際宇航學會（IAA） 國際宇航學會（IAA）經過多年研究于2006年向聯合國和平利用外層空間委員會（COPUOS）提交了一份關于未來空間交通管理的基本報告。在該報告中，IAA給出了空間交通管理的初步概念： 制定一整套技術和規章制度，以確保航天器安全無干擾地進入空間、在空間運行以及返回地球。空間交通安全管理的目的是采取適當的措施，保證空間活動的順利開展。因此空間交通管理涉及技術和規范兩個層面，并涵蓋了航天器發射、在軌運行和航天器再入三個階段［6］。 空間交通管理在功能上必須能準確地對地球軌道的物體進行搜索、探測、跟蹤、辨識和分類；該系統還應對航天器未來的位置進行預測，分析可能發生的空間物體碰撞，對受影響的各方發出碰撞預警，并在需要的時候，指導各方實施航天器規避機動；將可能的電磁波、光學干擾和物理干擾降到*低，盡可能避免因空間氣象造成的異常影響，實現空間資源的有效利用。一旦航天器遭到破壞，空間交通管理系統的執行機構應盡*大可能協助和確認相關航天器及其所屬國，并根據相關國際法確定相應的責任、明確賠償事宜。 2006年，在國際上實施STM的建議尚不具備實施條件。經過10年的發展，2017年IA
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