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全球太空管理 本書系統(tǒng)總結了全球、區(qū)域和國家等不同視角下的太空管理理論與方法,以及政府、國際組織、技術、商業(yè)、法律等不同領域的全球太空管理經(jīng)驗,具體包括當前全球太空管理機制與條約法律、國家制度與商業(yè)航天活動對全球太空管理的影響、當前主要航天應用領域的太空管理建議、空間安全領域的太空管理機制與方法、新太空活動的發(fā)展趨勢與管理策略以及未來全球太空管理面臨的新問題、新挑戰(zhàn)等。 本書可作為高校從事全球太空管理教學與科研人員的參考書,也可供從事太空政策研究、航天工程管理等領域的技術人員使用。 近年來,航天大國競相推出新太空計劃,人類航天事業(yè)不斷革故鼎新,開啟新的征程。商業(yè)航天機構如雨后春筍般出現(xiàn),星鏈、OneWeb的在軌部署標志著人類進入巨型星座時代,亞軌道點對點運輸、太空旅游正在走向現(xiàn)實,諾格公司MEV2成功應用標志著在軌服務實用化邁出了歷史性一步,以阿爾忒彌斯為代表的月球計劃開啟了對地月空間新高地的戰(zhàn)略追逐,小行星探測刺激了人類太空采礦的強烈欲望,行星防御更使人類超越國家與政治的局限從全人類視角審視共同威脅。一方面,航天技術的繁榮發(fā)展帶動了人類前沿科技的進步,創(chuàng)造了巨大的社會經(jīng)濟價值;另一方面,航天技術的發(fā)展遠遠超越當前太空管理制度支撐能力的現(xiàn)狀,使得外層空間形勢比以往任何時候都要嚴峻。大量太空活動參與者的復雜利益交織、井噴式的航天器發(fā)射數(shù)量增長、頻譜干擾與軌道位置的激烈競爭、太空環(huán)境污染與日益擁擠的近地空間、非航天國家對太空權益的訴求、民用技術掩蓋下的太空軍事化等航天領域的新問題、新挑戰(zhàn),在強烈呼喚健全的全球太空管理制度的誕生。如何實現(xiàn)太空的安全運行與可持續(xù)繁榮發(fā)展,是迫切需要解決的現(xiàn)實問題。2021年9月,習近平總書記指出,要加強太空交通管理,確保太空系統(tǒng)穩(wěn)定有序運行。要開展太空安全國際合作,提高太空危機管控和綜合治理效能。只有堅持和平發(fā)展的太空安全觀、規(guī)范各國太空行為,實現(xiàn)太空安全管理與有序發(fā)展,才能確保為和平目的和全人類利益而可持續(xù)地利用太空。 然而,當前人類全球太空管理面臨重大現(xiàn)實困難和嚴峻挑戰(zhàn)。一方面,當前規(guī)范和管理太空活動的五項國際條約即《外層空間條約》《營救協(xié)定》《責任公約》《登記公約》《月球協(xié)定》,均是冷戰(zhàn)時期太空競賽的產(chǎn)物,在制定出臺時未考慮到當前復雜的多極化太空活動以及日新月異的太空技術;另一方面,在當前全球太空管理制度中,國際條約與國內(nèi)立法、雙邊/多邊協(xié)定、國際學術論壇建議、聯(lián)合國決議以及硬性規(guī)定和軟法律并存,而各國政府、政府間組織、非政府組織、商業(yè)實體、學術界、工業(yè)界、聯(lián)合國監(jiān)管機構等對太空不同的利益訴求,使得這些約束和規(guī)定有時是不兼容甚至是沖突的。同時,空間/臨近空間/空域一體化管控、地外天體探測、太空移民、新太空活動等,使得人類太空管理面臨的問題更加復雜。因此,迫切需要基于當前人類航天技術的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,從國際化、跨學科的角度開展全球太空管理研究。原著Global Space Governance由施普林格出版社于2017年出版,匯集了全球眾多太空技術專家、太空法律專家、太空企業(yè)家以及政府與非政府實體、國際組織等關于全球太空管理的意見和建議,總結了最新的全球太空管理研究成果,為未來人類實現(xiàn)全球太空安全管理與有序發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗。 全書從六個方面進行介紹。第一部分從全球、區(qū)域和國家的角度概述了現(xiàn)有的全球太空管理機制,包括五項約束性的聯(lián)合國空間法條約、非約束性的軟法律、政府與非政府組織的補充機制以及不同區(qū)域的太空管理經(jīng)驗等,探討了國家制度、私營航天活動對全球太空管理的影響。第二部分針對衛(wèi)星通信、遙感、對地觀測、氣象、導航、空間太陽能、空間新型發(fā)射等日益活躍的應用領域,分析了當前監(jiān)管制度的現(xiàn)狀和不足,給出了提高全球管理效能的合理建議。第三部分針對軍用和軍民兩用空間活動日益增長的趨勢,重點論述了與空間安全相關的問題,如載人航天、太空軍事管理、空間碎片減緩、臨近空間飛行等。第四部分討論了在軌服務、小衛(wèi)星、巨型衛(wèi)星星座、空間資源開采等新太空活動的發(fā)展趨勢,評估了當前適用的太空管理體系,并從促進新太空活動發(fā)展、造福全人類的角度提出了太空管理建議。第五部分論述了由于太空活動的重大變化而出現(xiàn)的新問題、新挑戰(zhàn),分析了宇宙災害與行星防御、太空環(huán)境保護、太空移民、太空在地球長期經(jīng)濟發(fā)展中的作用等領域面臨的問題,提出了相應的管理建議。第六部分是全書總結,給出了未來全球太空管理的系統(tǒng)性建議。 本書適合從事國家航天政策研究、航天工程管理、空間法研究等領域的人員閱讀。限于譯者水平,不足之處敬請批評指正,以期再版更正,作者聯(lián)系郵箱為liuhw05@163.com。 主要從事飛行器動力學與控制方面的科研工作,先后作為負責人、主要參與者承擔國家級、省部級項目10余項。 目錄 第一部分空間活動的法律和監(jiān)管框架 1.1引言3 1.2研究目的5 1.3全球太空管理的定義5 1.4使用方法6 1.5本書的范圍、性質和預期作用7 2.1引言11 2.1.1通用全球管理體系的演變12 2.1.2全球太空管理是否具有特殊性13 2.2現(xiàn)有太空管理機制是否滿足當前和未來全球外空公共利益14 2.3現(xiàn)有的五項聯(lián)合國空間條約15 2.3.1條約法15 2.3.21967年《外層空間條約》16 2.3.31968年《營救協(xié)定》17 2.3.41972年《責任公約》18 2.3.51974年《登記公約》19 2.3.61979年《月球協(xié)定》20 2.4聯(lián)合國機構是否為監(jiān)管、協(xié)調(diào)或規(guī)范空間活動的最佳組織22 2.4.1聯(lián)合國大會22 2.4.2聯(lián)合國和平利用外層空間委員會23 2.4.3聯(lián)合國外層空間事務司24 2.4.4U.N.Space25 2.4.5國際電信聯(lián)盟25 2.4.6其他聯(lián)合國機構26 2.5其他論壇對解決全球太空管理問題的幫助26 2.5.1聯(lián)合國系統(tǒng)以外的多邊和雙邊條約27 2.5.2政府間組織/機構28 2.5.3政府間業(yè)務組織29 2.5.4非政府國際組織31 2.6軟法律如何和在何種程度上影響全球太空管理33 2.7替代或補充機制的有效性35 2.7.1自愿雙邊與多邊安排35 2.7.2國際GNSS服務35 2.7.3商業(yè)航天聯(lián)盟36 2.7.4作為示范法的國家空間制度36 2.7.5保險管理37 2.8結論及匯總表37 參考文獻41
第3章區(qū)域視角下的全球太空管理49 3.1引言49 3.2區(qū)域合作機制以及太空管理倡議50 3.2.1歐洲及其區(qū)域太空管理經(jīng)驗50 3.2.2亞洲及其區(qū)域太空管理經(jīng)驗53 3.2.3歐洲和亞洲區(qū)域空間合作分析55 3.3中東、非洲和拉丁美洲的區(qū)域空間計劃和機構前景58 3.4結論:區(qū)域太空管理機制與全球太空管理機制的互補性59 參考文獻61 拓展閱讀62 4.1引言:國家空間立法在全球太空管理中的作用64 4.2國家空間立法舉例65 4.2.1阿根廷65 4.2.2澳大利亞65 4.2.3奧地利66 4.2.4比利時66 4.2.5巴西66 4.2.6加拿大67 4.2.7智利67 4.2.8中國68 4.2.9法國68 4.2.10德國69 4.2.11印度69 4.2.12印度尼西亞69 4.2.13伊朗70 4.2.14愛爾蘭70 4.2.15意大利70 4.2.16日本71 4.2.17哈薩克斯坦71 4.2.18韓國72 4.2.19荷蘭72 4.2.20尼日利亞72 4.2.21挪威73 4.2.22俄羅斯聯(lián)邦73 4.2.23南非74 4.2.24西班牙75 4.2.25瑞典75 4.2.26烏克蘭75 4.2.27英國76 4.2.28美國76 4.3結論及匯總表78 參考文獻81 拓展閱讀81 第5章商業(yè)航天企業(yè)與全球管理體系82 5.1引言:新興技術和商業(yè)航天部門82 5.2國際條約和私營企業(yè)的全球管理86 5.2.1國家對私營企業(yè)的責任87 5.2.2國家對私營企業(yè)行為的責任88 5.2.3所有權變更88 5.2.4不占用和免費獲取及使用89 5.2.5應急響應90 5.2.6軌道位置和無線電頻率分配91 5.2.7國家立法與全球協(xié)議的關系91 5.3其他全球管理模式92 5.3.1習慣國際法和一般法律原則92 5.3.2非約束性的軟法律93 5.4當前管理和關鍵未決問題分析94 5.4.1當前管理體系的充分性和不充分性94 5.4.2維持現(xiàn)狀的風險和威脅96 5.4.3具體、潛在、創(chuàng)新和適當?shù)墓芾?8 5.4.4可能采取行動的組織98 5.5結論、主要挑戰(zhàn)、機遇和匯總表99 參考文獻101 拓展閱讀105 ·ⅩⅩ· 第二部分具體航天應用(使用)和運輸 6.1引言109 6.2有關衛(wèi)星通信的管理問題和相關關切112 6.2.1與遠程通信技術和運營標準有關的潛在沖突112 6.2.2國際電聯(lián)政策制定機構受到的限制113 6.2.3適應未來通信衛(wèi)星服務需求的增長114 6.3一般性空間問題如何影響遠程通信部門115 6.4制度安排、技術、政策和法律標準相關的潛在行動116 6.5結論及匯總表120 參考文獻122 7.1引言124 7.2遙感領域主要技術發(fā)展125 7.2.1遙感系統(tǒng)的創(chuàng)新126 7.2.2提升傳感器的能力及對遙感和氣象服務的影響126 7.3遙感活動相關的國際法律管理128 7.4國家層面對遙感活動的監(jiān)管129 7.5加強遙感管理的措施130 7.5.1加強對重要國際組織的監(jiān)管,以改善當前和未來的狀況130 7.5.2擴大重要信息的有效范圍131 7.6結論及匯總表131 參考文獻134 拓展閱讀135 8.1引言137 8.2發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和未來關鍵趨勢138 8.2.1全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀138 8.2.2商業(yè)市場143 8.2.3未來趨勢144 8.2.4全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)中斷的風險145 8.3現(xiàn)有的管理體系和面臨的挑戰(zhàn)146 8.3.1全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)使用中的法律和道德問題146 8.3.2適用的法律文書和國際論壇146 8.4現(xiàn)行管理制度的充分性和建議149 8.4.1維持現(xiàn)狀的風險和威脅149 8.4.2具體、潛在、創(chuàng)新和合適的管理解決方案150 8.5結論及匯總表150 參考文獻153 拓展閱讀155 ·ⅩⅪ· 第9章空間太陽能發(fā)電157 9.1引言157 9.2太陽能發(fā)電衛(wèi)星系統(tǒng)的獨特性159 9.3太陽能發(fā)電衛(wèi)星目前的研究熱點和發(fā)展161 9.4太陽能發(fā)電衛(wèi)星面臨的挑戰(zhàn)163 9.4.1技術挑戰(zhàn)163 9.4.2監(jiān)管挑戰(zhàn)164 9.5太陽能發(fā)電衛(wèi)星現(xiàn)行管理制度166 9.5.1外層空間條約166 9.5.2太陽能發(fā)電衛(wèi)星造成損失的責任問題167 9.5.3太陽能發(fā)電衛(wèi)星登記問題168 9.5.4太陽能發(fā)電衛(wèi)星的無線電頻率和地球同步軌道位置169 9.5.5微波輻射(無線能源傳輸)170 9.6結論及匯總表171 參考文獻174 拓展閱讀175 10.1引言177 10.2新興太空發(fā)射技術178 10.2.1可重復使用發(fā)射技術178 10.2.2小載荷發(fā)射系統(tǒng)180 10.2.3從空間站部署小衛(wèi)星180 10.2.4先進火箭發(fā)射系統(tǒng)181 10.2.5先進非火箭發(fā)射系統(tǒng):太空電梯183 10.3與發(fā)射有關的管理問題和擔憂184 10.3.1私營部門參與度不斷提高184 10.3.2環(huán)境問題:地球及太空清潔技術184 10.3.3新發(fā)射技術中的立法缺失185 10.3.4可行措施186 10.4結論及匯總表186 參考文獻189
第三部分全球空間安全與保護問題 11.1引言193 11.2國家載人航天194 11.3國際載人航天194 11.4未來的國際載人航天195 11.5新興商業(yè)載人航天196 11.6商業(yè)載人航天管理198 11.6.1當前管理結構:關于國家責任的《外層空間條約》第六條198 11.6.2未來管理結構199 11.7結論及匯總表202 參考文獻205 拓展閱讀205 12.1引言207 12.2外層空間軍事和安全活動的發(fā)展趨勢208 12.3當前全球空間安全面臨的挑戰(zhàn)210 12.3.1空間武器211 12.3.2空間中的其他安全挑戰(zhàn)216 12.4現(xiàn)行空間安全管理體系的不完善之處218 12.4.1對現(xiàn)行法律制度的分析218 12.4.2防止軍備競賽219 12.4.3減少空間碎片221 12.4.4主動清除、管理碎片和在軌服務相關的準則條例222 12.4.5武裝沖突法222 12.4.6全球協(xié)調(diào)的行星防御223 12.5約束或鼓勵在太空中負責任的行為223 12.5.1厘清管理框架224 12.5.2保護現(xiàn)有的空間基礎設施226 12.5.3提高空間基礎設施的自我恢復性226 12.5.4開發(fā)替代方案降低空間基礎設施的重要性227 12.5.5對不負責任的行為做出必要的反應227 12.6結論及匯總表227 參考文獻230 拓展閱讀235 ·ⅩⅩⅢ· 第13章臨近空間交通管理與協(xié)調(diào)控制236 13.1引言236 13.2探空火箭、軌道飛行器的發(fā)射與回收238 13.2.1技術和運營方面的挑戰(zhàn)239 13.2.2航線與經(jīng)濟240 13.2.3減少風險威脅與公平問題241 13.3臨近空間242 13.3.1技術和運行方面的挑戰(zhàn)242 13.3.2航線與經(jīng)濟243 13.3.3降低風險威脅與公平問題244 13.4太空交通管理244 13.4.1技術和運行方面的挑戰(zhàn)245 13.4.2航線與經(jīng)濟245 13.4.3降低風險威脅與公平問題246 13.5當前管理分析和可能采取的行動的考慮246 13.6當前管理結構的充分性247 13.7維持現(xiàn)狀的風險和威脅248 13.7.1當前的航天國家248 13.7.2未來的航天國家248 13.8特定的潛在、創(chuàng)新和適當?shù)墓芾斫鉀Q方案249 13.9結論:主要風險、挑戰(zhàn)、選擇以及解決方案249 參考文獻251
第四部分新太空活動 14.1引言255 14.2需要新的解決方案和能力來應對空間碎片造成的威脅256 14.3在軌維修和主動清除碎片的現(xiàn)狀和演變258 14.3.1軌道快車DARPA/NASA258 14.3.2德國軌道維修任務DLR258 14.3.3鳳凰計劃DARPA259 14.3.4機器人加注模塊NASA259 14.3.5太空拖船(ConeXpress軌道回收系統(tǒng))軌道恢復公司260 14.3.6空間基礎設施服務MDA260 14.3.7任務擴展飛行器ViviSat260 14.3.8X37B軌道試驗車美國空軍261 14.3.9CleanSpace One EPFL/eSpace261 14.3.10其他重要的國際在軌服務試驗261 14.4當前在軌維修和主動清除碎片框架下的法律問題和政策關注262 14.4.1空間碎片是空間物體嗎?263 14.4.2清除行為的合法性264 14.4.3在軌維修和主動清除碎片的責任和義務266 14.5政策問題:私人運營商的額外障礙267 14.6應對航天系統(tǒng)在軌服務和主動清除碎片未來發(fā)展的可能監(jiān)管行動268 14.7結論及匯總表269 參考文獻272 拓展閱讀275 15.1引言276 15.2小衛(wèi)星和新型商業(yè)衛(wèi)星星座的歷史背景和趨勢278 15.3小衛(wèi)星是一種顛覆性的創(chuàng)新,還是一種對不斷變化和創(chuàng)新的 15.4小衛(wèi)星和新商業(yè)發(fā)射服務提供商283 15.5小衛(wèi)星和星座趨勢評估285 15.6結論及匯總表288 參考文獻290 拓展閱讀291
第16章空間開采和空間自然資源利用294 16.1引言294 16.2空間采礦的演變、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢296 16.2.1從外層空間提取空間資源296 16.2.2遙感的意義296 16.2.3空間處理技術296 16.2.4空間資源提取、運回和處理系統(tǒng)297 16.2.5樣本取回任務和現(xiàn)場分析297 16.3月球資源298 16.4近地天體298 16.5未來成功進行空間采礦的挑戰(zhàn)299 16.5.1商業(yè)和金融挑戰(zhàn)299 16.5.2空間采礦新技術的關鍵發(fā)展目標300 16.6空間采礦與國際空間法、太空管理和相關先例301 16.6.1《外層空間條約》和《月球協(xié)定》的解釋302 16.6.2外層空間的私營部門302 16.6.3主權/不占有與天體的使用303 16.7外層空間資源與未來監(jiān)管需求304 16.7.1潛在監(jiān)管行動的考慮305 16.7.2采用國家空間法范本305 16.7.3國家空間法的單方面解釋306 16.7.4空間采礦管理方面需要國際共識307 16.8環(huán)境與公共健康風險、危害和對空間采礦的關切309 16.9創(chuàng)新和適當?shù)墓芾斫鉀Q方案310 16.10聯(lián)合國和平利用外層空間委員會和其他論壇311 16.11挑戰(zhàn)和選擇312 16.11.1商業(yè)空間活動征稅或全球共享財務安排313 16.11.2《美國空間資源勘探和利用法》是否為空間采礦監(jiān)管的良好模式313 16.12結論及匯總表314 參考文獻317 拓展閱讀320 ·ⅩⅩⅥ·
17.1引言323 17.2減輕宇宙災害的相關步驟323 17.3行星防御面臨的宇宙災害和技術挑戰(zhàn)325 17.3.1有潛在危害的小行星和彗星326 17.3.2行星防御與對近地天體使用核武器的法律問題326 17.3.3近地天體挑戰(zhàn)和潛在對策328 17.3.4極端空間天氣危害328 17.3.5挑戰(zhàn)和潛在對策330 17.4考慮政策、法律、標準或其他問題相關的可能行動330 17.5結論及匯總表331 參考文獻334 拓展閱讀335 18.1引言337 18.1.1空間環(huán)境問題的產(chǎn)生337 18.1.2評估環(huán)境問題的方法338 18.2地球和近地環(huán)境339 18.2.1近地空間使用的物理危害341 18.2.2非物質性環(huán)境惡化343 18.3行星和小天體環(huán)境:利用外層空間的潛在影響344 18.3.1對小天體和衛(wèi)星的威脅344 18.3.2對富含揮發(fā)性物質的天體的威脅345 18.3.3全行星尺度上的環(huán)境威脅345 18.4地球保護347 18.5主要挑戰(zhàn)、機會和威脅總結347 18.6保護天體環(huán)境的現(xiàn)行管理制度348 18.6.1科學行星檢疫要求(PQR)/行星保護政策348 18.6.2國際條例350 18.6.3環(huán)境保護、道德和跨科學356 18.6.4行星保護的科學和法律方法之間的沖突357 18.6.5外層空間環(huán)境行為守則359 18.6.6地球同步軌道的污染和擁堵361 18.7結論及匯總表362 參考文獻365 拓展閱讀369
第19章太空移民和殖民371 19.1引言371 19.1.1人類的本質371 19.1.2移民372 19.1.3移民作為持續(xù)進化的手段373 19.1.4現(xiàn)狀375 19.1.5未來趨勢376 19.2現(xiàn)行管理體系377 19.2.1歷史根源377 19.2.2充分性378 19.2.3不足之處379 19.3對未來管理體系的建議381 19.3.1定居的目的和功能382 19.3.2誰來解決?383 19.3.3行為384 19.3.4環(huán)境因素385 19.3.5環(huán)境保護386 19.3.6適用論壇386 19.3.7管理結構388 19.3.8資源稀缺性389 19.3.9定居點的獨立性390 19.3.10可能遇到外星生命體390 19.4其他需要回答的問題392 附件:火星公約草案393 參考文獻398 延伸閱讀399 20.1引言401 20.2太空資產(chǎn)和技術的益處402 20.2.1天基信息通信技術的益處402 20.2.2天基地球觀測的益處403 20.3可持續(xù)性、空間活動和可持續(xù)發(fā)展目標408 20.4管理挑戰(zhàn)和潛在解決方案411 20.5結論及匯總表413 參考文獻415 延伸閱讀418
第21章將外層空間的利益和用途擴大到全人類419 21.1引言419 21.2分享外太空利益概念的演變421 21.3發(fā)展中國家如何分享太空利益422 21.3.1全球空間活動與聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標423 21.3.2人口增長424 21.3.3射頻競爭424 21.3.4地球觀測和免費數(shù)據(jù)424 21.3.5數(shù)據(jù)共享的可持續(xù)性424 21.3.6私營行為425 21.3.7太空應用和共享太空惠益425 21.4法律觀點:公平利用和公平分享外層空間426 21.5國際社會的看法427 21.6為實現(xiàn)預期的公平性而提出的措施429 21.7太空、發(fā)展中國家和獲得有限自然資源430 21.8國際空間法的統(tǒng)一事實適用性431 21.9當前管理分析和潛在行動考慮431 21.10具體、潛在、創(chuàng)新和適當?shù)墓芾斫鉀Q方案432 21.11結論及匯總表434 參考文獻436 延伸閱讀437 第22章全球太空管理能力建設438 22.1引言438 22.2太空教育的傳統(tǒng)輪廓439 22.3邁向21世紀的太空教育模式440 22.3.1現(xiàn)有機構441 22.3.2正規(guī)高等教育以外的教育和研究項目444 22.4分析和建議446 22.5結論及匯總表449 參考文獻451 ·ⅩⅩⅨ· 第六部分結論與未來之路 23.1引言457 23.2全球太空管理的傳統(tǒng)和新機制459 23.2.1全球太空管理的跨部門問題459 23.2.2過去的先例和全球太空管理的新來源459 23.2.3新太空舉措對全球太空管理構成的挑戰(zhàn)460 23.2.4未來挑戰(zhàn)461 23.3研究中出現(xiàn)的主題463 23.4結論和展望465 參考文獻467
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