來源 ：學術plus 作者： 張春磊
2021年4月，美國智庫「大西洋委員會」與斯考克羅夫特戰略與安全中心共同發布了一份研究報告《太空安全的未來：未來30的美國戰略》（The Future of Security in Space: A Thirty-Year US Strategy）。
該報告對未來30年美國在太空安全領域的戰略進行了預測性研究，研究給出了短期（2021-2025）、中期（2025-2040）、長期（2040-2050）等三個時間段內，美國在太空治理法律法規架構、太空安全聯盟、太空商業化、地月軌道空間利用等方面的安全戰略。
文章 僅供參考，觀點不代表本機構立場。
1.主要內容
1.1 執行摘要
概述了全文的主要內容，包括：決定未來太空發展的四方面趨勢、未來太空安全的戰略方針、未來太空安全戰略、2050年前確保太空安全的藍圖、主要建議。
1.2 太空安全戰略的時代背景
地球軌道應用已成常態，主要體現在大國競爭日益明顯、太空「新兵」越來越多、太空可持續性問題越來越嚴重；地月軌道空間的應用前景逐步凸顯；商業和國防太空技術不斷擴散；私營部門在太空領域的參與越來越多。
1.3 美國太空安全戰略三大目標
通過建立基於規則的太空秩序來促進穩定、和諧和自由；懾止敵對行動，確保太空資產和太空資產接入的安全；通過太空商業化的持續擴張促進美國和全球的繁榮。
1.4 太空戰略要素
核心部分，給出了短期（2021-2025）、中期（2025-2040）、長期（2040-2050）等三個時間段內，美國的太空安全戰略，具體包括：更新和完善太空治理法律法規架構；建立太空安全聯盟；通過明確監管和定向投資加快太空商業化，涉及發揮私營部門作用、加強火箭運輸能力、投資基石技術；充分利用地月軌道空間。
1.5 實施指南
明確了美國太空安全戰略在具體實施過程中的各方面實際指導建議，包括：在太空法律和政策方面，建議建立新的全面太空條約、修改現有條約、建立月球條約、修訂美國聯邦政府層面和美國國家層面的相關法律法規；打造太空安全聯盟；利用地月軌道空間；強化火箭運輸能力；開發新興的太空防禦技術；強化公私夥伴關係，涉及增強人力資本投入、加強公私合作、提升效率與投資；強化太空關鍵基礎設施和賽博安全；提升空間推進和就地資源利用能力；加強太空態勢感知與太空流量控制。 此外，本部分還給出了戰略實施指南與時間表。
2.未來30年
美國未來30年太空安全戰略綜述
該研究報告從多個維度對美國未來30年太空安全戰略進行了研究，具備很高的參考價值。
2.1 更新和完善太空治理法律法規架構
報告認為，很多的具備航天能力的實體越來越無視現有太空條約，或以越來越寬泛的方式解釋這些條約以為其太空活動辯護。因此，從長遠來看（2040年至2050年），美國應尋求制定一項新的基礎性太空條約。因為這類國際協議的談判可能需要數年甚至數十年的時間，美國應尋求制定符合美國和盟國太空規範的國際法或國際慣例，並在理念一致的國家之間就制定新的國際太空法條約的必要性達成共識。該方面的未來戰略如表1所示。
表1 更新和完善太空治理法律法規框架方面的戰略
2.2 建立太空安全聯盟
報告認為，美國及其盟國必須建立一個空間合作和相互安全的框架，建立一個國際太空安全聯盟，擴大像北約這樣適合21世紀及其後的現有聯盟的範圍確保集體安全，遏制太空侵略。
正如本文前面所述，在未來三十年，大國競爭很可能會影響太空活動，美國的戰略競爭對手很可能利用太空來實現更廣泛的地球安全目標。隨著空間活動的增加，由空間促成的以地球為基礎的活動將隨著時間的推移成倍增加，而以空間為基礎的活動將對地球本身的安全產生更大的潛在影響。因此，空間證券化將成為一個日益重要的焦點，在理念一致的國家之間建立和維護集體安全將在長期（2040-2050年）具有重要意義。為了達到這個目標，在短期內（2021-2025年）和中期（2025-2040年），美國應集中精力與盟國和夥伴國就太空安全達成共識，並參與協調的空間活動。該方面的未來戰略如表2所示。
表2 建立太空安全聯盟方面的戰略
2.3通過明確監管和定向投資加快太空商業化
報告認為，為促進長期（2040-2050年）向「在軌經濟」過渡，並在短期（2021-2025年）最大限度地為地球提供天基服務，美國政府應：投資航天發射、衛星星座運營、強大的航天動力與推進系統、在軌服務和就地資源利用；準備火箭運輸；開發利用私營部門的創新方法；確保對製造太空組件至關重要的供應鏈的安全。然而，很難預測30年後哪些技術將是關鍵技術
因此，為了說明技術發展的非線性性質，該研究報告建議投資於某些特定技術，以便在短期內推動太空發展，並建議美國政府在未來30年時間內鼓勵空間技術的發展。該方面的未來戰略如表3所示。
表3 通過明確監管和定向投資加快太空商業化方面的戰略
2.4 充分利用地月軌道空間
報告認為，為實現太空的長期安全和繁榮，美國應強調發展地月軌道空間，即，地球-月球半徑形成的球形空間。
- 在短期內，政府應該評估「阿爾忒彌斯」計劃，以確定其目前的目標和進度計劃是否現實。
- 從中期來看，美國應該在地月軌道空間部署全套傳感器和通信資產，用於國家安全和情報目的。
- 最後，美國應與國際夥伴合作，尋求對拉格朗日點進行國際管理，並致力於在這些點上建設長期的物理基礎設施。
該方面的未來戰略如表4所示。
表4 充分利用地月軌道空間方面的戰略
3.未來關鍵技術
報告指出，美國政府在技術投資方面發揮著重要作用，並建議美國應該優先發展航天關鍵技術，尤其是那些有助於實現長期（2040-2050）目標的、有著重要意義的技術。報告給出的關鍵技術群如下所述。
3.1小型衛星星座技術群
當前在軌資產運行的主流模式是依賴於少數幾顆大型、設計複雜、多功能一體、價值數十億美元的衛星。然而，新一代衛星運營商正在尋求將這功能分布到數十顆、數百顆甚至數千顆可以相互協作的小衛星上。 任何一顆衛星的損耗都不會對整個星座造成破壞，而且星座體系架構還可以分模塊升級。
衛星小型化、衛星網內的通信（包括雷射通信）和緩解環境影響（例如，地球天文學干擾、碎片）是這一關鍵技術領域值得投資的領域。小型衛星星座在用於國家安全任務時，可以通過直接入軌式反太空武器阻止反太空攻擊，因為建造和向太空發射飛彈的成本超過了僅僅摧毀大型自愈網絡中一個節點的戰術價值。
3.2作戰響應空間（ORS）技術群
隨著時間的推移，將有效載荷送入太空的成本一直在穩步下降，但新的航天發射技術有望進一步徹底改變這一關鍵任務。例如，可重複使用的運載火箭能夠發射到太空，返回地球，然後重新配置以執行額外的任務，與一次性運載火箭相比可節省大量資金，因為後者在再入大氣層時會被摧毀。未來的太空體系架構將圍繞廉價、靈活的太空資產和太空發射來打造。
ORS模式不同於傳統的太空項目，後者生產設計複雜、非常昂貴的小型衛星，且有限的生產周期需要數年的準備時間。相比之下，ORS強調快速設計和製造具能力「夠用」的衛星。這些衛星可以預先部署在發射場附近，以便向衝突地區增援或重建受攻擊的衛星星座。
ORS需要一個新的太空發射概念，而不是目前所採用的這種幾乎全都是從少數幾個固定的、沿海站點發射，這些站點在發生重大衝突時極易受到攻擊。除了這些固定的發射場，美國及其盟國還需要開發解聚型、多域、移動式發射平台。
通過移動平台從陸地、海洋、空中和太空發射的能力可挫敗敵方在衝突中所採取的拒止美國進入太空的行動。因為從這些平台上發射比從傳統的固定站點發射成本更高，可靠性更低（因此，對商業用戶來說大多沒有吸引力），美國政府在為這些技術創造市場方面有著獨特的作用。 美國政府對這些技術的投資最終也可能為商業用戶帶來正面的外部效應。
以空中發射為例，它允許太空用戶自定義其太空發射的地理位置，以減少燃料消耗。通過空中等移動平台發射，衛星運營商可以從更靠近赤道的地方發射，這樣就可以讓地球軌道為航天發射提供推動。
3.3動力和推進系統技術群
所有的太空任務都依賴於動力和推進系統，值得將其列入關鍵技術清單。地球軌道內外的所有衛星都需要電源來驅動其軌道保持引擎和操作其有效載荷。航天領域人員應密切跟蹤太陽能電池（用作地球軌道上大多數任務的動驅動）和鈽電池（用於深空探測器的加熱和驅動）的供應鏈，並投資於利用這些手段更有效地發電的技術。
還有一種先進技術就是就地資源利用（ISRU）技術，即從月球或小行星表面提取物質，並將其加工成火箭燃料或水等重要資源，對月球及更遠地區可持續性任務的成功至關重要。
在月球、火星和其他行星體上使用可靠的就地資源利用將使發射任務能夠以較少的燃料質量進行，並最終使發射任務能夠在月球上進行，月球具有較低重力加速度的優勢，並有利於月球的永久定居。航天國家和公司已經認識到小行星開採稀有金屬元素的巨大潛力——一顆足球場大小的小行星可以產出500億美元的鉑金，並在短期內迫切需要成熟的就地資源利用技術。
歐洲航天局預計，到2030年，就地資源利用在太空中的第一項技術將包括在月球上生產氧氣。相反，發射技術在過去幾年裡迅速變得更加經濟可行，這使得就地資源利用的前景更加光明。SpaceX的「獵鷹」重型近期有效載荷的價格約為每公斤1500美元，低於20世紀80年代至21世紀80年代太空梭每公斤65400美元的價格。
然而，未來許多天基任務，如將人類或稀有金屬元素從太空送回地球，將嚴重依賴燃料。最終，在天體上或從天體上收集和加工材料的做法可能會取代目前從地球攜帶這種材料的限制。利用就地資源利用技術在太空生產、收穫或收集消耗性資源，有可能降低其有效載荷成本。就地資源利用不僅為推進劑提供材料，也就是產生運載火箭推進力的化學物質，支持從地球重力井外的高地發射，而且有可能收穫氦-3，一種由太陽風帶到月球的清潔高效的能源。這可以實現清潔的聚變能源。
3.4在軌服務技術群
最後一個值得考慮的關鍵技術是在軌服務。對許多衛星來說，其壽命的限制因素不是有效載荷，而是燃料量。在軌服務包括檢查、加油和維修衛星以延長其壽命。此外，在軌服務衛星與其他衛星交會對接的技術可用於對過期衛星進行脫軌。延長衛星壽命將是衛星運行模式的進一步轉變，這將減少軌道碎片進而有益於太空發射。
3.5新興的太空防禦技術群
美國應該為其最有價值的衛星及其下行地面站開發和部署電磁對抗措施。美國已經部部分署了該類技術，應該立即擴展電子戰能力，以保護美國和盟軍裝備和通信可用性，特別是在危機爆發時。天基電子戰防禦是對抗干擾和動能攻擊的首要任務。直接入軌式和在軌反衛星武器都依賴於末制導，這種末制導可以由電子戰系統來進行干擾。美國應該集中精力發展電磁防禦，以應對太空威脅。這種方法將保護美國、盟國和夥伴國的天基能力，同時對正在實現武器化太空保持敏感性。
4.結語
該戰略不是一個能夠「預見未來」的戰略，而是一個「迎接未來」的務實的戰略。
下面以該戰略的一段原話作為結語：「確定2050年哪些可能實現、哪些不能實現是不可能的，因為預測下一個10年所依據的基準在未來幾年就可能會被巨大和未知的成就所替代。然而，為2050年制定一個路線圖有助於為追求未來太空的持久繁榮和安全給出必要的目標、政策和投資方向。無論將來事態如何發展、以多麼高的速度發展，都能夠以最遠的視線關注未來，進而讓人類能夠始終從太空活動中獲益。」