陳勁松
2009年3月10日,美國宇航員邁克·芬克在艙外維護(hù)國際空間站。由于太空垃圾接近空間站并可能對其構(gòu)成威脅,空間站內(nèi)三名宇航員全部疏散到與空間站對接的“聯(lián)盟”號載人飛船上,在空間站成功避開太空垃圾后,宇航員們順利返回了空間站,整個(gè)過程持續(xù)了10分鐘。(新華社 圖)
美國肯塔基州杰克遜市國家氣象局電話響了,工作人員接起,對方聲稱剛剛看到了天空上有巨大的閃光,詢問當(dāng)?shù)厥欠癜l(fā)生了爆炸或地震。
2009年2月10日晚上,這名工作人員對那場閃光一無所知。氣象局將這個(gè)情況上報(bào)到聯(lián)邦調(diào)查局,然后,它又被轉(zhuǎn)到美國國家海洋與大氣管理局(NOAA)。兩天之后,NOAA回復(fù)了杰克遜氣象局,這起閃光確實(shí)是一次爆炸,只不過爆炸并非發(fā)生在附近,而是外太空。那天晚上,兩顆衛(wèi)星發(fā)生了碰撞。
這是有史以來第一次,也是到目前為止唯一一次衛(wèi)星撞擊事件。其中一顆衛(wèi)星,還是軍事衛(wèi)星。
1993年,俄羅斯政府剛剛脫離蘇聯(lián)獨(dú)立兩年,軍方資金還相當(dāng)充裕。他們將一顆900公斤的通訊衛(wèi)星Kosmos-2251發(fā)射到俄羅斯北部偏遠(yuǎn)地區(qū)大傾角軌道上。為了節(jié)省成本,這顆衛(wèi)星并沒有安裝任何推進(jìn)系統(tǒng),當(dāng)時(shí)誰也不認(rèn)為這顆衛(wèi)星在將來需要變軌。
四年后,在世界另一端,銥星公司接近破產(chǎn)。這個(gè)公司曾經(jīng)雄心勃勃,計(jì)劃利用66顆衛(wèi)星組成星群,讓全世界任何位置都可以暢通無阻地通話。發(fā)射了32顆衛(wèi)星后,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)依然無法使用,這些在軌衛(wèi)星幾乎毫無價(jià)值。在投資者巨大壓力下,銥星工程師努力工作,以最快速度完成最后一批衛(wèi)星的生產(chǎn)。
1998年11月1日,“銥星計(jì)劃”終于完成。美國副總統(tǒng)阿爾·戈?duì)栂笳餍缘卮蛄藗€(gè)電話。但9個(gè)月之后,該公司破產(chǎn)了,衛(wèi)星電話市場并沒有銥星希望的那樣大,龐大的發(fā)射衛(wèi)星成本無法收回。
這個(gè)公司剩余的最大資產(chǎn)是66顆衛(wèi)星,它們在地球低軌道上無人值守地運(yùn)行。2001年,新的投資者以非常低的價(jià)格獲得了這個(gè)衛(wèi)星群,再次以銥星通訊的名稱提供衛(wèi)星電話服務(wù)。這些衛(wèi)星不同于Kosmos-2251,有推進(jìn)器,可以變軌。但該公司一直處于缺錢的狀態(tài),工程師全部用于維持電話系統(tǒng)的服務(wù),沒有人注意到不受監(jiān)視的銥33和失效的Kosmos-2251處于相互碰撞的軌道上。這兩顆衛(wèi)星被物理學(xué)的定律牢牢捆綁,一天天地盤旋,一天天地接近滅亡。
2009年2月10日,它們在西伯利亞的泰米爾半島上方789公里處,以每秒12公里的速度相撞,巨大的閃光讓肯塔基的天文愛好者都震驚不已。由于Kosmos-2251已經(jīng)失效,俄羅斯軍方并沒有第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)此次碰撞,但銥星的電話服務(wù)出現(xiàn)了有規(guī)律的中斷,該公司立刻發(fā)現(xiàn)第33號衛(wèi)星失蹤了。
根據(jù)NASA的估計(jì),這次碰撞造成了1740塊大于10厘米的碎片,更小的碎片不計(jì)其數(shù)。為了躲避它們,很多衛(wèi)星和國際空間站都不得不進(jìn)行變軌操作。直到現(xiàn)在,這些碎片還在不停地進(jìn)入大氣層燃燒,有望在未來十年內(nèi)燒完。
對人類來說,能夠進(jìn)行繞地活動的太空范圍其實(shí)并不大,而且越來越擁擠,類似碰撞的可能性越來越大。
截至2019年10月,美國太空監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)一共跟蹤了近兩萬個(gè)目標(biāo),包括正在運(yùn)行的2218顆衛(wèi)星,而這些僅僅是現(xiàn)有技術(shù)手段能夠被跟蹤的對象。
據(jù)統(tǒng)計(jì),地球軌道上方共有3.4萬塊大于10厘米的碎片,約90萬塊1到10厘米之間的碎片,超過1.28億個(gè)小于1厘米的碎片。這些碎片絕大部分是人為制造的,另外還有一些微流星,他們被統(tǒng)稱為MMOD(Micrometeoroid and Orbital Debris,微流星體和軌道碎片)。所有MMOD都會對航天器產(chǎn)生危害,即便最小的物體也會產(chǎn)生類似磨砂傷害,這對衛(wèi)星或者空間站的太陽能板和望遠(yuǎn)鏡片幾乎是致命的。
2018年7月2日,歐洲航天局環(huán)境研究衛(wèi)星CryoSat-2正在地球上方700公里處正常運(yùn)行,它于2010年4月發(fā)射,為科學(xué)家提供有關(guān)極地冰蓋的數(shù)據(jù)。歐洲航天局科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大威脅:一塊太空碎片正向這顆價(jià)值1.4億歐元的衛(wèi)星疾速沖來,按照當(dāng)時(shí)的軌道,它們注定相撞。
7月9日,接近相撞的最后時(shí)刻,歐洲航天局啟動了衛(wèi)星上的推進(jìn)器,將CryoSat-2推到更高軌道。僅僅50分鐘后,碎片就以每秒4.1公里的速度飛過。這種驚險(xiǎn)的場景對于2218顆衛(wèi)星來說,已經(jīng)是司空見慣。
1962年6月之前,地球近地軌道只有50多個(gè)目標(biāo)。1962年5月10日,美國Ablestar運(yùn)載火箭搭載Transit 4A衛(wèi)星發(fā)射,在入軌一個(gè)多小時(shí)后爆炸,產(chǎn)生了300多個(gè)碎片。這是人類歷史上最早出現(xiàn)的太空垃圾。直到2018年,Ablestar爆炸產(chǎn)生的垃圾還有三分之二停留在軌道上。太空從此成為垃圾箱。
上世紀(jì)70年代起,美國和蘇聯(lián)開始試驗(yàn)反衛(wèi)星武器,蘇聯(lián)共進(jìn)行了20次測試,產(chǎn)生700多塊垃圾,其中301塊目前仍然在軌。1985年,美國也進(jìn)行了反衛(wèi)星武器測試,產(chǎn)生了100多塊垃圾。在那之后,美蘇兩國達(dá)成協(xié)議,停止了反衛(wèi)星武器的測試。
但老舊衛(wèi)星依然還是會產(chǎn)生太空垃圾。
2001年,俄羅斯的Cosmos 2367衛(wèi)星和印度的PSLV衛(wèi)星先后解體,各產(chǎn)生超過了500多塊碎片,讓太空垃圾猛然增多。然后就是2009年美俄衛(wèi)星的撞擊,當(dāng)時(shí)兩顆衛(wèi)星都處于高軌道,幾乎以直角相互撞擊,是有史以來最猛烈的太空撞擊,產(chǎn)生垃圾直接威脅了哈勃望遠(yuǎn)鏡。
這次撞擊兩年后,NASA對外宣布,太空垃圾已經(jīng)達(dá)到了臨界點(diǎn),該機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模型顯示,“軌道碎片數(shù)量已經(jīng)達(dá)到一個(gè)臨界點(diǎn),其數(shù)量足以發(fā)生持續(xù)碰撞,并產(chǎn)生更多的太空垃圾,威脅航天器的安全”,地球軌道進(jìn)入了躲避球時(shí)代。
2011年,NASA稱,共有7顆衛(wèi)星進(jìn)行了躲避動作,歐洲航天局則進(jìn)行了9次。目前美國軍方每天要發(fā)布21次潛在的天空撞擊警報(bào),預(yù)計(jì)一年后將增加五倍。
2011年,歐洲航天局發(fā)布的電腦合成照片,據(jù)歐洲航天局介紹,當(dāng)時(shí)約有12000塊太空碎片圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。( 新華社 圖)
這些衛(wèi)星未來不可能躲掉所有撞擊,因?yàn)椴皇敲款w衛(wèi)星都安裝了推進(jìn)裝置。而那些安裝了推進(jìn)器的衛(wèi)星,每一次躲避都浪費(fèi)時(shí)間和燃料,這些衛(wèi)星失效后,也會變成無法操控的太空垃圾。
太空中另外一個(gè)爭議點(diǎn)是對地球靜止軌道的分配。
地球靜止軌道是指地球赤道面上的圓形軌道,該軌道上航天器運(yùn)行方向和地球自轉(zhuǎn)方向一致。該軌道的衛(wèi)星在監(jiān)視地球表面時(shí)不用轉(zhuǎn)動天線,有天然的優(yōu)勢。氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、對地監(jiān)控衛(wèi)星等常采用這種軌道。
靜止軌道只有一條,衛(wèi)星必須分布在赤道上空的同一個(gè)圓環(huán)上。運(yùn)行過程中,為了避免衛(wèi)星受到不良頻率干擾,需要把靜止軌道衛(wèi)星分開放置,這意味著軌道位置是有限的,因此,靜止軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星數(shù)量也是一定的,總數(shù)為1800個(gè)。這1800個(gè)位置由國際電信聯(lián)盟(ITU)分配,采用先到先得的原則。許多國家為了占坑,即使沒有衛(wèi)星,也申請了軌道位。
南太平洋島國湯加就抓住漏洞,申請了最后6個(gè)地球靜止軌道。湯加的經(jīng)濟(jì)主要依靠捕魚,椰子和國外援助,1987年他們決定占坑發(fā)展衛(wèi)星事業(yè),成立了由政府資助的Tongasat公司,CEO是湯加王國公主Salote Pilolevu Tuita。包括公主在內(nèi),Tongasat只有6名員工,公司向ITU申請到了最后6個(gè)軌道位,但他們自己也公開承認(rèn),沒有任何財(cái)力去發(fā)射衛(wèi)星。
由119國財(cái)團(tuán)組成的衛(wèi)星組織Intelsat,一直也想擁有這些軌道,不想被湯加占了先機(jī)。
1988年,經(jīng)過協(xié)商,Intelsat購買了湯加王國擁有的5個(gè)軌道位,每個(gè)軌道位200萬美元。
各國不斷往太空增加的太空垃圾,以及相關(guān)軌道的分配,加之越來越多的太空軍事行為,使得影響我們通信、定位等基本秩序的外太空變得又亂又?jǐn)D。
立法和管理迫在眉睫。
弗拉基米爾·曼德爾(Vladimir Mandl)是一位有先見之明的捷克斯洛伐克律師、作家、發(fā)明家和工程學(xué)教授。1931年,他對太空問題進(jìn)行了深入的思考。當(dāng)時(shí)他跟進(jìn)了德國的火箭技術(shù)發(fā)展,意識到了其中的法律問題。曼德爾寫出了第一本太空法的專著《平流層和國際法》,以德語出版。在這本著作里,曼德爾認(rèn)為外層空間是物理上可分離的環(huán)境,應(yīng)該另外立法。他認(rèn)為在外層空間的飛行,超出了下層空間的控制范圍,所以不受領(lǐng)空主權(quán)的限制。
這個(gè)觀點(diǎn)遭到了當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)學(xué)者科羅溫的反對。科羅溫認(rèn)為,無論速度和高度多少,當(dāng)外太空飛行物越過本國領(lǐng)土并造成威脅時(shí),這個(gè)國家可以采取任何手段進(jìn)行限制。
外太空的話題剛剛引起人們關(guān)注,大國間就開始爭奪解釋權(quán)了。
1948年12月,美國首次發(fā)表了關(guān)于空間法的觀點(diǎn)。在羅得島州紐波特的美國海軍戰(zhàn)爭學(xué)院,著名航空法專家約 翰·科布·庫珀(John Cobb Cooper)就“國際航空法”主題做了演講。
庫珀提出了一個(gè)假設(shè)案例,并請求在場的海軍軍官提供意見——當(dāng)領(lǐng)土沒有接壤的A國和C國處于戰(zhàn)爭狀態(tài)時(shí),B國處于中立。A國開始使用戰(zhàn)略導(dǎo)彈轟炸C國,飛越了B國,高度超越了領(lǐng)空范圍,B國認(rèn)為無法攔截此類導(dǎo)彈。庫珀問,“這種情況下,B國的中立狀態(tài)是否受到了影響?”
軍官們沒有給他答案。兩年后,庫珀為這個(gè)問題寫出了一個(gè)概念性的解決方案。他認(rèn)為,在向太空擴(kuò)展時(shí),就國家主權(quán)的上限達(dá)成協(xié)議是至關(guān)重要的。
1950年7月21日,一個(gè)沒有引起注意但又很重要的外交事件在國際法上確立了重要先例。當(dāng)時(shí)美國和英國簽署了一項(xiàng)立即生效的協(xié)議,允許美國導(dǎo)彈測試范圍從佛羅里達(dá)的卡納維拉爾角向東南延伸,直至巴哈馬群島領(lǐng)空。這是第一個(gè)允許經(jīng)過非發(fā)射國領(lǐng)空上空的火箭試驗(yàn)和使用的國際協(xié)議。
1967年,聯(lián)合國通過了《外層空間條約》,這是到目前為止關(guān)于太空秩序最重要的一個(gè)文件?!锻鈱涌臻g條約》只是一個(gè)綽號。該文件的全稱是“關(guān)于在探索和利用外層空間,包括月球和其他天體的國家活動中管理原則的條約”。
雖然名字很長,但它很好地概括了條約的實(shí)質(zhì):主權(quán)國家在太空和宇宙其他地方可以做什么和不能做什么的一系列原則。例如,各國不能聲稱自己擁有小行星,不能干擾其他國家衛(wèi)星。
《外層空間條約》規(guī)定,所有國家都應(yīng)享有自由進(jìn)入太空的權(quán)利,探索宇宙應(yīng)該是一個(gè)和平的事業(yè)。但是,在創(chuàng)造了這種對空間的“合理使用”概念后,該條約立即提出了一個(gè)重要警告:一個(gè)國家不能占用空間和天體。這意味著一個(gè)國家不能宣稱自己擁有月球。這樣做的動機(jī)是為了防止在太空掠奪土地。
1967年,《外層空間條約》簽署時(shí),冷戰(zhàn)如火如荼。美國和蘇聯(lián)都希望防止核軍備競賽擴(kuò)大到一個(gè)全新領(lǐng)域。隨著空間技術(shù)的進(jìn)步,人們擔(dān)心地球軌道及其以外的區(qū)域提供了一個(gè)全新的位置,可以從該位置發(fā)射大規(guī)模毀滅性武器。這就是為什么條約中有一條是,禁止各國將核武器送入軌道或其他行星機(jī)構(gòu)。
2016年1月,3枚金屬球從天而降,落在越南北部偏遠(yuǎn)地區(qū)。這幾枚金屬球據(jù)判斷應(yīng)為太空垃圾。( 新華社 圖)
《外層空間條約》是國家之間的協(xié)議,其規(guī)定也涵蓋了私人公司在太空中所做的事情。該條約規(guī)定,不同國家必須對本國在太空中的行為,包括來自非政府活動的行為負(fù)責(zé)。這意味著,國家必須監(jiān)督私營部門在太空中所做的一切。談判過程中,蘇聯(lián)曾經(jīng)提出禁止在太空的非政府活動,但美國堅(jiān)持認(rèn)為市場經(jīng)濟(jì)下應(yīng)該允許私人公司進(jìn)行太空探索。折衷之下,政府承擔(dān)了對私人企業(yè)的太空監(jiān)督。
過去50年中,《外層空間條約》發(fā)揮了應(yīng)有的約束作用,但該條約只是制定了最低限度的規(guī)則,規(guī)則的執(zhí)行方式由簽署條約的每個(gè)國家決定,而且很多方面都沒有涵蓋,尤其是,隨著時(shí)代變化,新的情況也在出現(xiàn)。
2019年8月,美國宇航局航天員安妮·麥克萊恩(Anne McClain)被逮捕,她被指控可能進(jìn)行了人類歷史上首次太空犯罪。她的丈夫,美國空軍軍官薩默·沃登(Summer Worden)向聯(lián)邦貿(mào)易委員會提供了一份報(bào)告,指安妮·麥克萊恩在國際空間站登錄了兩人的聯(lián)名賬戶,并轉(zhuǎn)移了部分資產(chǎn)。當(dāng)時(shí)夫妻兩人已經(jīng)分居,并處于財(cái)產(chǎn)分割和爭奪孩子監(jiān)護(hù)權(quán)的斗爭中。
對這個(gè)案件的審理仍在進(jìn)行中,但產(chǎn)生了美國法律是否適用外太空的疑問。國際空間站受一份名為《政府間空間站合作協(xié)定》的條約管轄,該條約由5個(gè)實(shí)體(俄羅斯、日本、歐洲、加拿大和美國)簽署。條約規(guī)定,當(dāng)宇航員在空間站犯下罪行時(shí),只有本國有刑事管轄權(quán)。所以根據(jù)這條條約,麥克萊恩適用于美國法律。
但如果麥克萊恩不是進(jìn)入美國賬戶,而是偷了俄羅斯宇航員的手表,那該適用什么法律?在太空時(shí)代,太空法不僅要管理飛行器,還有非常多的細(xì)目需要考慮。
特朗普最近宣布了太空軍計(jì)劃。這個(gè)計(jì)劃全面違背聯(lián)合國《外層空間條約》,違背了全球太空管理最基本,最簡單的共識。特朗普時(shí)代的太空,將是更加混亂的太空。