軍事科技

太空交通管理對太空環境安全的影響
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2022.08.24
作者
周若敏
中共政軍與作戰概念研究所 周若敏 政策分析員

關鍵字:太空交通管理、太空狀況覺知、太空碎片
(本評析內容及建議,屬作者意見,不代表財團法人國防安全研究院立場)


隨著低地球軌道上運行的衛星數量增加,「太空交通管理」(Space Traffic Management)成為維護太空安全的方式,其定義為追蹤與解除太空載具間的碰撞,並減緩太空碎片對太空載具造成的危害。過去曾發生俄羅斯反衛星測試造成碎片危及國際太空站,以及Starlink衛星與中國天宮太空站差點相撞的案例。美國太空司令部表示各國要盡快共同合作,透過太空交通管理建立聯合太空狀況覺知(Space Situational Awareness, SSA),才能追蹤載具及太空碎片,保障各國在太空的利益與安全,以避免未來發生太空載具閃避不及相撞或太空碎片損毀太空載具的情況發生。

太空載具與碎片增加將危害太空活動與作戰的安全


美軍太空司令部的「美國太空監視網」(United States Space Surveillance Network)任務之一就是追蹤太空碎片,今年初美國太空軍發布《太空準則註記——作戰》報告(Space Doctrine Note, Operations),其中提到「在太空領域擁有一個安全、穩定和有保障的作戰環境至關重要」,但隨著國家和商業公司部署衛星的步伐迅速加快,需要更多資源與技術追蹤管理太空碎片。根據歐洲太空總署截至2022年8月11日的分類統計:

1. 目前太空中約有8,840顆衛星,仍在運作的衛星約6,200顆;

2. 導致載具解體、爆炸、碰撞或異常事件估計超過630次;

3. 美國太空監視網中紀錄追蹤的碎片約31,400個;

4. 軌道上約有36,500 個大於十公分的碎片,100萬個介於一公分到十公分的碎片,1.3億個介於一公厘到一公分的碎片;

5. 地球軌道上所有太空物體的總質量超過1萬噸。[1]

2016年起全球發射火箭次數逐漸增加(見圖),代表太空活動及人造物體越來越多,每年太空物體解體次數大約10至11次,且近年來的反衛星測試讓碎片增加了25%,當太空物體數量增加一倍時,碰撞風險將增加約四倍。美國太空司令部司令迪金森(James Dickinson)曾表示雖然追蹤太空碎片有益國家太空的長遠發展,但太空司令部尚有其他情監偵軍事任務,例如關注俄羅斯、中國的太空活動等,因此美國政府勢必要協調其他政府部門與私人企業共同參與太空交通管理的工作,[2] 建立太空狀況覺知的能力,而歐洲太空總署也提出類似的內容,認為完善太空交通管理的辦法就是建立跨國的太空狀況覺知。

圖、每年發射到太空的物體數量

資料來源:周若敏譯製於https://reurl.cc/leZQGQ。

太空狀況覺知是改善太空作戰環境安全的基礎


衛星對國家安全至關重要。其軍民兩用的特性,除商業與科研等民用功能外,亦可用於情監偵等軍事任務。要確保運作安全即為建立太空狀況覺知能力,包括用衛星跟踪、辨識太空中的物體以及確認軌道、預測未來的位置和確認是否會危害到太空載具,太空狀況覺知是所有太空安全和太空交通管理活動的基礎。

歐洲太空總署針對太空交通管理,提出建立太空狀況覺知與太空監視追蹤等兩種方法,在太空狀況覺知方面可分為三大類:

1. 追蹤人造物體間的活動;

2. 監測預報太空氣象與太陽活動;

3. 監測自然太空物質活動。

針對太空設備進行追蹤包含軍民協商合作、提高監視追蹤能力、建立標準與立法鼓勵營運商一同遵守,最後是推廣跨國太空交通管理,[3] 以防止太空物體相互碰撞造成損失。

目前美國政府研議要將太空交通管理職責從太空司令部移交給美國太空商務辦公室(Office of Space Commerce),[4]該部門是負責執行美國的《太空政策第3號指令》(Space Policy Directive-3),並預計於2024年完成轉移任務,與企業共同建立起美國的太空狀況覺知。8月初時美軍第六顆天基紅外預警系統(Space-Based Infrared System, SBIRS)衛星升空,將可追蹤、防禦彈道飛彈與極音速飛彈,強化美軍太空狀況覺知的能力。[5] 此外,美國空軍研究實驗室也在發展衛星可感知威脅、收集情報數據、分析訊息等衛星間通用的功能,[6]可看出太空商務辦公室從政商合作角度建立能力,而軍方是要發展針對太空潛在威脅建立太空狀況覺知。兩者皆以發展太空狀況覺知以掌握太空交通管理為方式,進而掌控在太空活動的安全,以達到美國國家太空戰略優勢的目標。無論是歐洲太空總署或美國太空軍,對於太空狀況覺知與太空交通管理都保持積極發展的想法。目前美國國內是從政商合作為基礎去支持國家太空安全與利益,歐洲太空總署是要建立區域與國際間的合作,這些方法都將有助於穩定各國在太空中活動的安全。

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