你一箭上百顆星過癮了，問過軌道的感受么～——兼論商業航天的太空責任

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摘要：可以想像，幾年之後，當軌道上層層疊疊地布滿了各種各樣的衛星，新的衛星發射的窗口被一步步壓縮，空間碎片規避策略的複雜帶來更高昂的代價，科學研究衛星倍受干擾而不得不置於更遙遠的軌道......

本文刊登於《衛星與網路》2017年1&2月刊

【碰撞】欄目

作者：張晟宇

責編：沈淮

排版：朝暉

如有需轉載請聯繫《衛星與網路》

最近幾年，作為航天業可持續發展的大方向和大趨勢，商業航天以其與生俱來的高科技品質和令人遐想的廣闊市場空間，在全球範圍內得到眾多資本大鱷追捧和企業巨頭介入。一時間，商業航天企業如雨後春筍般湧現，與此同時，各種雄心勃勃的商業航天計劃不斷突破人們的想像空間。

在諸多不斷刷新人們眼球的商業航天計劃中，一個引人注目的現象就是全球幾大商業航天巨頭不約而同提出了瞄準全球市場爭奪的龐大星座計劃：OneWeb的星座計劃將由600多顆衛星組成，SpaceX則提出驚人的總數為4425顆衛星的星座計劃，而Planet已經將100顆衛星送入軌道，谷歌、Facebook等互聯網巨頭也在衛星通信領域摩拳擦掌，星座計劃呼之欲出。此外，在全球範圍內還有難以數計的各種大大小小的星座計劃，衛星數量也相當可觀。

相似的一幕在上世紀90年代也曾出現過，當年伴隨銥星熱潮湧現出眾多「紙星座」。這些星座大多命運多舛，或者計劃夭折，或者即便衛星上了天也只能掙扎在破產的邊緣。當年這些星座計劃最為野心勃勃的也就只有幾百顆衛星，而如今的星座計劃以「千」為量級的並不少見。但最大的不同是，當年囿於科技水平的制約和應用市場的局限，許多星座計劃淪為紙上談兵，而現在，真正令人擔心的並不是這些計劃會成為不著邊際的空談，而是這些計劃在科技高速進步和巨大資本推動的完美「配合」下，實現的可能性極大。

產生這種憂慮並非空穴來風，而是基於對商業航天，特別是衛星領域超常規發展難以避免的負面效應，以及隨之而來的太空責任的思考。

一、「軌道革命」是否會帶來軌道危機？

一個不可否認的事實是，諸多龐大星座計劃得以成立的技術與商業基礎在於「軌道革命」的興起。

通過全時全面的地球覆蓋來實現遙感、通信等服務，實現地球的數據化，空間資源的高度利用，可謂是人類一次偉大的空間認知的升級，體現在實現手段上就是「軌道革命」，也就是通過低成本的衛星大量部署來實現全時全域覆蓋這一理念。

「軌道革命」的到來是突然的，也是必然的，因為相應的技術成熟到了可以實現以前難以想像的龐大星座衛星的研製和部署，並在全球範圍內形成了基於龐大星座的巨大市場。因此，這些計劃便令人目不暇接的接踵而出，一個比一個有野心，一個比一個更龐大，而且這些計劃都預計在5到10年內實現。倘若果真如此，那麼未來10年進入近地空間的衛星數量將數倍於過去發射入軌衛星的總和。

由此產生的一個自然結果就是軌道資源將會變得緊張起來。每一個計劃都將為地球穿上一件外衣，從300多公里的鴿群，到1000多公里的OneWeb和SpaceX。軌道資源將以驚人的速度被快速消耗。這無異於一場瘋狂的太空圈地運動。

從另一個角度看，如果這些計劃在未來的幾年裡都得以實現，就會面臨即便有更好的方案和技術，也無法在軌實現的窘境。而那些佔據軌道資源的公司，將出於商業利益保護而形成太空進入壁壘，或許僅僅只需要維持系統運作就可以保有這些軌道資源。

更為可怕的一個後果是加重空間碎片的危機。雖然這些計劃都大致做了軌道碰撞的規避策略分析，然而隨著如此大量的衛星進入軌道，哪怕是一次失誤造成碰撞，由此產生的連鎖反應將是不可想像的，很可能會引發海量碎片的出現。然而現在並沒有有效而廉價的空間碎片移除手段，所以這樣的風險一旦成為現實，那麼很可能在相當長的時間內整個航天領域都會受到嚴重的制約和影響。

如今空間碎片帶來的安全問題已經日趨嚴重，如此多的衛星進入太空，勢必會大大加速這一過程並可能帶來難以估算的嚴重後果。

這樣的擔心並非杞人憂天，我們知道，OneWeb的衛星需要從5，600公里軌道通過電推進逐漸進入1200公里的軌道，而在1100多公里的軌道上還將部署SpaceX的4425顆星。一旦發生碰撞，產生的碎片將在非常長的時間裡佔據軌道並造成破壞。

如OneWeb和SpaceX提出的龐大星座計劃，一方面將快速消耗LEO的軌道資源，一方面一旦發生碰撞事故，帶來的後果是災難性的。

二、商業航天是否應該承擔太空責任？

航天在人們心目中一直是高大上的形象，正是由於航天在很多領域裡引領著、推動著地面技術的發展。而在商業航天的語境下，追求的目標是利潤和收益，其核心理念是如何快速將先進的技術搬到太空中，以獲取最大化商業利益，所以應用成熟而且規模化的地面技術，無可厚非。然而，在利益之前，商業航天是否應該承擔相應的太空責任？

從目前來看，這些商業星座計劃盯上的都是近地軌道的空間資源，並沒有擔負起人類探索宇宙的追求。這是由其商業本質決定的。（幸好還有Elon Musk這樣的夢想家，其火星殖民計劃雖然縹緲但還是令人心潮澎湃的。）

作為以盈利為目標的商業航天，採取通過大規模低成本衛星進行在軌部署的策略是可以理解的，但同時也是極其危險的。這樣行為背後的本質是軌道空間的「圈地運動」，是忽視珍貴的空間資源的超前快速消耗的不負責任的行為。

可以想像，幾年之後，當軌道上層層疊疊地布滿了各種各樣的衛星，新的衛星發射的窗口被一步步壓縮，空間碎片規避策略的複雜帶來更高昂的代價，科學研究衛星倍受干擾而不得不置於更遙遠的軌道，成本陡增......

商業航天確實能帶來航天業的繁榮，但往往也會帶來短期行為造成的混亂。就像這些龐大的衛星計劃，的確可以帶來諸如全球互聯網、高動態對地觀測等等服務於人類的空間應用，然而這一切必須堅持一個基本前提：商業利益與合理應用太空資源的平衡，否則難以避免產生涸澤而漁的短視行為和可怕後果。

珍貴的近地軌道資源應該珍惜開發，也應該共同開發，更應該為未來的發展留出空間，而在這方面，商業航天的責任也許更大。