2022年世界空间周:8位行业领袖谈如何让太空旅行更可持续

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本文首次发布于2021年10月,并于2022年10月更新。

  • 今年世界空间周的主题是“太空与可持续发展”。

  • 日益增多的太空碎片正在威胁卫星和其他任务。

  • 去年,行业参与方联合发布《太空行业碎片声明》,表明对该议题的立场,更新版即将发布。

  • 以下是八位人士对如何应对太空碎片问题的看法。

地球轨道,尤其是距地面约2000公里的低轨道,正聚集着越来越多的在轨运行卫星、失效卫星和碎片。

卫星为我们所有人带来了巨大益处,从连接服务和地理定位服务,到天气与气候监测,再到对地观测(例如在各类灾害期间发挥着至关重要的作用)。

除此之外,还有其他前往地球轨道及更远空间的任务,例如探索和科学任务,并且越来越多的任务有人类登上太空。

世界空间周:太空与可持续发展

今年世界空间周的主题世界空间周(10月4日至10日)聚焦可持续发展的两个方面,即太空探索如何助力地球上的可持续发展,以及我们如何确保太空旅行安全且可持续。

目前不断增长的太空碎片数量正在危及所有这些活动。如果发生大规模碰撞,某些轨道可能数十年无法使用。

世界经济论坛去年召集行业领袖,通过《太空行业碎片声明》表明立场。该声明呼吁加强协作以减少太空碎片、提高运营方的透明度、加快航天器寿命末期处置技术和做法的研发,并清除已在轨道上的现有太空碎片。更新版声明将于未来数月发布。

论坛还推出了全球首个太空可持续性评级,该评级由一个联盟共同推进,成员包括欧洲航天局、麻省理工学院媒体实验室、Bryce Tech和得克萨斯大学。其目标是减少太空碎片,并确保快速增长的太空探索任务得到“安全且可持续的管理”。瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的EPFL太空中心(eSpace)目前牵头负责该项目,并已于今年6月公开发布了SSR,已有多家公司申请为其任务进行评级。

应对太空碎片问题

我们就如何应对这一日益严重的问题,采访了多位行业领袖并听取其看法。以下为部分回应。

学习执行任务的新方法

Rick Ambrose,洛克希德·马丁太空公司执行副总裁

轨道环境是全球共享的资源,预计未来十年将发射约10000颗新卫星,我们必须采取行动。机构间碎片协调委员会(IADC)在制定指导准则方面取得了重大进展,作为行业领袖,我们都可以利用自身研发的技术解决方案,帮助政府合作伙伴和商业运营方做出数据驱动的决策。

洛克希德·马丁已为这一动态环境开发了多项能力。凭借嵌入卫星的高精度定位导航系统、Space Fence等可探测LEO中小至弹珠大小物体的先进软件雷达系统,以及用于编目物体和太空碎片的iSpace软件平台,我们正为客户提供更强的态势感知能力和行动工具。未来,在任务允许的情况下,我们将继续提出多样化的任务架构,不仅在卫星尺寸上实现多样化,也在轨道选择上实现多样化,以减轻拥挤区域的压力。

整个太空界必须积极探索执行任务的新方法,并在航天器发射前就纳入战略性的寿命末期规划,这一点至关重要。随着越来越多的国家依赖天基信息来保障国家安全、宽带通信和气候情报,统一标准将有助于确保各类任务的可进入性和功能性,同时降低事故风险。通过共享和协作的方式,我们可以确保太空始终是最重要的战略高地。

携手解决太空碎片问题

Dawne Hickton,Jacobs执行副总裁兼关键任务解决方案总裁

Jacobs很自豪能够支持这一统一努力,为太空可持续探索与开发建立合理的行为规范。这一新前沿将随着我们活动范围超越地球而与日常生活更加紧密相连。我们鼓励政府和商业各方携手合作,为所有国家和民众创造可持续的未来。

制定可持续政策

Chris Kemp,Astra创始人、董事长兼首席执行官

Astra很自豪加入我们的社区,与各方携手减少太空碎片。协作与可持续政策的制定,在我们以太空改善地球生活的使命中发挥着重要作用。

推动太空交通管理

Will Marshall,Planet首席执行官兼联合创始人

保护太空环境对人类的短期与长期成功至关重要,需要从多个方面采取行动。首先也是最重要的,我们必须避免人为故意制造轨道太空碎片,包括国际上禁止动能反卫星摧毁行为。其次,我们必须提升政府和商业网络的太空态势感知能力,并推动透明且协作的太空交通管理。

第三,卫星和运载火箭运营方必须在任务结束后尽快移除其任务硬件;这可以通过发射至低轨道并依赖大气阻力、主动寿命末期离轨,或借助机载推进或其他方法将其送入坟场轨道来实现。最后,各国政府必须投资于基础能力,以避免已在太空中的失效物体之间发生大规模碰撞,例如激光推扰或主动清除太空碎片的任务。

营造公平竞争环境

Jean-Marc Nasr,空客太空系统负责人

空客致力于确保太空环境的可持续性,因为我们认为对后代负有保护太空环境的责任。这一承诺超出了我们作为从太空获取收入的商业机构的利益范畴,保护这一自然资源符合我们所有人的利益,与保护海洋的道理相同,因为太空对日常生活至关重要,从天气预报到全球连接、气候变化监测和导航均依赖太空。

在竞争激烈的全球环境中,空客呼吁建立公平竞争环境,让最高的可持续性标准适用于所有人,造福所有人。不言而喻,空客遵守法律和行业最佳实践,即安全性、任务结束后卫星和飞行器的安全移除,同时也在与国际社会一道,推动进一步努力。作为由世界经济论坛、欧洲航天局、麻省理工学院太空研究小组、BryceTech、得克萨斯大学奥斯汀分校以及瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)EPFL太空中心(eSpace)共同牵头的全球团队的一员,我们正在积极影响国际太空议程,共同制定太空可持续性评级,以及太空任务的生态标签。”

打造可持续生态系统

Nobu Okada,Astroscale首席执行官兼创始人

我们正处于太空碎片问题的转折点。我们还拥有选择的权利:要么迅速推进支持航天安全和长期太空可持续性的技术、政策与经济手段,要么继续观望问题并承受我们不作为的后果。我们共同的太空未来取决于这一决定,太空经济能否达到新高度也取决于此。

我们Astroscale选择采取行动,致力于打造一个具备可负担在轨服务的太空生态系统,这些服务包括主动清除太空碎片、延长寿命、补加燃料、轨道转移、在轨制造和寿命末期管理等。我们选择将轨道环境的利用方式从“废弃文化”转变为可持续生态系统。

这一转变将惠及所有太空用户,并拓展其价值链,如同汽车、航运和航空等行业一样。我们呼吁太空领域所有私营和公共参与方看到可持续太空生态系统带来的净正效益,并立即就可持续发展采取行动,以实现其益处。

卫星数量增长Image: Astroscale

制定清晰一致的规则以防止太空碎片

Rajeev Suri,Inmarsat首席执行官

为维护和保护所有卫星轨道的可持续性,及时采取行动,保障在太空中及穿越太空运行的行动自由,是负责任的航天国家和太空用户共同的全球优先事项。社会对太空在人道主义救援、经济机遇、载人太空探索以及拓展包容性数字社会方面的依赖日益增加,这使得保护在太空中及穿越太空航行和运行的自由显得尤为必要。

太空中的短期行动会带来长期后果,所有利益相关方都有责任立即行动。卫星运营方需要负责任地行事,各国政府需要制定清晰一致的规则。我们应当表彰可持续的太空任务,并确保所有任务都遵循负责任的行为规范。

开发协作工具以清除太空碎片

Dylan Taylor,Voyager Space首席执行官兼创始人

目前已知有超过25000块太空碎片以每小时17000英里的速度在太空中运行。碰撞具有灾难性,且每次碰撞都会使太空碎片数量呈指数级增长。大规模低地球轨道星座和商业低轨设施的激增,在太空交通管理领域既带来挑战,也带来机遇。要使太空行业取得成功,可持续性必须始终是行业的核心关注点。

近期内,政府和行业必须共同参与一个国际论坛,开发协作工具和航天器避碰的规则。所有卫星、巨型星座及其他在轨航天器都具备寿命末期处置能力,且所有未来的太空物体在完成主要任务后都能被安全、可控地处置或再利用,这一点至关重要。Voyager是世界经济论坛太空可持续性评级的共同架构者之一。该评级将给出一个分数,以反映任务在太空碎片减缓方面的可持续性以及与国际准则的一致程度。

这一挑战也带来了巨大的长期商业机遇。要在太空中维持和平且有利可图的运行环境,政府和行业需要清理太空碎片、捕获卫星、为卫星补加燃料、提升其轨道、将其降低并使其烧毁。这一需求需要创新的在轨机器人技术,从而进一步推动太空经济发展,包括太空制造、私营空间站、天基电力和天基通信。在太空中,我们常常面临前所未有的挑战,需要前所未有的解决方案,而这些解决方案通常也会改善地球上的生活。

如果我们在这一努力中取得成功,就能让子孙后代同样享有我们当前所享有的、不受限制的太空进入权利。

为应对日益严峻的太空碎片挑战,世界经济论坛与欧洲航天局合作,推出了太空交通管理新倡议。如需了解更多信息,请联系 nikolai.khlystov@weforum.org

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