太空经济与轨道秩序:近地轨道与地外资源开发如何避免“公地悲剧”,谁来制定并支付碎片治理与交通管理的规则?
商业航天密集发射与巨型星座部署正推高近地轨道拥堵与碎片碰撞风险,月球与小行星资源勘采亦将引发准入、产权与环境影响的新博弈。若缺乏统一标准与强制执行,易陷“公地悲剧”。亟需明确轨道与频谱的分配与避让规则、碎片清除的费用分摊机制,以及跨国数据共享与交通管理体系,确保太空经济可持续与有序发展。
随着人类对太空的开发,人们在地球上的各种悲剧,比如公地悲剧、资源战争等,也被带入太空。这真是一种无可奈何的悲剧,因为地球上这点事还没整明白,更何况面对浩瀚的太空。近地空间是人类进入太空的第一步,但问题已经开始显现出来。
目前的国际法律框架,如《外层空间条约》和《月球协定》,为和平利用太空和非占有原则提供了原则性指导,但对碎片治理、轨道交通管理以及商业资源开采缺乏明确执行机制。技术上,碎片清理、碰撞预警和轨道调度需要高成本设备和多主体协同,这使得责任划分和治理执行面临困难。同时,谁来承担碎片治理成本和轨道管理开销,也没有明确机制,导致潜在的外部性问题易被忽视。
为避免轨道秩序被破坏,需要将规则、经济激励和技术手段结合起来。一方面,应在国际、区域和企业三个层级建立规则体系,制定碎片最小化、轨道交通调度和资源开采行为规范。另一方面,应通过经济手段内化外部性,例如对主动清理碎片或采用低碎片技术的主体提供激励,对违规行为施加费用或限制发射许可。技术层面,需要开发碎片监测、预测和去轨技术,并建立多主体协同的轨道交通管理平台,以保证规则执行的可操作性和效率。
这些都是在现在的国际关系框架和经济模式下面临的问题和可以努力的方向。但是太空开发带来的更大变数,是打破的现有的国际关系和经济关系的基本框架。如果马斯克成功登录火星并建立人类基地,火星人类和地球人类将会是什么关系?火星基地和地球上的国家之间将会是什么关系?他们之间将如何面对太空资源的分配,能否制定出具有共识性的分配原则?
为避免“公地悲剧”,需国际社会共同制定统一的轨道和频谱分配规则,明确碎片治理责任,建立费用分摊机制,引入“轨道保险”等创新机制,让商业航天公司在发射前就承担潜在碎片清理成本,也可以借助AI和区块链等技术,可以优化碎片清理路径规划,降低治理成本,并确保责任透明。我有一个想法,如今“公海”治理是怎么治理的,是不是可以迁移到太空公地的治理?
这个问题很严重,但世界各国从国家到普通人还没有认识到其严重性,因此问题的关键在于改变认知,让人们认识到问题的严重性。对此,有三个初步想法。
一要对这一问题从不同领域展开系统的研究,从风险防范和规则制定的需要出发,探讨近太空通讯安全与轨道秩序以及外太空开发的新规则。
二是加大传播与宣传。其实这两方面的工作的实质是认知战,要像“核冬天”理论一样有认知恫吓力,要把可能的风险有感染力地呈现出来。
三是应考虑到超级科技公司与国家和国际社会的矛盾和冲突加剧的可能性,在目前的国家治理和全球治理架构下,尽快构建对超级科技公司的行为约束机制。
商业航天的繁荣使近地轨道正变得前所未有的繁忙。成千上万颗卫星在低轨飞行,巨型星座频繁发射,共同的太空资源面临“公地悲剧”风险:轨道拥堵加剧,碰撞几率上升,而太空碎片越积越多,一旦引发连锁碰撞(凯斯勒综合症),可能使整片轨道带无法使用。另外,围绕月球和小行星的资源开采也初现端倪,各国和公司展开竞速,但由于缺乏明确规则,准入、产权归属和环境影响方面埋下新的争端。如果各主体各行其是,太空有可能陷入无序开发,最终谁都无法获益。
第一,制定轨道与频谱分配及避让规则。目前地球静止轨道的频谱和轨位由国际电联(ITU)协调,但对低轨的大型星座缺乏完善规则。未来应通过联合国和平利用外空委员会(COPUOS)或类似平台,协商划定近地轨道的拥挤区、卫星间距和碰撞规避标准,以及频谱使用的全球协调机制。各航天主体需要认同“一定高度一条准则”,避免单一国家或公司过度占据某轨道壳层。
第二,建立太空碎片清除的费用分摊机制。清理太空垃圾成本高、收益低,单靠市场动力不足。可以考虑“污染者付费”原则:对发射卫星收取轨道占用和潜在清除费用,将这笔资金用于发展碎片清理技术和执行清除任务。各国航天监管机构也可要求卫星运营商在报废时有责任安全离轨或将卫星拖至“坟墓轨道”,否则缴纳押金不予退还。这类似地球上的垃圾回收押金制度,促使卫星运营方把清理成本内部化。对于历史遗留的大量碎片,可由多国共同出资,委托有能力的企业(如开展过清 debris试验的企业)执行清除任务,并共享清除成果数据。
第三,构建全球太空交通管理与数据共享体系。目前各国主要依赖自己雷达、望远镜跟踪太空物体,但信息碎片化且精度参差。应建立国际空间交通管理机构,整合美、欧、中的监测数据,形成统一的航行警报和碰撞预警机制,及时通知相关方采取行动。这类似国际民航组织对空中交通的协调。只有做到数据开放共享,卫星运营者才能更有效地合作避碰,降低事故风险。
第四,明确地外资源开发法规。现有《外空条约》禁止国家对天体宣称主权,但对企业开采资源如何确权缺少细则。为防止无序争夺,应在多边框架下制定月球和小行星采矿的准入许可制度和环境保护标准,规定采矿不得独占整个天体区域、不得破坏具有科学价值的地点等,并探讨利益分享机制。这既保障先行者权益也照顾后来者和国际社会共同利益。
综上,要确保太空经济可持续有序发展,必须通过“立规矩、建机构、分成本”来加强全球治理。正如研究指出的,如果任由少数行为者自由占用轨道和频谱、任由碎片遍布太空而无清理,太空领域可能出现多重公地悲剧。因此各国需要紧急行动,在联合国等框架下推动具有约束力的太空行为准则出台,把太空环境视作人类共同财产加以保护。只有统一标准并辅以强制执行机制(如国际监督、违规制裁),以及合理的费用分担安排,才能防止“人人抢用、无人管护”的悲剧重演于浩瀚太空,为子孙后代留下一个干净而有序的太空环境。
近地轨道似乎已经接近“公地悲剧”的边缘。国际空间交通管理秩序亟待建立,有必要实行“谁发射谁负责+不清理限后发射”的制度约束,人类应该把太空环境视作长期资产,纳入多边规则保护体系。
第一,明确产权与责任,参考地球资源管理经验,可通过国际协议或法律框架,对近地轨道和地外资源的开发权进行明确界定。例如,将特定区域或资源的开发权授予特定国家或企业,使其承担相应的保护和管理责任,避免无序竞争导致的过度开发。
第二,建立国际监管机制,由联合国等国际组织牵头,成立专门的航天资源管理机构,负责制定和执行开发规则,监督各国和企业的行为。
第三,推动国际合作与共享,鼓励各国通过合作项目共同开发地外资源,分享技术和收益。
第四,强化技术标准与规范,制定统一的航天器设计、发射和回收标准,减少太空碎片的产生。同时要求各国在地外资源开发中采用环保技术和可持续开发模式,降低对太空环境和地外资源的破坏。
谁使用谁治理,谁受益谁负责。毫无疑问,需要承担公地保护与治理责任的,是卫星等航天器的发射者和运营者。
将近地轨道视作“有限公共域” ,建立配额化的 “占用-避让-清除”一体规则:按质量×驻留期计费,形成碎片清除的 “生产者延伸责任” ;星座需提交拥堵与可见度评估;以多边数据共享与轨道交通管理中心统一调度;开展在轨服务与末端回收的可交易信用,避免公地悲剧。
李 斌(中关村智慧能源产业联盟副理事长、中国移动通讯联合会首席数字能源官):
人类应该在不破坏太空的前提下共享、和平开发太空。在太空轨道的管理上,应加强国际合作,可参考空中交通管制和无线电管理的模式建立全球统一规则,全球各国都要共同遵守。
商业航天密集发射、巨型星座部署引发的近地轨道拥堵,以及月球与小行星资源勘采带来的准入和产权博弈,看似易陷入“公地悲剧”,但核心破解思路在于打破“太空是公地”的认知误区——太空轨道资源早已形成明确的管理框架,未来通过商业化定价与迭代优化,完全可实现可持续有序发展。具体路径及规则、费用问题可从以下维度展开:
“公地悲剧”的根源在于资源无主、使用无约束且成本无分摊,而太空轨道资源的管理早已具备成熟的组织基础——国际电信联盟(ITU)。作为长期管理全球无线电波频道使用的权威机构,ITU在轨道资源管理上已积累了丰富经验,通过频率与轨道参数的协同登记、国际协调等机制,避免了不同主体间的无序干扰,本质上已建立起“非公地”的资源调配框架,为规避“公地悲剧”奠定了制度基础。
当前阶段规避“公地悲剧”的关键升级方向,是将管理框架与大规模商业经济结合,建立包含“轨道清理成本”的合理定价体系。轨道拥堵、碎片泛滥的核心症结之一,是过去的管理模式未充分体现资源使用的全生命周期成本,尤其未将卫星退役后的碎片清理、轨道修复等隐性成本纳入使用成本中。通过商业化定价机制,将碎片探测、主动清除、轨道维护等费用计入轨道资源使用的定价模型,可从源头倒逼运营商重视轨道可持续性——例如在卫星发射许可审批中,要求运营商预缴碎片清理保证金,或在轨道资源租赁费用中按比例提取“轨道修复基金”,使“谁使用、谁付费”的原则落地,从经济层面杜绝“只使用、不负责”的无序行为。
担心商业密集发射和巨型星座部署加剧“公地悲剧”,实则混淆了“初期无序”与“长期优化”的逻辑。当前太空轨道的使用状态,类似无线通信的“大哥大时代”,技术和管理模式仍处于初级阶段,但大规模商业使用恰恰是推动轨道资源高效利用的核心动力——正如无线电波从早期的零散使用,逐步发展为密集、有序的频段划分与复用模式,轨道资源的使用也会在商业竞争与协作中完成迭代。
商业主体为追求利润最大化,会主动探索更高效的轨道利用方案:例如通过星座分层部署(不同高度、倾角的轨道协同)提高空间利用率,通过卫星小型化、模块化设计减少单星轨道占用,通过智能避碰技术降低碰撞风险。同时,商业竞争会倒逼行业形成自律标准,例如巨型星座运营商之间通过签署轨道协调协议避免干扰,头部企业联合研发通用化碎片清理技术降低全行业成本,这种“商业自驱动”的优化机制,远胜于单纯的行政管控,能从技术和模式层面破解轨道拥堵难题。
碎片治理与交通管理规则的制定,并非依赖单一主体,而是以ITU为核心、多元主体协同的体系:ITU作为国际权威机构,负责制定轨道与频谱分配的基础规则、碰撞风险评估标准、碎片清理的最低要求(如卫星退役后25年内离轨的升级规范),并通过《无线电规则》的修订适配商业航天发展(如2023年WRC-23针对星座协调的规则优化);各国航天管理部门负责将国际规则转化为国内监管细则,例如对本国运营商的轨道申请、碎片清理方案进行审批,建立轨道数据上报制度;商业协会与头部企业则负责制定行业自律规则,例如卫星制造商协会制定统一的碎片减缓技术标准,星座运营商联盟建立跨企业的轨道数据共享平台。
费用承担方面,需建立“使用者付费+商业反哺+国际兜底”的多层次机制:首先,通过前文提及的定价机制,将碎片清理、交通管理的基础费用纳入轨道资源使用成本,由运营商直接承担,例如Starlink、柯伊伯计划等巨型星座项目,需在部署预算中列支碎片清理专项费用;其次,商业收益反哺公共服务,从轨道资源租赁、卫星通信服务等商业收入中提取一定比例,注入国际太空治理基金,用于资助发展中国家的碎片清理技术研发、全球轨道交通管理系统(类似“太空交管”)的建设;最后,对于历史遗留碎片、跨国界碎片清理等公共事务,由ITU协调各国按航天活动规模、经济实力进行分摊,或通过国际合作研发低成本清理技术(如中国在轨验证的牵引式清除装置、欧美联合推进的激光清理技术)降低整体成本。
月球与小行星等地外资源开发的“公地悲剧”规避,可复用轨道管理的核心逻辑:首先,由联合国及ITU牵头,制定地外资源开发的准入规则,例如基于“先登记、后开发”的原则,对资源勘采区域、开采规模进行备案,避免恶意圈占;其次,将资源开发与环境修复成本挂钩,要求开发者预缴环境保证金,用于开采后的生态修复(如月球表面粉尘控制、小行星开采后的轨道稳定);最后,推动商业主体参与规则落地,例如由商业资源开发企业联合成立“地外资源利用协会”,制定资源开采的技术标准与产权划分规范,实现“开发与保护同步”。
太空“公地悲剧”并非必然,其规避核心在于:以ITU成熟的管理框架为基础,通过商业化定价机制内化全生命周期成本,以大规模商业使用推动技术与模式迭代,建立“国际规则+国内监管+行业自律”的规则体系,以及“使用者付费+商业反哺”的费用承担机制。当前的轨道拥堵与资源博弈,本质上是太空经济从“萌芽期”向“成长期”过渡的阶段性问题,随着管理规则与商业模式的不断迭代,太空经济必将实现“有序利用、共享收益”的可持续发展。
理想的路径是,在联合国框架下就核心原则(如安全避让、碎片减缓、强制离轨)达成共识。但是,短期内更可行的或许是建立一套国际注册与信息披露制度,明确开发者的权利边界和责任,同时探索将部分收益用于支持发展中国家太空能力建设的惠益分享机制。
这是地球上已经上演过的“公地悲剧”换了一个场景。对于公地悲剧的治理,必须有一个类似但高于联合国安理会权力的机构负责,而这种机构在目前民族国家主权至上的人类文明阶段不太可能诞生,取而代之,可能由某个大国联合一部分国家负责。
刘志毅(中国人工智能领军科学家、上海市人工智能社会治理协同创新中心研究员 ):
近地轨道与地外资源开发避免 “公地悲剧” 的关键,在于AI技术构建的 “态势感知-动态调度-公平核算” 协同治理体系,而规则的制定与成本分摊需以 AI 赋能的技术事实为基础:
AI通过多模态融合与实时数据处理,实现近地轨道碎片分布、资源开发状态的高精度态势感知,结合强化学习算法生成轨道避让、碎片清理的最优调度方案,为轨道使用与资源开发规则提供技术层面的客观依据;
规则制定应基于 AI 输出的优化方案,由国际组织、国家与商业主体共同协商确认,而碎片治理与交通管理的成本分摊,则通过 AI 核算各主体的轨道占用时长、碎片贡献度与资源开采收益,建立 “使用者付费+受益者补偿” 的技术化核算机制;
本质上,AI技术能够破解太空资源利用中的信息不对称与协同低效问题,通过实时监测、动态调度与公平核算的技术支撑,让规则制定具备科学性与可执行性,成本分摊具备精准性与公平性,最终实现太空资源的高效利用与可持续秩序的构建。
近地轨道和地外资源同属“全球公域”,若无人负责、无规可循,极易陷入“谁都能用、谁都不管”的公地悲剧。破局思路可归纳为两手抓,即规则的制定和治理成本。规则由国际社会共同制定,费用按历史与现实责任动态分担,底线是“人类共同利益优先”。制定规则需要从国际、行业和区域面三个层面展开;治理成本则需要考虑历史责任、当前活动和未来承诺等因素。
因此建议设立“太空命运共同体”治理框架,把碎片治理成本纳入卫星发射许可审批;同时建立全球统一的“轨道资源开发权拍卖”制度,收益反哺清理基金;此外,有必要授权联合国安理会否决任何危害公域的军事化行动,防止“以清理之名行控制之实”。
在这个问题上,真正的全球化,就必须让渡、转让相当部分国家主权,必须成立具有强制权力的国际组织,制定必须执行的标准。
构建全球统一治理框架避免公地悲剧,需由国际组织牵头制定轨道与频谱分配规则,建立近地轨道碎片清除的费用分摊机制,并协调同时搭建跨国管理与数据共享平台,规范月球、小行星资源勘采的准入与产权划分,明确环境影响评估标准,让太空经济在有序规则下不成为非无序竞争的“蛮荒之地”。不过,这种构想依旧是传统“地面政府”的合作逻辑,或许只有出现一个“人类太空开发管理署”将人类开发统一管起来才行,这当然在整个人类不得不集体面临地外大航海时才有部分可能。
也许很多人会提及,说要建立国际公约,来限制外太空的公地悲剧,但实际上,这种做法根本不可行,因为有人已经将公地占了,你这个时候再去谈,势必涉及到新旧规则的衔接,和利益的破解难题。所以,个人认为还是应该从避让规则入手,搞一套公共的标准系统,相互识别信号,并基于该信号进行避让。当然,即便是这条规则,预计落实难度依然很大,因为国与国之间存在各种利益博弈,相比于国内规则,这类博弈难度要大得多。
人类已经有了大航海以来,一系列的迁徙、移民、殖民等等的摸索,特别是经过后来现代化的反思,取得了大量的教训、经验,特别是两次世界大战的教训。太空经济与轨道秩序可以在此基础上进行反思、规划、研究近地轨道与地外资源开发如何避免“公地悲剧”。至于谁来制定并支付碎片治理与交通管理的规则?当然是全球人类的协商,但是必然会是现代化发达大国有更多的发言权和决定权。这也没什么不好。反观地球人类近现代的发展中,落后国家的民族解放运动,最后往往落入专制独裁的轨道。其国家人民既没有得到民族独立,也没有得到自由民主。
建议由主要的太空经济发展大国牵头成立相应联盟公益组织,制定相关国际化公约,我国近年太空经济发展迅速,应积极参与相关国际化组织和国际公约订立和推广工作,体现大国担当,推进开持续发展的太空经济和技术进步。
这一秩序倒是亟需建立。规则的制定细则这里不讨论,但原则上可以分为“进入会员制”和“具体事件制”——前者是指国家或机构只要进入太空开发领域,就应该缴纳一个基础的“会费”,类似抵押金之类;后者则是针对具体的“破坏”性事件(“违法”或“违规”行为),谁破坏谁负责,进行赔偿并予以惩戒。当然与此同时还应建立一个相应的保险机制。
经济学发展的历史启发:先有黄金,后有通货。公地悲剧看上去是职责不清缺乏共识,更多是维护成本的问题。航天时代来临,发展上天能力的同时需要考虑维护上天的能力,避免近地轨道失序首先要发展近地轨道回收技术。参考碳中和方案,航天公司在发射卫星等航天器时,必须同步分配回收配额,并进一步将卫星轨道作为可持续发展、可维护的资源。
这需要强制的国际公约来实现。这种强制公约,即需要全球国家之间的共识,更需要严格的执法机制。
先到咸阳为王上,后到咸阳保朝纲。太空经济与轨道秩序的核心就三点:①够得着,②占得住,③有得赚。
这个是典型的产权问题,罗纳德·科斯说,资源最终属于最能发挥该资源效率的人。就好像FM电台频段的争夺,用价格竞争就是最不坏的方式。
轨道分配实质上有ITU去管理,我们假定在这种情况下还是有恶意侵占其他卫星轨道的情况。此时被撞击卫星就需要有紧急避障的功能,可以微调高度,方向角等。通过电子推进器等科技装备可以实现卫星在轨道内的微调。
碎片清理科研上提出过网状捕捉等概念,实际落地还是以成本,性价比最优来考虑各国捕捉碎片的能力。
实际上,在某个国家对太空领域有绝对垄断性科技出现时,才能指定规则,未来很长一段时间还是在联合国调解状态下的各国太空竞赛。
二是基于风险评估倡导建立全球地外空间治理与交通规则,并设置市场激励机制。
三是建立地外空间态势感知系统,根据实时分析提出责任者对策,通过国际分工合作机制构建空间共同体。
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