兰德公司发布《为新航天时代选择航天概念》报告

作者: 2024-03-19 16:06 来源:
放大 缩小

202311月,兰德公司发布《为新航天时代选择航天概念》报告,邀请航天领域专家遴选出值得进一步研究的概念。该报告特意避开了空间安全和空间可持续性等常见方向,所选择的研究概念都是尚未开展过系统研究、但值得注意的主题[1]

概念一:美国塑造太空国际规范、规则和原则的机遇。报告提出基于美国在构建国际安全规范方面的经验,从3个主要研究领域开展深入研究。首先研究美国在制定国际海洋资源管理方面的规范、规则和原则等方面发挥的作用。例如美国在1945年发布《杜鲁门公告》明确宣示了美国对邻接其海岸的大陆架的管辖权,其他国家纷纷效仿,从而形成了专属经济区的国际法惯例,并最终被纳入《联合国海洋法公约》。再如美国在1944年推动签订《芝加哥公约》,成立国际民航组织。2022年,美国对地雷政策进行重大调整,在制定地雷使用和处置的规范、规则和原则方面发挥了作用。关于美国塑造太空国际规范、规则和原则的机遇的研究,需要充分借鉴上述案例的研究和分析方法,对现有空间治理文献开展定性分析,包括法律分析与评估、案例研究和历史比较法、历史分析法和专家访谈等方法,提出美国政府可以采取的行动建议。

概念二:制定月球资源利用可持续治理框架。当前关于太空采矿的规范和治理政策较少,结合地球上和太空中再度出现大国竞争态势,空间资源开发会造成相互竞争的国家和非政府行为者之间的冲突,因此急需可最大限度减少冲突发生的治理结构。例如,是否应该在联合国内部设立一个规范空间资源开发与利用的机构?如何激励俄罗斯和中国与美国合作?其将会对大国竞争产生什么影响?如何解决争议问题?利益相关方如何规范和监管资源开采买卖行为?在美国国内,NASA是空间资源开发的主要参与者,但美国太空部队、国务院、运输部和商务部将扮演什么角色?关于制定月球资源利用可持续治理框架的研究,可运用博弈论、战争游戏法、不确定型决策等方法,与利益相关方开展一系列基于深空未来和潜在对抗行为的推演和评估。

概念三:低重力可持续居住舱:天基环境下生物工程与自动化。可靠和可持续的居住舱设计中的关键要求包括3个方面:注重空间居住环境的多式联运能力,即多功能、多用途、任务延期;保障载人任务的生物工程;在空间居住平台上可利用或可提供的必要的质量、特性和自动化程度。评估未来载人任务在生物医学、农业、材料、通信和能源方面的需求,并为相应的工业基础领域提供刺激政策。应利用NASA空间技术细分领域团队的已有工作确定优先事项,并组织对模式化任务开展评估。应根据美国国家科学院20239月发布的生物和物理科学十年调查报告的结果,调整新技术的可用性。

概念四:策划空间救援服务。空间救援服务的可能场景包括:在轨飞船主推进系统发生故障(发动机损坏或燃料泄露),可以派遣一艘载人飞船与受损飞船对接,疏散乘员;空间站加压舱多次破裂(多次受微流星体或轨道碎片撞击),可以发射一艘快速货运飞船运送维修工具和材料及额外的生命补给;航天员在月球基地生病或受伤(超出基地医疗救治能力),可以发射一艘载有医疗队和设备的飞船,或将航天员转移至医疗机构;远离基地的漫游车发生故障导致航天员受困,可以向航天员所在位置发射一个载有备用漫游车的着陆器,或协调一定区域内的其他人员实施救援。报告认为,关于策划空间救援服务的研究,需要首先明确空间救援服务的使命,只专注于载人任务还是兼顾救援高价值的无人航天器?其次需要明确由什么性质的机构负责空间救援服务,是政府、跨国机构、超国家组织、非政府组织还是商业公司?何时启动这种服务,其服务范围应覆盖哪些区域,近地轨道、同步轨道、地月空间还是跨月空间?最后需要明确哪些技术和标准对高效的空间救援至关重要,哪些需要优先发展。

概念五:空间反射镜。在日地L1点部署一个大型空间反射镜(大小约为巴西国土面积)是一项地球工程技术提案,通过反射太阳光降低地球温度,减缓全球变暖。虽然美国国家科学院还推荐了其他地球冷却方案,例如平流层气溶胶喷射和云层播种,但上述方案涉及将具有潜在全球规模二次效应的物质释放进入地球大气层,而空间反射镜位于地球生物圈之外。此前,空间反射镜方案由于过于昂贵和不道德被认为不可行,但随着空间技术的进步,需要重新评估其可行性、效率和寿命周期成本。此外,还应评估相关风险,包括:环境风险以及与其他太阳地球工程方法的异同;在当前的空间管理制度下,有争议的天基系统将面临的风险;空间反射镜退役后产生的大型空间碎片可能造成的风险。

概念六:天基太阳能。报告提出,首先应评估部署天基太阳能对美国国家安全的影响,研究其在支持国防行动、维护美国长期能源安全(包括向低碳和弹性电力系统过渡)以及促进空间探索与开发方面可能发挥的作用。研究如何保护天基太阳能系统免受敌国干扰,若别国成功部署天基太阳能将对美国安全产生怎样影响。其次应研究当前的治理结构(如空间、能源和军备控制)是否适用于天基太阳能,以及天基太阳能发电系统潜在的两用性质。                               (范唯唯)



[1] Select Space Concepts for the New Space Era. https://www.rand.org/pubs/perspectives/PEA2644-1.html


附件: