日本領軍推動制定太空碎片清除國際規範

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Japan seeks to create int'l rules on space debris removal - The Mainichi

日本倡議:因應日益嚴峻的太空碎片威脅

日本宣布一項雄心勃勃的倡議,將制定清除太空碎片的國際規範,以因應快速擴張的太空產業所面臨的重大挑戰之一。隨著軌道上的衛星與人造物體數量持續增加,碰撞風險也隨之升高,可能危及重要基礎設施、科學任務,甚至地球上的生命。日本將透過主導全球討論並運用自身技術專長,致力確保外太空的長期永續與安全,造福所有國家。

目錄
  1. 日本倡議:因應日益嚴峻的太空碎片威脅
  2. 太空碎片為何是全球關切議題
  3. 現行法律架構及其限制
  4. 所有權與責任歸屬的難題
  5. 日本的領導角色與技術優勢
  6. 碎片清除技術創新
  7. 太空的經濟與戰略利害關係
  8. 公私協力與創新
  9. 未來方向:凝聚共識、制定標準
  10. 以永續為設計理念
  11. 摘要

太空碎片為何是全球關切議題

太空碎片常被稱為「太空垃圾」,包括失效衛星、用過的火箭級段,以及過去碰撞或爆炸所產生的碎片。這些物體以每秒7至8公里的速度繞地球運行,即使極小的碎片,也足以對運作中的衛星或國際太空站(ISS)造成災難性損害。歐洲太空總署指出,目前軌道上有近3,000枚失效衛星及約2,000個火箭部件。若計入尺寸大於1毫米的物體,碎片數量更超過1億個。

這些風險並非紙上談兵。2024年6月,一枚失效的俄羅斯衛星解體成近200個碎片,迫使國際太空站上的太空人準備緊急撤離。在地球上,墜落的碎片曾落入有人居住的地區,例如一個火箭的大型金屬環墜落在肯亞一座村莊,SpaceX太空艙的碎片則在加拿大一處農場被發現。這些事件凸顯了有效管理太空碎片並制定相關規範的迫切性。

專家警告「凱斯勒症候群」可能發生:碎片彼此碰撞後產生更多碎片,進而使後續碰撞風險呈指數級上升,甚至可能讓地球軌道無法供後代使用。隨著商業太空活動加速發展,太空碎片帶來的威脅預計只會日益加劇。

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現行法律架構及其限制

國際太空法由一系列在聯合國主導下制定的條約與協議規範。其中最重要的是1967年的《外太空條約》,該條約確立外太空由所有國家自由探索與使用,禁止任何國家據為己有,並規定各國須對其管轄範圍內的活動負責。《責任公約》規定發射國須對其太空物體造成的損害負責,《登記公約》則要求各國登記發射至外太空的物體。

然而,這些條約是在數十年前起草,未能處理現代太空碎片帶來的獨特挑戰。聯合國和平利用外太空委員會(COPUOS)於2007年發布不具約束力的指引,鼓勵各國設計衛星與探測器,以盡量減少碎片產生。然而,各國是否遵循屬自願性質,目前也沒有具約束力的國際規範要求清除現有碎片。這項法律缺口讓政府與民間企業都面臨不確定性,使清理軌道、確保作業安全的努力更加複雜。

所有權與責任歸屬的難題

最棘手的法律問題之一,是誰有權清除碎片。依現行法律,即使太空設備已停止運作,仍屬登記國所有。這代表未經許可清除他國碎片,可能被視為侵犯主權。法律專家認為,有必要建立國際機制,協助取得清理許可,並釐清清除作業發生事故時的責任歸屬。

法律學者莊天解釋:「留下碎片的人應負責清理。但目前一個國家清除另一個國家的碎片會有風險,因為這些設備仍屬登記國所有。」

此外,清除碎片的技術往往具有「軍民兩用」性質,可能被視為能夠癱瘓或捕獲運作中衛星的武器,引發各國對軍事升高與互信的疑慮。

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日本的領導角色與技術優勢

日本認識到其中的風險與機會,正積極成為全球因應太空碎片問題的領導者。日本內閣府與專家及產業利害關係人合作,目標是在3月底前找出清除碎片所涉及的法律與程序挑戰。政府計畫參考專家小組的意見,主導國際討論,並以在2026年聯合國和平利用外太空委員會會議上提出具體提案為目標。

日本採取雙軌策略:推進碎片清除技術,並主導國際規範制定。日本正籌組理念相近國家的聯盟,包括英國與紐西蘭,以凝聚共識並制定最佳實務。日本的外交努力是更廣泛策略的一環,旨在確保外太空安全、拓展商業太空市場,同時在面對中國等國家日益激烈的競爭之際維持勢力平衡。

碎片清除技術創新

日本企業在主動清除太空碎片(ADR)技術的開發上位居前沿。總部位於東京的新創公司Astroscale Holdings Inc.在檢查衛星方面取得重大進展,該衛星於2024年成功接近太空碎片並拍攝影像。實驗下一階段預定於2027會計年度進行,將嘗試利用機械手臂等工具捕捉碎片並將其移出軌道。日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)也投入研究與示範計畫,例如「商業碎片清除示範計畫」(CRD2),與民間企業合作推動大型碎片清除。

JAXA的太空追蹤與通訊中心運用雷達與光學望遠鏡監測碎片、預測可能發生的碰撞,並及時調整衛星軌道以提供保護。該機構也正參考政府間太空碎片協調委員會(IADC)與國際標準化組織(ISO)的架構,致力制定太空碎片減量國際標準。

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太空的經濟與戰略利害關係

管理太空碎片的利害關係不只涉及技術或法律,更與經濟和戰略密切相關。全球太空產業預計在2027年前將達到近8,000億美元,應用範圍涵蓋電信、導航、氣象監測與國家安全。隨著更多國家與民間企業投入太空領域,軌道壅塞與碰撞風險也隨之升高,威脅這些關鍵服務的持續運作。

軍事行動愈來愈仰賴衛星通訊、導航與監測。太空碎片增加,直接威脅國家安全,也危及投資太空基礎設施的國家與企業之經濟利益。因此,有效管理太空碎片對維持太空產業的穩定與成長至關重要。

公私協力與創新

各國政府正透過公私協力計畫促進民間創新,例如美國太空總署(NASA)的商業近地軌道目的地計畫,以及印度的技術移轉協議。在軌服務、組裝、製造、太空交通管理與碎片清除等新興市場,帶來新的成長與合作機會。然而,這些進展也需要健全的治理與國際合作,才能確保安全與永續。

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未來方向:凝聚共識、制定標準

日本的倡議正值太空治理未來發展的關鍵時刻。日本希望藉由主導國際規範制定,為太空活動中的負責任行為與透明度樹立先例。日本政府設想建立一套制度,讓各國分享碎片資訊、核准清理作業,並遵守共同議定的安全規範。這不僅能降低碰撞風險,也有助於太空國家建立互信與合作。

專家主張結合「軟法」工具,例如自願性指引與最佳實務,以及具約束力的國際協議,彌補現行條約的不足。聯合國被視為制定這些規則的理想平台,因為聯合國長期促進多邊合作,且已有太空條約架構。

法律專家莊天表示:「在太空任務中保持透明並處理各方疑慮,比單靠技術要求更有效。」「軟法工具可以彌補具約束力條約的不足,各國也必須更積極承諾遵守多邊協議。」

有人建議設立國際專線,供各國登記太空飛行器並協調因應迫在眉睫的碰撞威脅,也有人主張採行「污染者付費」原則,要求營運者為自己產生的碎片負責。近期的執法行動,例如美國聯邦通信委員會因一家公司未依規定讓衛星退役而對其開罰,顯示究責並非不可能。

以永續為設計理念

展望未來,專家強調需要打造「循環太空經濟」,優先推動再利用、維修、回收與環保設計。以生物材料製成的木造衛星等創新,可望降低碰撞造成的衝擊,並確保碎片更容易在大氣層中燃燒殆盡。太空碎片再利用的經濟價值估計介於6,000億至1.2兆美元,凸顯這個新興領域發展永續商業模式的潛力。

摘要

  • 日本正帶頭推動制定太空碎片清除國際規範,以因應太空活動未來發展的一項重大挑戰。
  • 太空碎片對衛星、國際太空站及地球上的民眾構成重大風險,目前軌道上有超過1億個碎片。
  • 現行國際條約未能充分規範碎片清除,導致所有權、責任歸屬與軍民兩用技術方面面臨法律及程序挑戰。
  • 日本正運用技術專長與外交影響力凝聚共識、制定最佳實務,並推動主動清除太空碎片的技術。
  • 有效管理太空碎片,對全球太空產業的經濟成長、安全與永續發展至關重要。
  • 專家呼籲結合自願性指引、具約束力的協議與創新設計,確保地球軌道長期安全且可供使用。
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