氨分解制氢本文选自中国工程院院刊《中国工程科学》2022年第4期
作者：吴克，张哲，杨文飞，何建峰，张天柱，简抗抗，吴伟仁
来源：深空安全研究现状与未来发展[J].中国工程科学,2022,24(4):240-248.
编者按
随着人类深空探测日益活跃、探测环境日趋复杂，如何合理利用并保护太空内的自然与人造资源，进行自由、安全、可持续的太空活动，有效预警并应对各种可能的深空威胁，成为世界航天事业面临的迫切议题。 中国工程院吴伟仁院士研究团队在中国工程院院刊《中国工程科学》2022年第4期发表《深空安全研究现状与未来发展》一文，从深空安全的基本内涵出发，概述了深空安全的研究意义与关键问题，梳理了空间辐射威胁、行星保护、太空遗产保护、空间立法等深空安全关键问题的研究现状并展望了未来发展。文章指出，空间辐射具有威胁类型多、辐射强度大的特 点，应从物理防护、生物医学防护、化学防护等角度开展研究；行星保护主要面临深空航天器的污染和撞击挑战，应从深空微生物检测与消毒杀菌技术、应对政策制定等角度开展研究；太空遗产保护因各国间的政治、文化、法律差异而在评估及保护措施方面存在争议，应从国际协作、深空航天器以及人类影响降低等角度开展研究；深空立法因各国间存在复杂的国际关系而导致当前的法律法规效力难以成为国际社会共识，应从国际立法组织、国内研究机构、国内法律体系完善等方面开展研究。
一、前言
深空探测指对月球及以远的天体或空间开展的探测活动，相关技术水平事关国家战略利益保障能力，也是国家科技竞争力的重要标志。有研究表明，月球上可能存在氦-3等稀缺物质资源，在火星、木星轨道之间的小行星带可能富含大量的贵重金属矿物资源。开发利用深空资源，有可能弥补地球上相应资源短缺的情况，为人类拓展地外生存空间提供能源、材料等物质资源。近年来，深空探测技术的快速进步使人类探测深空天体与环境、开发利用深空资源的可行性进一步增强。世界航天大国积极发展深空探测事业。在深空探测日益活跃、探测环境趋于复杂的背景下，深空安全的重要性与紧迫性愈发突出。
就目前的研究进展看，深空安全主要涉及深空资源、深空活动、深空环境威胁3个方面，具体而言：
① 各国共同并和平利用太空资源，避免出现因深空探测领域无序竞争而导致的安全问题；
② 科学开展深空探测活动，避免地外天体和地球之间的微生物感染；变速轮
③ 应对深空复杂未知的极端环境威胁带来的安全问题。
深空安全重点关注空间辐射、行星保护、太空遗产保护、空间立法4个关键问题，航天大国就此开展了必要的研究活动，以精准支持有关策略制定。也要注意到，现有研究多为自发且显分散，仅着重针对某一类深空安全问题展开探讨；缺乏系统性的总结，在问题分析、发展现状、未来趋势方面的工作不够全面。本文作为我国深空安全领域的先导研究内容，力求系统性阐述深空安全的基本内涵，梳理研究现状并总结未来趋势，以期为深空领域规划制定、探测任务总体设计提供基础参考。筛片
二、深空安全的基本内涵与重要意义
深空安全概念在航天领域中相对宽泛，国际上尚未形成明确定义。英国发布了《国家空间安全政策》（2014年），将深空安全表述为“安全、可靠、可持续地获取空间资源的能力以及能够应对威胁和灾害的抗破坏能力”。加拿大等国联合出版了《太空安全索引》（2020年），将深空安全描述为“能够安全、可持续地进入和利用太空资源，避免受到来自深空环境的威胁”。《中华人民共和国国家安全法》（2015年）阐述了深空安全相关内容：国家坚持和平探索和利用外层空间，增强安全进出、科学考察、开发利用的能力，加强国际合作，维护我国在外层空间的活动、资产和其他利益的安全。综合上述观点，本研究认为深空安全主要指：国家能够合理利用并保护太空内的自然与人造资源，进行自由、安全、可持续的太空活动，有效预警并应对各种可能的深空威胁。
一般认为，深空资源、深空活动、深空环境威胁对于深空安全至关重要（见图1）。
① 深空资源包括深空探测器、地 - 月平动点中继卫星等深空资产，轨位和频谱资源等，在合理开发与利用深空资产、合理保护太空遗产等方面具有重要作用。
② 深空活动强调自由进出深空，核心内容在于充分利用深空，如建立深空基准体系，开展各种遥感或原位科学探测任务；关注重点是避免地球生物污染其他天体以及保护地球免遭
其他天体生物污染。
③ 深空环境威胁指可能对深空活动、深空资源造成干扰或破坏的因素，分为自然威胁、人为威胁两类：前者是深空空间辐射等环境造成的威胁，后者表现为人类日益发展的深空活动导致的深空环境污染问题。
图1 深空安全涉及的基本方面与重点方向
深入研究深空安全问题，符合国家战略需求，对提升航天科技水平、空间安全保障能力具有重大意义，也是航天强国建设的标志性活动，兼具理论与现实价值。
三、深空安全重点方向与发展历程
（一）空间辐射
深空安全的主要辐射威胁来自银河宇宙射线、太阳质子事件等。空间辐射可致航天员产生严重的辐射损伤，增加中枢神经系统患病、急性辐射症状等风险。深空探测设备中的集成电路对辐射较为敏感，当高能量的宇宙辐射粒子穿透航天器的防护材料并入射到集成电路
的敏感区域时，可导致集成电路出现错误甚至永久损伤，从而影响太空舱和空间站设备的正常运行。因此，空间辐射威胁是影响深空探测尤其载人深空探测任务实施的重要因素之一，有效开展空间辐射防护是确保航天员健康、深空探测任务顺利实施的必要措施。模杯
虽然国际上完成了诸多深空探测工程任务，科学家也在深入研究空间辐射防护策略，但因空间辐射环境的独特性与复杂性，目前的辐射防护技术体系仍然不够完善。中国国家航天局、美国国家航空航天局（NASA)、欧洲航天局（ESA）以及各国的航天医学研究机构均给予高度关注。例如，在NASA修订的“战略性空间技术投资计划”（2015年）中，空间辐射防护、空间辐射缓解等技术被列为核心技术以及探测任务实施前必须解决的重要问题。
（二）行星保护
行星保护指在深空探测活动中采用相应保护措施，使地球及地外行星天体的生态环境免受外来干扰的行为。早在人类开展太空探索的初期，行星保护的观点就应运而生，旨在避免出现其他天体生物与地球生物交叉污染的情况。
行星保护是实现可持续深空探测活动的重要影响因素，发展主要分为5个阶段。
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第一阶段为定性分析阶段。1958年国际空间研究委员会（COSPAR）成立，对行星保护划分了相应的防护类别和等级；联合国和平利用外层空间委员会（COPUOS）随后成立。这些组织主导开展了行星保护的早期研究。
第二阶段为“空间条约”阶段。1964年COSPAR制定了第一个量化的行星保护目标，《关于各国探索和利用包括月球和其他天体的外太空活动所应遵守原则的条约》（1967年）随后被提出；一些国家和组织相继制定了各自的行星保护准则及政策，行星保护成为开展深空探测任务的国际共识性行为。COSPAR针对伦理问题展开研究并颁布了相应的政策和法规，但因当时复杂的国际关系而未能有效实施。
第三、四阶段均为“外空软法”阶段，指国际社会在外空探索中形成的不具有法律约束力但能产生实际执行效力的法律规范。第三阶段指20世纪80—90年代的“外空软法”起步期。经过前期各方的博弈以及行星保护实践的推动，各国认识到仅依靠条约的约束来完成行星保护目标是不现实的，多数国家倾向于将内容上更具象而约束力相对弱的联合国大会决议以及COSPAR政策作为首选。第四阶段指从1995年起历时约20年的“外空软法”发展期。在起步期的基础上，国际上出台了各方一致支持的文件，如《关于开展探索和利用外层空间的
国际合作，促进所有国家的福利和利益，并特别要考虑到发展中国家的需要的宣言》（1996年） [18]为《关于各国探索和利用包括月球和其他天体的外太空活动所应遵守原则的条约》的基本原则提供了更明确的表述，但在相关利益集团冲突的背景下，最终版本仍具有灵活性和不确定性；《与和平开发和利用外层空间相关的国内立法建议的决议》（2013年）建议各国制定国内空间法，呼吁各国在探索深空时履行其行星保护的义务。
第五阶段是指近年来各主要航天国家启动的国内立法阶段，暂无明确的时间划分。截至2021年年底，约有25个国家完成了国内空间立法。然而，国际空间立法仍处于初期阶段，需要进一步发展和完善。
