技经观察丨美国白宫发布《国家地月空间科技战略》，为建设地月生态系统奠定基础

2022年11月，美国白宫科技政策办公室发布《国家地月空间科技战略》文件，提出美国将基于太空优先框架，指导其负责任、和平和可持续地探索和使用地月空间，提升美在地月空间科学、探索和经济发展活动方面的太空优势。该战略是美国政府推进探月科技发展的首次尝试，也是美国太空优先事项之一。

《国家地月空间科技战略》为实现美国在包括月球在内的地月空间保持领先地位提供了愿景和第一批科技目标。促进科学发现、经济发展和国际合作对于维持美太空优势和领导地位至关重要。为实现这一愿景，美国政府制定了以下四项关键目标。

一、鼓励科技研发，实现美国在地月空间的长期发展

为了释放开发地月空间的益处并为人类在太空中的未来奠定基础，该目标包括以下三个子目标。

促进人类在地月空间长期驻留和生存。美国致力于研发使人类能够在地月空间长期驻留和生存的能力和技术，并为未来载人火星及更远深空任务提供支持。例如，一是美国政府将支持轨道和月球表面技术的发展以及其他可扩展的能力，包括可加油月球着陆器、空间环境控制和生命维持技术、月球表面动力系统、移动和辐射太空服等。二是美国政府将对月球资源进行评估，推进对月球资源能力的研究、开发及演示，包括资源表征和勘测、利用原位材料制造设备组件、自主装配结构以及处理水、氧等有用分子等。三是美国政府将开展减轻空间环境对人类造成的负面影响的相关研究，包括辐射对机组人员工作和健康的影响、微重力影响等。四是美国政府将鼓励深空载人探索和永久居住相关的社会科学领域研究，诸如人类向空间扩张的指导伦理、空间发展的长期合作模式以及空间社区的公平治理结构等。

推进月球科学的发展。美国政府将推进研发空间技术，并制定额外的实践和指导方针，使近侧、远侧和极地月球科学成为可能。其中包括开发月球远侧射电天文学技术、发展空间科学仪器、研究月球表面环境对设备的影响、月球极地地区等潜在资源富集区域探测能力以及增强地月空间通信能力等。此外，美国政府将与盟国和国际合作者协商，建立和维护一个“以地月为中心”的科学目标概要，包括确定美国探索地月空间优先事项以及更广泛的空间科学利益。该概要将成为指导美国政府计划的月球研究和技术发展的主要因素。

进行长期太空人才储备与培养，持续推进地月空间部署。文件肯定了学术界在太空探索中发挥的重要作用，并指出美国政府将加大对大学实验室和学术机构的投资。美国将围绕太空领域科学、技术、工程、数学（STEM）人才培养，明确自身在太空发展道路上的短板与优势，做好相关专业学习与教育的职业道路和准备，扩大相关专业领域的参与和就业机会。一是鼓励专业机构和高等院校投入与太空科技相关的STEM教育。二是做好相关领域人才储备，鼓励更多求职者进入太空科技领域。三是营造多元化公平的太空科技环境氛围，包容更多专业领域人才加入太空探索领域。

二、扩大地月空间中国际科技合作

国际间科技合作有利于贯彻太空负责任行为，为构建和平、可持续的地月空间生态系统奠定基础，从而实现人类和航天器等在地月空间内的长期活动与存在。为推进月球科学和地月空间的协同发展，美国将在以下两个方面寻求合作。

提案并领导制定“国际月球年”概念。美国将牵头设立并实施“国际月球年”（ILY）概念。该概念或将借鉴国际极地年(IPY)、国际地球物理年(IGY)和国际太空年(ISY)等历史范例。美国通过设立ILY，可促进国际间地月空间科技协同发展，如月球数据中心的协调使用、基于月球的协调研究(如月球地球物理网络、太阳科学和远侧射电天文学)以及空间内长期联合驻留能力。ILY还可通过展示如何开展活动以造福和符合包括发展中国家在内的所有国家的利益，同时提高透明度并在登月实体之间建立信任和合作。

为地月空间安全的航天飞行提供一系列技术基础。随着地月空间航天活动的迅速增加，美国政府将领导开发地月空间和月球轨道安全和可预测操作的最佳实践。美国政府将与标准开发组织合作，支持开发与碎片减缓、最大限度地减少月球着陆喷出物的危害、寿命终止操作、事故报告、避免碰撞、航天员搜索和救援、无线电频率干扰以及其他与飞行安全相关的事件相关的最佳实践。美国政府还将确保为现有和未来地月空间活动安全问题或紧急情况提供通信能力支持。

三、增强地月空间态势感知能力

空间态势感知是在地月空间运营的所有实体实现透明化和安全运营的必要基础。例如，空间态势感知数据帮助卫星运营商避免与其他卫星或碎片碰撞，支持会合和接近操作，并能够识别异常、不负责任或潜在危险的航天器操作和重大空间气象变化。美国政府将深入研究日益频繁的人类活动对地月环境带来的长期影响，并在地月空间维护一个安全和可持续的环境。该目标包括以下四个子目标。

基于当前空间态势感知能力向地月空间扩展。地月空间作为美国向深空探索的下一新疆域，需明确该空间内实现态势感知的条件要求、优先级和现有技术差距，逐步将当前空间态势感知能力扩展到地月空间。美国将支持研发可推进地月空间态势感知的技术和服务，包括改进监测方法和更好地了解地月轨道系列和航天器动力学。同时，美国应寻求与所有在地月空间中的运营实体达成合作，以尽快明晰当前空间态势感知能力差距与地月空间中的新感知要求。

改进现有地基传感器，并研发适应地月空间的新型天基和月球表面传感器。美国欲提升空间态势感知能力，需优先明确地基、天基和月球表面传感器信息传递架构，利用现有信息传输与态势感知模式，研发和优化适合地月空间态势感知的新型信息传输方式。美国政府将支持展示针对地月空间优化的新型、经济高效的地面传感能力，并继续为地月空间态势感知开发和测试天基传感器。同时，美国政府将与商业部门达成合作伙伴关系来降低地月空间态势感知成本，积极推动空间态势感知信息融合。

加强国际合作和数据共享，并制定相关标准。随着人类在地月空间活动日益增加，美国政府将寻求国际合作者、商业部门以及相关学术机构联合研究和开发新空间态势感知标准，包括使用相同语言进行交流、规范参考系统标准和统一数据共享方法。同时，美国政府将继续共享空间态势感知信息，并向国际合作运营伙伴提供空间航行安全基础服务。同时，商业开放数据平台将为各政府、商业、学术机构提供地月空间态势感知数据和共享服务。

开发完整的地月天体目录。美国政府与各国、商业等合作伙伴需统一航天任务科学数据标准，规范格式框架，以确保兼容性。为此，美国政府计划与商业实体展开合作，共同开发并维护一个完整的地月空间天体目录，其中包括自然天体和人造天体名称、有利于科学研究和技术研发的物体信息、甚至是卫星运营商的计划安排和行动轨迹。

四、提高可扩展和可互操作的地月空间通信及定位、导航和授时（PNT）能力

美国政府将基于可扩展、可互操作和安全的手段进行地月空间中通信和PNT基础设施建设，以实现国际合作化和可持续营运的地月空间通信生态系统，促进太空商业活动发展，降低准入壁垒，并为推进地月空间负责任和可持续的活动提供早期技术基础。为了实现这一目标，未来的潜在需应考虑所有在地月空间规划活动的利益相关方。该目标包括以下三个子目标。

积极进行基础能力建设，构建灵活地月空间探索架构。除了网络通信和PNT，美国还应注重绘图、空间和月球表面运输、无线电频谱管理、原地移动、月球表面发电和储存、月球资源利用、搜索和救援以及空间态势感知等基础能力建设。

保证美国政府地月空间活动能力可扩展性和互操作性，支持与商业和国际参与侧进行协同。美国将领导研发与制定具有可扩展性和互操作性基础设施和技术标准，包括地月空间PNT标准、无线电和光学通信标准、与天体和地球参考系相联系的月球参考系标准、航天器安全和救援标准、地月空间轨道信息格式和传播模型标准。基础设施的改造应重视传感、测距和定时技术的现代化和扩展，以使新的天基行动能够与现有基础设施相结合。

协调地月空间活动与现有太空活动间的关系。可在包括行星防御、空间气象研究和监测、轨道碎片减缓以及天基和地基天文学等在内的现有太空活动的此基础上逐步扩大业务范围，向地月空间活动延伸。

五、结语

上述四项关键目标都将支持美对包括月球在内的地月空间负责任、和平和可持续的探索和利用的愿景。地月空间技术的先行研发可促进世界领先的科学发现，为落实负责任和可持续的空间活动奠定基础，促进和平利用空间。国际间科技合作可促进相互协同，发展负责任的做法，使人类可在包括月球在内的地月空间中长期存在。将空间态势感知扩展到地月空间为促进和维持负责任的航天实践创造了必要的基础。最后，通过可扩展和可互操作的方法实现所需的地月通信和PNT能力，建立基于共同价值观合作的早期技术生态系统，并推进负责任和安全的航天实践。

作者简介

云仲伦 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究六室，助理分析员

研究方向：航空航天领域形势跟踪及关键核心技术、前沿技术研究

联系方式：[e-mail]

作者简介

张嘉毅 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究六室，副主任

研究方向：航空航天领域形势跟踪及关键核心技术、前沿技术研究

联系方式：[e-mail]  [e-mail]

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编辑丨郑实

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