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获取太空空间的矿产和能源资源

1 引言

1969年7月21日,尼尔·阿姆斯特朗成为登月第一人。这一历史性事件也标志着,在冷战背景下的一项技术和工业竞赛达到顶峰。2022年底,旨在重返月球美国阿尔忒弥斯计划(Artemis)完成第一阶段测试任务,也说明大国间的“登月竞赛”进入到全新阶段。(译者注:阿尔忒弥斯计划将分三个阶段进行:首先,在2022年1月发射无人驾驶的阿尔忒弥斯1号实现绕月飞行。接下来,美国航空航天局计划一次载人飞行的阿尔忒弥斯2号,在2024年将航天器定位在绕月轨道上。最后,计划在2025年让阿尔忒弥斯3号携带HLS月球模块,帮助两名宇航员再次登月)

不过,此次登月本身已不再是唯一目标,而是作为探索、开发和利用更远的空间资源(ressources spatiales)的一个跳板。更加不同寻常的是,2014年,经过10年65亿公里的旅程,欧洲空间探测器罗塞塔(Rosetta)进入了围绕丘里彗星的轨道。几周后,它释放了一个将在彗星上着陆的小型登陆器菲莱(Philae)。至此,人类掌握了将人或机器人运送到月球和其他天体表面的基本技术。

在此技术能力的基础上,一系列的问题也随之产生:我们能否在更远的环境逐步实现“人类殖民”,并且获取那里的资源?除此之外,陆地上的政治、经济、商业和社会模式能否再扩展到外太空?毫无疑问的是,一个新的疆域正在形成,提供了无限的潜力,也提出了新的挑战,而最主要的依然是当前空间技术和人体生理条件的局限性。

将上述问题细化,也关系到我们获取太空资源所做政治和预算打算的优先次序:到底是什么“空间资源”?它们可以被用于什么目的?它们是陆地资源枯竭后的备选,还是现在就要使用它们,以维持当前的社会模式?就地开发它们,是探索遥远宇宙的先决条件吗?开发它们是否有利可图?这将对环境产生什么影响?我们将需要哪些知识和技术?地缘政治和经济上的利害关系是什么?它们会产生新的紧张和冲突吗?风险收益率是多少?什么形式的合作是可能的?人类,无论是以国家还是私人企业作为行动主体,是否有权利开发存在于太空的自然资源?先行制度框架是否足以开采这些资源,还是说需要实质性、有约束力的改变?

可以说,这场新的地外竞赛或许是陆地世界上许多地缘政治挑战的另一种表达。获得空间资源可以缓解地球上正在出现的一些短缺,同时进一步鼓励深空探索,帮助在某些天体上建立永久基地;此外,利润前景也可能吊起商业主体的胃口,也必然让人联想到空间资源开发可能带来的污染。在这个不断发展的背景下,私营主体也在国家法律的支持下,推翻长期以来被冻结的国际空间法律秩序。

2 空间资源:政治、安全和商业利益

太空探索已表明,大气层外是存在资源。尽管主要的太空法律暂未对此做出全面定义,而人类也没有获得对太空的详尽了解,但在星际空间中和天体上,的确存在大量对人类有用的资源。战略兴趣和贪婪也由此产生。

在星际空间中,无形资源首先是以轨道和频率的形式存在,而这些都在国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)的主持下进行分配的。例如,仅仅是轨道,就已引起重大的法律问题:由于它们不被独占,每一次卫星发射都需要国际电信联盟的事先授权才能使用有关轨道。如今,这两种无形资源的管理,已导致一些紧张局势乃至可能的冲突,因为经济和技术最先进的国家往往能优先分配到这些资源。此外,由欧洲航天局(ESA)发起的Solaris研究项目,也开始评估星际空间资源开发的技术可行性和经济利润,以及其对解决地球资源危机的影响。而在环地轨道空间内,太空旅游等一系列商业活动已经发生。

在离地球最近的星体上,特别是与其地下资源开发相关的地理分区问题,正是当前的法律辩论热点。近年来的研究显示,在长期位于月球两极、处于太阳阴影下的大陨石坑中存在大量固态水,其中60%位于月球南极的众多微坑中;一些专家甚至表示,月球每个极点的水量在1亿至10亿吨之间。此外,月壤(régolithe lunaire)中可能含氧气,并且有高达250万吨的大量氦-3储备。氦-3这种非放射性同位素,在地球上很罕见,可以作为未来核聚变反应堆的燃料,尽管当前尚不具备有利可图的开发技术。此外,天体上还具备很可观的矿石(铁、铂、镍)储备,而美国和欧洲的航天器还在火星上发现了水和冰。

这些资源将为今后的分阶段深空探索铺平道路,并确保人类在月球或更广阔太空中的持久存在。在这个意义上,水是建设月球基地的一个重大挑战,它可以由极地火山口中的冰来供应。同样地,月壤可以用来为宇航员建造有用的栖息地和其他建筑。一般来说,就地取材的成本会显著低于向空间运送材料和能源。

对此,美国航空航天局提出了“就地资源利用计划”(In Situ Resource Utilisation,ISRU)。然而我们并不知道可能找到的不同资源,目前的关注重点还是生产燃料如甲烷或氢气,而接下来则需要探索以下四个问题:探明当地的各种资源、知道如何开发这些资源、控制环境、确保项目的可靠性。工程专家皮埃尔·亨里凯(Pierre Henriquet)以金属小行星Psyche(直径约200公里)举例,指出其质量约50%都是金属,包含相当于全球数百万年的铁和镍产量。

如果明确了资源开发的需求和盈利前景,下一个问题就是如何将这些它们带回地球,这也涉及诸多伦理和法律问题。例如,《外层空间条约》(Outer Space Treaty,全称为《关于各国探索和利用包括月球和其他天体的外层空间活动所应遵守原则的条约》)第2条禁止“对大气层外的空间进行任何侵占”。然而,这条规定可以有多种不同解读方式,其中一些解释甚至认为,融化冰块以获得水都可以被视为“侵占”(appropriation)。

因此,月球似乎将是未来载人火星任务的一个必经之地,它也代表了一个能消耗更少燃料的发射台,并将加速前往太阳系其他目的地的载人任务。此外,一些专家甚至认为,月球可以作为宇航员的训练场,并在此建立一个永久的、人类常驻的科研基地。虽然不同天体的环境有所差异,但月球也能像全年有九个月冬天的南极科考基地一样,为测试各种太空设备提供机会,如通讯器材、载人车辆或永久基地的运营。

更重要的是,月球上的资源可能有助于建立长期的人类“殖民地”。虽然没人真正知道在月球上进行采矿活动的可行性或盈利性,但如美国行星协会(Planetary Society)等利益集团,已经开始相关的游说和宣传。具体而言,美国航空航天局已计划在月球极点设立基地,因为即便不计较资源分布、开采成本和商业利润,这里的水资源也对人类存在至关重要。

3 地缘政治:从陆地延伸到外太空

“我们拥有重返月球的技术,并将重申美国在人类太空探索方面的领导地位”。时任美国副总统彭斯在2019年3月26日的国家空间委员会第五次会议上的发言提醒世人,太空依然是日益增长的人类雄心和国家竞争的核心,任何前往其他天体的载人任务都是一种权力象征。

“空间和地缘政治之间的关系说明了一种双重运动:‘征服太空’同时是象征性的和实际的权力主张,这都将对国内宣传和国际声誉做出实际贡献”。法国国家科学研究中心(Centre National de la Recherche Scientifique,CNRS)主任伊莎贝尔·苏尔贝斯-韦尔格(Isabelle Sourbès-Verger)强调说,“现代媒体对成功事件的高度追捧还将放大这种效应”。航天已经离现实越来越近,近年来的技术发展也让更多政府和私人主体能进入太空。如今,已有70多个国家拥有自己的在轨卫星,但其中只有12个国家拥有进入太空的主动权。更重要的是,事关月球和火星为目标的新太空计划显示,深空正成为太空大国的一个新的战略重点。

月球相关计划为例,天体资源开发和载人任务往返深空,正牵动诸多地缘政治问题。首先,地球上对于“领土”和资源所有权的各种争端将在月球上重现。2020年4月6日,时任美国总统特朗普发布了一项行政命令,直接表示美国不承认外层空间是“全球公共资源”,揭开了地球大气层外资源归属的潜在争议。其次,往返月球涉及大量财政预算,但疫情带来的持续经济影响也对项目前景带来不确定性。例如,美国航空航天局针对2021-2025年阶段阿尔忒弥斯计划的280亿美元预算只能保证运行到2024年,其中160亿将专门用于月球登陆舱。此外,具体的航天项目实施往往还将需要多国的技术和后勤协调。

国内政治也将扮演重要角色。在上世纪60年代,阿波罗计划作为大国竞争的焦点,一开始就得到两党拥护。然而,当今同样昂贵的阿尔忒弥斯计划也很容易受到美国国内党争的波及。相比之下,中国自2003年就通过月球探测计划,成功地建立了相对完善的政治支持体系。最终,国内因素也将反映在“登月竞赛”的进度和结果上。

▍私人主体:加速空间资源的开发进程

虽然航天部门曾是政府的专利,但近年来出现的私人企业家可能会改变这一局面,同时也意味着相关的现行法律制度需要进行审查和调整。

2015年11月25日,美国时任总统奥巴马签署《美国商业航天发射竞争力法案》(Commercial Space Launch Competitiveness Act),规定从事小行星或空间资源商业回收的美国公民,将有权根据适用法律并在符合美国国际义务的情况下占有、运输、使用和销售空间资源,这正是美国在就地资源开发领域迈出的重要一步。此后,美国政府将可以授权一个公民销售他所获得的资源,而不授予其包含这些资源的“土地”或空间所有权;换言之,问题焦点转移为“开发”而非“占有”。特朗普政府在2020年4月6日公布的行政命令更提供了明确的政策路径,鼓励“对空间资源的恢复和使用提供国际支持”。

此外,自2010年代初以来,“小行星采矿”话题已经形成过一次投机泡沫。2016年,美国行星资源协会得到了的5000万美元的私人投资承诺,以期成立相关公司从事相关业务。最终,承诺的资金未能落地,这家初创公司也未能实现原定开发计划,2018年,另一家专门区块链公司ConsenSys收购了该公司,并缩减了最初项目的雄心。针对“月球开发”的话题,美国公司Moon Express已经筹集了6550万美元用于商业航天业务,而日本公司Ispace则筹集了1.222亿美元用于开发月球资源。

面对新一轮商业航天投资热,我们必须要思考如下问题:这只是一次投机炒作,还是一个长期战略的必要过程?这些被投私人企业能否为未来的太空秩序提供不可或缺的贡献?

就太空采矿而言,当前的问题焦点是如何实现整个开采周期内安全和稳定的权利保障。卢森堡、美国、阿拉伯联合酋长国和日本已经完成立法,对空间资源开采做出规范要求,进而为设在这些司法管辖区的太空采矿公司提供使用权保障,并配套相关税收、特许权使用费和其他治理措施。此外,《联合国海洋法公约》(UNCLOS)也可以作为外层空间治理模式的参考,其设立国际海底管理局(International Seabed Authority)作为国际监管机构,负责在特许权使用费的基础上授予深海采矿合同,并且这些特许权使用费必须在地球上所有国家之间公平地分配。

如果在使用权保障和税收制度这两点上具备明确的框架,并且有足够的开发技术支持及资源销售前景,太空采矿项目才具备真正的可行性和可信度,并能借此吸引相关投资。

空间本身也正在经历私有化进程。在英文网站moonestates.com上,人们可以像交易其他商业地产一样,购买月球、火星甚至金星上的地块。该网站声称,月球此前没有任何产权,甚至1967年的条约只是政府间协议,但不具备对私人部门的约束。该网站还指出,相比日渐稀缺的地球土地,无论其他天体的地底资源储量多少,都具备更丰富的经济潜力及利润前景。

4 环境问题:空间资源开发的污染与治理

大力开发空间资源所造成的污染问题,正逐渐凸显。《月球协定》(Agreement Governing the Activities of States on the Moon and Other Celestial Bodies,全称《关于各国在月球和其他天体上活动的协定》)包含一些环境条款,旨在防止来自地球的生物物质对这颗天然卫星造成污染。(译者注:1967年的《外空条约》尽管没有直接提到生物物质的概念,也规定了后向和前向无污染的原则。此外,空间研究委员会COSPAR提出的行星保护政策,也得到各国政府的密切关注。目前,已有两个可能污染月球的例子,一是阿波罗任务期间遗弃的有机废物袋,二是2019年4月以色列探测器Beresheet在月球上坠毁,该探测器携带具有重要生存能力的微小生物体)无论进行空间开发的活动的性质如何,都必须预见到污染问题:卫星通信、深空观测、科学探索、资源开发,这些对外层空间的利用都可能改变环境,而所有的后果又难以在短期内为人所知。例如,由于旧卫星、反卫星试验、消耗性发射器产生碎片正在地球轨道上扩散,这些都增大了活动卫星或国际空间站的碰撞风险。此外,发射器燃料、资源开发等也会对天体表面和空间带来一定污染。

如果仅仅以大规模经济活动为主,污染问题很可能加速扩大并不可逆转。毕竟,这种经济活动的主要目的就是寻求利润,并且希望在一个新兴或者尚未存在的市场(如商业航天)上取得主导地位。这也揭露了一个事实:某些公共利益目标并不总是由公共当局垄断。因此,太空环境治理需要在一开始就注意到商业行为可能造成的影响,并且为政府和企业提供了新的合作形式。法国的公司法改革呼应了这一现实,从2019年起,法国公司法承认商业公司有可能受益于“有使命的公司”的地位,使其能够追求不完全是经济性的目标,而是追求具有社会或环境等公益性质的目标。

此外,太空的特殊性质也导致这里的环境治理有所不同。太空活动是在一个具有高度风险的恶劣环境中进行的:航天器暴露在太阳风和太阳耀斑下,并且受到相当大的温度变化和强烈辐射。为此,阿尔忒弥斯计划包括一个专门的LunaNet架构,用于促进地球和月球之间的数据传输,特别是实时提醒宇航员注意太阳耀斑的发生,来保障月球活动的安全。此外,月壤表土是一种细小的悬浮尘埃,非常粘稠,具有研磨性,这也是人类和设备是“噩梦”(译者注:在火星上,机器人的太阳能电池板在2022年5月被灰尘覆盖,导致任务时间被明显缩短) 。

更重要的是,空间是没有边界的,1967年的《外空条约》没有规定的起点。每颗卫星可以设定自己的路线,这完全由天体力学决定,并与地面、海洋或空中环境的运动路线完全不同。即使肯定了航行自由,也无法按照现行的航空法或航海法进行管理。

值得一提的是,太空环境净化本身就能成为一种经济活动。例如,成立于2013年的日本公司Astroscale认定“清理”空间的技术是发展其他活动的先决条件,并已经在新加坡、美国、英国和以色列建立了子公司。此外,欧洲航天局提出ClearSpace-1任务的独特倡议,并与瑞士公司ClearSpace SA合作清除其自身活动产生的太空碎片。

5 登月项目:搭建获取空间资源的技术和法律平台

未来几年里,主要的航天大国都在通过月球计划以评估其综合能力,以期进入太空探索的下一个阶段,即火星之旅。

太空国际法是现行秩序的核心。目前,月球受两个国际条约的管辖。第一个是1967年10月10日生效的《外空条约》,并得到了大部分国家的认可。它规定了一般原则,使探索和利用外层空间,包括月球和所有天体,成为“全人类的特权”,而任何人都不得占有一个天体的全部或部分。天体通常被认为应该“共同使用”,必须服务“共同利益”,因此一些专家将其描述为“自然界的共同遗产”。(译者注:根据1967年条约第1条,探索和利用外层空间,包括月球和其他天体,应是为了所有国家的利益,而不论其经济或科学发展阶段。)然而,空间资源的地位其实并不明确,因为它们没有被普遍定义。外空条约提到了不征用月球和其他天体的原则,但现实中却有两种解释:一方面,禁止占有天体(或天体的区域),但仍有可能占有其组成的资源;另一方面,禁止占有天体和其组成的资源。

第二个条约可以追溯1984年7月11日生效的《月球协定》,其试图使上述原则现代化。但它只得到了大约20个国家的批准,在实操中用处不大。美国和俄罗斯等主要航天国家认为该协议限制性太强,都不希望参加。因此,按照各国的国内法律,它们不需要国际社会的同意就可以对月球进行商业开发,甚至在那里建立基地,而国际社会只能提出抗议并质疑这种行动的合法性。

因此,上述两个条约关于在“天体本身能否被征用的原则”依然保留了争议,但却没有对空间资源提出明确约束。换言之,所有主体都可以获得其提取到的任何空间资源的产权,并在一个受管制的市场上出售。虽然月球协议提到“为科学目的收集的资源”不能免费或有偿出售,但实践却已经逐渐绕开或摆脱这种情况。

法律学者和从业人员并没有过多质疑国际空间法的主要原则,但新兴的私人主体和太空探索项目,却会从实质上改变现行制度。仅就地球上的自然资源问题,法律上就存在各种不确定性迫切需要进行澄清,在外太空问题更甚。例如,外层空间,包括月球和其他天体,可由所有国家在平等的条件下,根据国际法自由探索和使用,即天体的所有区域都可以自由进入;此外,各国不能通过宣布主权,或通过使用或占领,或通过任何其他方式占有外层空间(1967年外空条约第2条)。然而,当前各种所有权的存在事实,必将在未来产生大量的投诉和索赔纠纷。

1967年条约第2条没有阻止空间活动的开展,更没有排除未来对资源的使用。因此,只能通过有关国家自行对其国民,包括私人行为者的活动负责。为此,外空条约第6条规定,每项活动必须得到缔约国的授权和持续监督。当涉及到未来对自然资源的使用或开发时,这些条款将适用,指定国家必须行使其主权对相关行为进行授权和持续监督。

6 阿耳特弥斯协议:要让美国做法成为国际通识?

美国正在以阿尔忒弥斯计划为基础,与各个项目参与国签署一系列双边协议,并塑造国家太空法与相关国际条约的新秩序。相关的协议文本规定了各种太空行为标准,号称会尊重并遵守预先存在的各种多边条约。具体而言,该计划希望在2024年前再次实现载人登月,并将美国的太空愿景落实为国际制度。

事实上,美国曾明确拒绝签署1979年的《月球协定》,正是因为该协定将月球及其自然资源定性为“人类的共同遗产”,而这一概念包括不征用原则,尽管其并没有排除在尊重国际法的基础上进行规范的开发。相反,阿尔忒弥斯计划将深刻地改变国际太空法发展的历史进程,因为它们与传统的多边空间治理传统背道而驰,突出坚决的单边转向。这种做法类似于一种帝国主义,其技巧是通过创造先例来强行修改和发展国际规范。

《阿尔忒弥斯协议》是美国一系列航天倡议的结果,该倡议于2015年由《商业航天发射竞争力法》发起,并由2020年4月6日第13914号行政命令转达。它们规定了十项基本原则,以指导美国的“月球可持续探索计划”。该计划包括组织定期任务,最终在月球上建立一个永久站。由于美国不是《月球协定》的签署国,所规定的原则不仅能够适用于月球,也规定了在火星、彗星和小行星上,以及在月球或火星的轨道上进行的表面和地下活动的法律框架,并且明确对签署国的约束力。

美国的做法虽然未能赢得更多国家的支持,但的确是从现实的国家(美国)利益出发,并且得到外交话语和国际媒体的肯定。毕竟,必须对现行条约体系做出调整,才能顺应当前空间活动要求。美国有这样一种观察:空间活动正朝着技术、贸易和市场的方向发展,但创始条约容易导致过度的限制性解释。就美国人而言,外空条约第2条并不禁止其对空间进行商业开发(包括获得空间资源),但它确实阻止空间“被国家占有”并作为一种主权要求。

各国针对月球和其他天体上活动的协议,无法约束美国人,因为他们不是月球协定的签署国。更重要的是,美国人坚称,起草新的国际条约的条件还没有达到,因为无论是在技术、政治还是经济领域,相关条款迅速过时的风险很高。当前,联合国和平利用外层空间委员会(COPUOS)会定期审查相关问题,但针对具体商业行为的立法工作进展缓慢,而各种从现实中产生的解决方案则有利于协商和处理问题。

此外,美国航天局和美国国务院决定制定新的规则,特别是建立“安全区”,即一个国家要求其他国家不要干扰其活动的地理区域。有律师表示,这种先例将成为今后企业开展活动的习惯做法,并且适用于美国人正在计划的永久基地,甚至管理和影响空间交通活动,因为美国空间能力都将定义一个相关的边界。有研究者甚至将这种做法称为“空间地雷”(mine lunaire)。

此外,美国人还特意在阿尔忒弥斯协议中使用“提取/开采”(extraction)而非“占用”这样的术语,以避免引发关注,但事实上法律争端已经发生。第一批定居月球并往返地月的人,也将是最早能开发月球资源的人;如果这是美国人,他们将垄断这些资源,并损害后来者的利益。

到目前为止,已经有23个国家与美国签署阿尔忒弥斯协议,并形成了一种围绕美国的国际财团。2022年6月,美国航空航天局和欧洲航天局签署了合作协议,共同塑造一个空间探索的共同愿景。与此同时,该协议被中国、俄罗斯和德国等国家认为是“不平等的”,而更多国家如卢森堡、阿拉伯联合酋长国、日本、沙特阿拉伯等国则采取最务实的方式,相继开放对空间资源开采的授权。

7 结论

当前,获取空间资源的辩论主要是一个法律问题。在商业航天快速发展的背景下,当前的国际空间法与国家空间法倡议对立。虽然各主体都注意到矿产和能源资源的存在,但其分布和种类尚未被完全确定,开发的条件也缺乏准确评估。私营主体不断宣传和推动空间资源开发的巨大潜力,而国家则看到了政治、经济和战略对抗的新前景。

在这种情况下,与空间资源所有权有关的法律问题必须作为紧急事项加以解决,以避免美国、俄罗斯等大国之间因自然资源而发生“太空战争”。鉴于当前国际太空法的缓慢发展,美国提出的阿尔忒弥斯协议提供了更多现实的指导方针。随着时间的推移和实践的发展,这种类型的协议有可能构成一个普遍的行为准则,甚至可能演变成一个习惯性规范。

当涉及到开发天体的自然资源时,立法者本不应该感到茫然,因为这些问题与海洋法和南极法中的问题相当相似。此外,现行的国际太空发确立了“透明原则”,这也是国际贸易法的一个基础原则,是组织空间活动市场的基石:只有当各国对其国家空间政策、勘探计划和活动保持透明,并承诺公开传播科学信息时,运营商之间的竞争才是公平的,这将导致更具竞争力和效率的 。

在“太空时代”的黎明前夕,太空法学家詹克斯(Clarence Wilfred Jenks)曾基于外空条约的最初精神和不可占有的土地(res communis omnium)的哲学思想提出过一个建议,即成立一个联合国机构负责天体相关的自然资源,并负责授权公司进行开采和开发活动。然而,鉴于目前多边主义的困难,必须寻求另一条道路来恢复大家对国际太空法的信心。因此,自然空间资产的地位需要得到澄清,并鼓励思考并探索一种超越主权权力和私有财产的划分范式。

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