临近空间竞争格局与应对策略丨中国工程科学

临近空间是介于传统空气空间和外层空间之间的独特区域，通常指位于海平面以上20~100 km的区域。临近空间拥有大气稀薄、对流较少、电磁传播损耗低、无降雨和雷暴复杂气象条件的特殊物理环境。基于这些特性，临近空间在通信、导航、遥感等民用领域和情报监视、指挥控制、快速打击等战略领域都具有广阔的应用前景。世界各国重视临近空间领域的战略研究和布局。

当前，临近空间的界定、地位与划分等问题尚无明确的国际法律规范，不同国家和学者也存在不同观点。这些观点和分歧折射出临近空间所处的敏感战略地位，也增加了开展相关临近空间活动面临的法律不确定性风险。

临近空间正在成为继陆、海、空、天、网之后的又一个大国战略竞争的新疆域。如何在临近空间领域及早谋篇布局，在激烈的国际竞争中抢占先机，对于保障国家安全和战略利益、推动高技术发展、提升综合国力都具有十分重要的意义。本文在梳理临近空间概念与特征的基础上，重点分析临近空间发展的焦点领域与前沿动态，研判我国临近空间发展面临的风险与挑战，提出我国在该领域发展的措施建议。

（一） 临近空间的界定

临近空间位于常规飞行领域的顶端和外层空间的底端之间，形成了一个独特的区域，既非陆地、海洋、传统的大气层，也非外太空。目前，临近空间发展虽已得到世界各国的广泛关注和重视，但关于其界定和地位还处于广泛探讨与持续争论的过程中，国际社会尚未形成相关的法律规范，空天划界问题至今悬而未决，这也从客观上增加了临近空间界定的难度。

在临近空间的界定问题方面，国际上主要有3种划界主张和观点。一是按空间划分，通过确定一个具体的高度来划分空间，旨在设定一个明确的物理界限，通常是基于大气层的科学特性，来定义空间的开始。二是按功能划分，基于活动的性质对空间进行划分航空空间和外层空间。根据这一理论，如果某项活动的性质属于航空活动，则应适用航空法；如果属于空间活动，则应适用空间法。三是按照空间功能综合划分，试图结合按空间划分和按功能划分的优点，提出一个既考虑高度又考虑功能的划界方法。这种观点认为，应设定一个基础高度阈值（如冯卡门线），在此基础上，根据活动的具体性质调整法律的适用性。但是以上3种主流的空间划分主张都有着明显的优势和不足，也是学界争相讨论的重点（见表1）。

表1 临近空间划分的主要主张和观点

临近空间的界定，向下要与传统空气空间进行区分，向上要与外层空间划分。与临近空间相关的空气空间和外层空间的定义及划界等问题，作为联合国和平利用外层空间委员会的重要议题至今仍在邀请各国进行讨论。中国、美国、俄罗斯、欧盟、澳大利亚等在临近空间领域具有一定活动能力的国家和地区，表达了各自的观点，且随着技术的发展在不断迭代。我国表示支持相关议题的持续研究，建议针对某一特定航程经过的空间范围，以及该航程是否为和平目的等因素对其适用不同的规则。美国持续认为，没有必要对外层空间进行定义和划分。俄罗斯建议，分阶段完善立法，在第一阶段适用当前法律或者必要时进行综合立法，第二阶段制定关于空气空间和外层空间的法律制度、划界、各种类型飞行器及其操作程序的协商办法并推动纳入国内法规，并在2014年明确提出了以100 km或110 km为限区分空气空间和外层空间的建议。澳大利亚则认为，其现行的国内制度足以处理和管制国内空间活动的实际需要，达成共识比实际确定分界线更加重要，并对其《空间法》进行修订以适用于100 km以上的高空活动。欧盟成员国对于外层空间与空气空间的划分主要有两类观点：第一类观点以荷兰、奥地利、爱沙尼亚、丹麦、德国、法国为代表，认为目前没有必要对外层空间进行定义或划界；第二类观点则是以捷克为代表，认为应当界定外层空间和空气空间的界限，且通过一个国际文书予以统一，从而避免各国国内立法的不一致性以及可能产生的国际争端。

整体来看，全球范围内对临近空间尚无明确的法律定义，其概念和划界还存在较大争议。各国普遍缺少关于临近空间的法律定义和划界法律规范，仅有美国、欧盟、新西兰进行了相关的法律实践探索。美国将距离海平面上方约18.29 km以上的空域称为E类高空，作为国家领空的一部分，但未明确该空域垂直范围的上限，也未明确对该空域的监管制度、飞行制度和责任制度等；将在海平面以上80 km高空飞行的人定义为宇航员。欧盟将距离海平面上方约16.76~20.12 km以上的空域称为更高空域。新西兰将高于海平面上方约18.29 km的空域称为“高空”，视为国家领空的一部分，虽然未明确该空域垂直范围的上限，但明确提出对高空活动实施许可管理。

（二） 临近空间的特征

一是临近空间大气稀薄。临近空间的大气密度低于地面，随着高度的增加而显著下降，在海拔20 km的位置，气压约为5 kPa，相当于地面标准压强的5%；在距地面55 km的位置，气压约为100 Pa，相当于地面标准压强的0.1%；在距地面100 km的位置，气压无限趋近于0 Pa。在此空间区域内，基于空气动升力飞行的航空器和基于轨道离心力飞行的航天器均运行困难，再加上强辐照和臭氧老化等因素，对于飞行活动的相关技术要求十分苛刻。

二是温度变化明显。临近空间的温度变化很大，特别是在平流层和中间层之间，飞行器需要承受极端的温度条件。在20~55 km的区域，临近空间的温度会随着高度的增加显著上升，最高可以达0℃；在55~85 km的区域内，临近空间的气温会随高度增高而迅速降低，最低可降至-83~-113℃；在85~100 km的区域，临近空间的气温再次会随着高度的增加而升高。

三是临近空间的大气运动规律性很强。临近空间远离地表，地形的影响可以忽略不计，很难主动产生足够的动力扰动，其中在50 km以下的平流层高度对流运动很弱；再加上空气比较稀薄，水汽、尘埃的含量较低，很少出现天气现象。

四是特殊空间功能优势。基于临近空间独特的空间环境特征，临近空间平台兼具天基平台的俯瞰优势和空基平台的灵活优势，相较于地球轨道卫星，临近空间信号传输距离短，可用于全天候和高速率无线电网络覆盖、对地高精度监控、对天高精度成像等。

基于以上特性，临近空间特别适合以平流层飞艇、太阳能无人机为代表的低速长航时飞行器工作，以及以超燃冲压和助推滑翔为动力的高超声速飞行器工作，在情报收集、电子对抗、远程预警、快速打击等军用领域和通信保障、遥感成像、平流层高速客运等民用等领域的发展前景广阔。

临近空间拥有广泛的应用前景，是“陆海空天电网”一体化发展的重要组成部分，是国家安全体系中的一个重要环节。临近空间发展关乎制天、制空、制海、制信息等战略领域的博弈，因此临近空间的战略价值引起了各国的广泛关注和重视，临近空间技术成为各国竞相博弈的热点。

（一） 美国

1. 强化顶层规划和发展路线布局

美国在临近空间领域的发展具有起步早、投入大、技术积累深厚等优势。美国制定了一系列有关临近空间发展的规划，包括《2005—2030年无人机系统路线图》《2010—2030年高超声速计划发展路线图》《国防部高超声速计划路线图》《美国空军高超声速试验能力提升计划》《美国空军2035年的核心使命》等，在国家层面对临近空间飞行器的发展作出了系列统筹规划。在顶层规划和军事安排下，美国快速布局了先进高超声速武器计划、高空长航时气球计划、临近空间机动飞行器计划、集成传感器结构飞艇计划、平流层眼飞艇项目等临近空间高速和低速飞行技术发展计划。针对临近空间飞行器，开展了大量飞行试验，以突破关键技术瓶颈，建立一体的态势感知和全球快速打击体系。2024年8月，美国Sceye公司的平流层眼飞艇成功实现跨昼夜飞行，飞行时长共29 h，飞行高度为16~18 km，验证了跨昼夜飞行、受控重新定位以及指定区域驻留能力，表明美国飞艇技术已突破蒙皮材料、囊体耐压、飞行控制等瓶颈难题，取得里程碑进展（见图1）。同时，美国还注重发展临近空间防御技术，加强对反高超声速飞行器方案的投入，包括临近空间目标拦截技术、临近空间目标跟踪探测技术等。2018年起，美国国防部高级研究计划局持续推进“滑翔破坏者”计划，重点关注硬杀伤拦截器，以击落快速飞行的高超声速武器。2024年6月，美国国防部完成中程高超声速导弹飞行试验，标志着美国在研发实用化的高超声速武器方面取得重要进展；2024年7月，美国陆军太空与导弹防御司令部进一步推动高空平台深度传感项目研究。

图1 美国Sceye公司的平流层眼飞艇

2. 完善管理体制和支撑保障机制

美国军事领域的临近空间活动主要由国防部负责管理。美国空军科学研究办公室主要负责和管理美国空军的基础研究，发现和支持可以深刻冲击未来空军发展的基础科学。一方面，美国空军通过资助专题研究的方式，推进临近空间技术的发展，促成空军与大学、企业技术的合作。另一方面，美国空军与美国国家航空航天局联合成立了国家临近空间相关科学中心，以支持基础科学和应用研究，进而推进临近空间工程和应用技术的发展。此外，美国国防部还成立了联合高超声速转化办公室等专门机构，以确保当前和未来临近空间技术项目能够更好地协调发展和顺利向装备转化。在民用领域，美国国家航空航天局、美国联邦航空管理局等部门在临近空间的通信支持、技术研究、商业化指引、空域划分、飞行器发射管理、执照颁发等方面各司其职。美国国家航空航天局设立了探空火箭计划办公室（SRPO），为美国临近空间发展提供亚轨道运载火箭、有效载荷开发和现场运营支持，还设立了气球项目办公室（BPO），推进和发展用于科技考察的高空气球平台（见图2）。

图2 美国SRPO和BPO的项目

总的来看，美国高度重视临近空间的发展，在临近空间战略布局、规划计划、技术积累、法治保障等方面具有明显的先发优势和竞争优势。美国的临近空间发展技术积累深厚，突破了多项关键技术，特别是在高速飞行器方面优势明显；低速飞行器技术取得了快速突破，形成了从顶层规划到具体研发项目的完整布局，并用法律法规予以保障。

（二） 欧盟

1. 制定临近空间发展规划计划

欧盟及成员国重视临近空间的战略价值，发布了“地平线”计划、欧洲太空计划等规划，为高速飞行器、临近空间平台等研究提供资金和政策支持，为欧洲在该领域的跨越发展提供良好环境。德国、法国等国家分别制定了本国的临近空间发展计划。德国于2018年启动了高超声速滑翔飞行器的研制计划，法国先后启动了先进高超声速推进国家研究与技术发展（PREPHA）、高超声速吸气式推进应用联合研究（JAPHAR）、普罗米修斯（PROMETHEE）、试验飞行器（LEA）等研究计划。

2. 加强临近空间关键技术攻关

欧洲通过联合攻关、重点布局等方式，在临近空间领域加快技术突破，重点在高速飞行器发动机、供能、热防护、安全控制、循环能源等技术方面进行攻关，力争实现关键领域的自主可控。欧盟“地平线2020”计划资助的“Stratofly”项目，预计在2035年前将高超声速民用飞机技术成熟度提高到6级。法国组织研制的“V-Max”高超声速核常兼备空地导弹，飞行速度可达5马赫以上；德国航天中心推进锐边高速飞行器项目，重点研究锐边飞行器的气动、结构及热力学性能，相关研究成果也可用于其他种类的高超声速飞行器，如空天飞机等。欧洲航天局主导了多个临近空间平台项目，包括EXPERT、IXV等飞行器验证再入和着陆技术，Phasa-35等高空通信平台。欧洲空客公司研发的Zephyr无人机依靠太阳能运行，已取得单次连续飞行64天的重大进展，突破了临近空间长航时飞行技术。德国启动了“阿尔法”高空平台无人机计划，无人机设计飞行高度为20 km。泰雷兹·阿莱尼亚公司开发的平流层巴士飞艇，即将进入试飞阶段。

3. 探索临近空间运营创新管理

2020年，欧洲空中航行安全组织启动了“欧洲更高空域运营概念”项目，旨在为欧洲临近空间域（更高空域）提供全面的需求分析和运营管理设计，为商业太空运营、高空平台系统、超音速和高超声速飞行器、亚轨道飞行等临空活动提供运营管理规则，主要内容包括空域规划与协调，临近空间交通与空中交通和外空交通管理的互动、应急与危机管理。

整体来看，欧盟在临近空间领域的发展底蕴深厚，政策引领有力，具备较强的科研实力和产业化能力；依托深厚的技术积累和创新实力，在太阳能飞机等低速临近空间飞行器等方面取得快速发展。未来，随着国际规则体系的逐步完善，欧盟在临近空间治理中的地位和话语权将显著提升。

（三） 俄罗斯

1. 加强战略规划顶层设计

俄罗斯依托雄厚的航天工业基础和高速飞行器技术优势，通过持续的战略规划和研发投入，在临近空间飞行器研制、临近空间应用等方面取得了引人注目的成就。自21世纪初以来，俄罗斯陆续发布了《2002—2010年军用无人机发展计划纲要》《2018—2025年国家武器装备计划》《2030年前和2035年前无人机发展战略》等一系列文件，对临近空间装备的体系化发展作出了战略安排，为其发展提供了良好的政策环境。

2. 聚焦武器装备技术创新

在高超声速武器方面，俄罗斯成功研制并部署了“先锋”高超声速滑翔飞行器、“匕首”空射高超声速导弹、“锆石”舰载高超声速导弹等尖端武器；未来，俄罗斯还计划发展体积更小、质量更轻、战斗力更强的新一代高超声速导弹。在临近空间长时驻留方面，俄罗斯积极探索平流层飞艇、太阳能无人机等领域，力争实现对特定区域的持续关注。俄罗斯的Berkut飞艇计划，设计了适用于不同纬度的多种型号，可在20~23 km高度实现通信、侦察等任务。

3. 积极拓展民用商业应用

俄罗斯利用在探空火箭、高空气球等方面的技术积累，积极开展民用和商业应用。“MMR-06”“MR-12”系列探空火箭是全球应用较为广泛的型号，可用于大气环境监测等科研活动；“Thermostat”系列高空科学气球可执行临近空间科学观测任务。俄罗斯还尝试利用临近空间开展太空旅游，2016年成功将游客送入临近空间。

4. 强健基础人才智力支撑

俄罗斯具备较好的临近空间人才培养和科研基础能力。俄罗斯高校中广泛设置了航天专业，可以为临近空间研究持续输送高水平人才，相关科研院所可以为临近空间器研制提供材料、动力等关键技术支撑。

整体来看，俄罗斯凭借全面的战略规划、前沿的技术优势、拓展的应用场景以及扎实的人才科研基础，跻身临近空间领域领先梯队，在高速飞行器技术发展方面积累了丰富经验，具有发展优势。未来，随着临近空间政策法规的进一步健全和研发能力的持续提升，俄罗斯还将形成更强劲的竞争力。

我国在临近空间“硬实力”方面处于全球第一梯队，在临近空间的认知深度、抵达和驻留临近空间的能力、对临近空间的有效利用等方面具有发展优势，特别是高超声速飞行器、平流层飞艇关键技术指标达到或接近世界先进水平，为获取临近空间发展主动权提供了坚实基础。同时，当前全球临近空间发展尚处于规则空白阶段，也为我国提出有利于国家利益和价值追求的临近空间全球治理方案提供了战略窗口机会。但是，我国临近空间发展的战略设计缺乏系统研究和统筹安排，还面临诸多风险和挑战。

（一） 临近空间发展面临的风险

1. 国家安全风险

临近空间面临的国家安全风险指其他国家、组织或势力的临近空间活动对我国国家安全造成的风险。威胁国家安全的临近空间活动包括以下几类：一是其他国家、组织或势力在我国领土上方的临近空间，开展威胁国家安全的临近空间活动，如开展侦察、监视等活动；二是其他国家、组织或势力在临近空间开展的针对我国领土、领空、领海或临近空间资产、太空资产的干扰、破坏、攻击等活动；三是我国组织或个人在临近空间开展的商业、民用活动，可能威胁国家安全的，如未经许可向境外提供临近空间获取的与本国有关的数据活动。

2. 飞行安全风险

临近空间飞行安全面临复杂的环境条件、交通碰撞隐患、技术不成熟、法规缺失等多重风险挑战。一是复杂恶劣的自然环境条件给飞行器设计制造和运行维护带来严峻考验。临近空间飞行器面临表面或昼夜温差大；臭氧浓度分布不均，会对材料造成腐蚀；强紫外线辐射等复杂条件。二是由于临近空间是航空、航天活动的交汇区域，临近空间飞行器在其起飞、航行和降落的阶段存在与航空器、其他临近空间飞行器、航天器及运载工具相撞的风险，威胁飞行安全及地面人身财产安全。三是当前临近空间缺乏统一完善的国际航行规范，各国依据国内规定开展活动，容易产生管理盲区，易产生飞行冲突，面临飞行安全风险。

3. 技术迟滞风险

临近空间飞行器研制基础性强、创新性强、技术挑战大，技术发展和应用依赖从国家层面进行有组织、成体系地攻关推进。我国临近空间飞行器技术虽然取得了积极进展，但受临近空间飞行活动组织难度大、协调程序复杂、空域保障难、政策法规缺失、他国舆论施压等影响，研制节奏慢、测试验证频次低、技术迭代缓慢、转化应用困难，易造成技术发展迟滞，在临近空间国际竞争格局中失去先发优势，在临近空间大国博弈中形成不利局面。

4. 技术突袭风险

技术突袭一般指以独有、颠覆性的技术对敌方作战体系形成压倒性优势。临近空间处于空与天之间，既可以弥补航空、航天的不足，也是全球开展空间开发和应用的新兴战略高地，极有可能成为各国技术突袭的目标空间。受限于人类对临近空间认知与利用的不充分和当前临近空间飞行器技术发展的门槛要求，对手国家可能在临近空间采用不熟悉或想不到的武器装备和技术手段，如超长时驻空技术、高速飞行器技术、精准打击技术、网络空间技术等，对我国带来非对称性风险。

（二） 临近空间发展面临的挑战

1. 飞行器技术挑战

临近空间飞行器大致可以分为高速临近空间飞行器和低速临近空间飞行器，均需要在高空低密度、多变环境下长时间飞行，对气动、推进、材料、控制等技术提出了极高要求。高速飞行器一般指飞行速度大于5倍声速的飞行器，这种飞行器速度快、灵活性好，但高速飞行条件下，气流被压缩并与飞行器表面剧烈摩擦，导致气流温度超过数千摄氏度，飞行器表面被严重加热，需研制轻质、耐高温的防热材料和结构以实现长时间飞行。低速临空飞行器一般指高空气球、飞艇、太阳能无人机等低速飞行的飞行器，这种飞行器工作时间长、载荷量大、可作为空间实验平台，但体积庞大、对气流敏感、不易稳定在其工作区域。由此可见，不同类型的飞行器在工作时都存在一定的局限性，这增加了运行的不稳定性，对临近空间飞行器的总体设计、试验验证、工艺制造等提出了更高要求。

2. 经济可持续挑战

临近空间飞行器研制需要高昂的研发和部署成本、运营和维护费用，对地面支持系统、测控通信网络等配套设施建设也有很高要求。同时，飞行试验的高风险性也增加了研发成本，持续运营和维护高空平台／通信系统需要定期的资金支持。促进临近空间领域的国际贸易迅速发展，将临近空间飞行器的运营、搭载和应用服务培育成富有商机和丰厚利润的国际市场，是临近空间技术和产业拥有不竭经济动力的关键。未来，临近空间发展需要进一步降低成本，促进部件通用化、新材料应用和一体化发展，降低研制和运营成本等。

3. 政策法规挑战

临近空间治理涉及技术标准、航行通报、信息共享等方面，需要形成一整套切实可行的政策主张。我国对相关领域的政策研究还不够充分，缺乏系统性、针对性、可操作性强的政策“工具箱”。对美国、俄罗斯、欧盟等国家和地区在临近空间治理问题上的政策主张和谈判策略，缺乏全面深入的分析研判，对其倡议、提案的利弊得失评估还不够充分，对我国参与临近空间治理的总体政策、原则立场、关键主张的顶层设计还有待加强。亟需做好参与临近空间全球治理和国际规则制定的准备，争取在临近空间国际博弈中获得技术领先和发展优势。

（一） 加强临近空间防御技术研究

随着全球临近空间竞争态势的加剧和临近空间飞行器技术的快速发展，临近空间将成为未来空天战场的重要组成部分，亟需加强临近空间防御技术研究，研制临近空间防御新装备和形成新手段、新能力。在加强当前地基和天基防御力量的基础上，充分发挥临近空间低速飞行器的“居高望远、超长航时”和高速飞行器的“快速机动、远程打击”优点，构筑“以临看临、以临制临”的新理念，在临近空间高度构建常态存在、适量前出、远程监视的预警系统，与地面部署的高速打击系统配合，形成临近空间防御新力量。

（二） 加快制定飞行安全标准规定

加快制定和发布临近空间飞行器适航管理制度、临近空间飞行活动安全管理制度、临近空间交通安全管理制度。在适航管理方面，针对临近空间飞行器的设计、生产、使用、维修等流程，明确特殊的适航规则和标准，加强对飞行器全生命周期的质量控制。在飞行活动安全管理方面，明确飞行任务审批、飞行行为规定、飞行应急管理制度、无线电使用管理制度等，加强对飞行活动的常态化安全监管。在临近空间交通安全方面，制定临近空间安全间隔、飞行冲突识别预警解决、态势感知与信息共享、环境保护等规则，保障临近空间交通安全并提高利用效率。

（三） 破解飞行器研发应用卡滞点

为防控临近空间飞行器研发应用迟滞风险，建议从管理体制机制、空域使用等方面着手突破。一是完善临近空间管理体制机制，构建负责临近空间发展顶层设计、总体布局、统筹协调、整体推进、督促落实的决策议事协调机构，强化决策和统筹协调职责，理顺央地、部门等关系，建立多部门联合的议事决策、沟通协调、信息共享等机制，打通壁垒，形成合力。二是制定临近空间空域管理制度，在安全保障要求、空中交通管理规则、空中交通服务要求、飞行限制、网络信息安全等方面提出针对性规范，明确临近空间飞行活动上升阶段、运行阶段、下降阶段各类空域综合的准入和管理要求。三是建议设立临空飞行专用空域试点，在临近空间空域管理制度出台前，先行先试，在部分区域设立飞行试验空域试点，优化审批流程，推动飞行器飞行验证和技术迭代，加快研发应用进程。

（四） 加大颠覆性创新技术攻关应用

围绕提升临近空间综合能力，统筹推进基础研究、关键技术、重大工程、试验验证等环节，打通基础研究、技术开发、工程应用的创新链条。一是加大政策扶持力度，在项目立项、资金投入、人才引进等方面给予倾斜，组织多方联合攻关，鼓励高校、科研院所、民营机构参与前沿创新性产品研制，推动形成全国合力。二是探索非对称的制衡制胜手段，立足物理域、生理域、心理域的基础研究成果，引领前沿技术发展，推动多学科综合、渗透和交叉研究，集中力量攻克“卡脖子”技术难题，在重点领域或技术方向实现关键突破，掌握更多“杀手锏”技术，在临近空间全球竞争格局中保持优势地位。