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国家标准计划《低地球轨道空间碎片寿命计算方法》由 TC425(全国宇航技术及其应用标准化技术委员会)归口,TC425SC5(全国宇航技术及其应用标准化技术委员会空间碎片分会)执行 ,主管部门为国家标准委

主要起草单位 国家航天局空间碎片监测与应用中心中国科学院国家天文台

目录

基础信息

计划号
20230725-T-469
制修订
制定
项目周期
18个月
下达日期
2023-08-06
申报日期
2022-08-23
公示开始日期
2023-04-03
公示截止日期
2023-05-03
标准类别
方法
国际标准分类号
49.140
49 航空器和航天器工程
49.140 航天系统和操作装置
归口单位
全国宇航技术及其应用标准化技术委员会
执行单位
全国宇航技术及其应用标准化技术委员会空间碎片分会
主管部门
国家标准委

起草单位

与国家标准同步制定外文版

编号 语种 翻译承担单位 国内外需求情况
1 EN 国家航天局空间碎片监测与应用中心、中国科学院国家天文台 ISO已经制定了国际标准;美国,法国等IADC国家也都存在自己的寿命预报模型,国际上对此模型难以统一。寿命估计模型主要用于国内相关工作。

目的意义

随着碎片数量的增加,导致空间碎片在轨碰撞可能性也随之增加。

目前,在航天器的规划和设计阶段,考虑其与空间碎片的碰撞风险已成为普遍做法。

其中约束航天器在轨寿命成为降低空间碎片碰撞风险、维护空间环境的必要措施。

低轨道航天器任务后寿命限定为不超过25年已经成为国际共识。

例如IADC 空间碎片减缓指南(2021)在其5.3.2节中要求:当航天器或运载火箭轨道级结束轨道运行阶段,穿越低地轨道区域或者有可能干扰低地轨道区域时,应该离轨(最好直接返回)或在适当情况下进入预期剩余轨道寿命为25年或更短的轨道。

ISO空间碎片减缓标准24113在6.1.1节,6.3.3节要求低轨道空间物体轨道寿命不超过25年。

美国空间碎片减缓标准实践(2019)其4.1节要求将空间物体放置到太阳活动保守预测下仍可在大气阻力作用下自然陨落的轨道上,并保证其陨落时间不超过任务完成后25年。

欧洲空间碎片减缓指导程序在其任务后处置章节明确要求限制空间系统任务后的在轨寿命小于25年国防科工局发布“关于促进微小卫星有序发展和加强安全管理的通知(2021)”第二条要求运行轨道高度不超过2000公里的微小卫星轨道驻留时间不大于25年,运行轨道高度超过2000公里的微小卫星应主动进入坟墓轨道或非常用轨道。

在我国民用卫星发射许可审查过程中,是否履行空间碎片国际减缓要求也是重要的环节。

在国内实际工作中,由于大气模型、空间环境参数预报模型、面积质量比计算方法、轨道预报方法等不同,针对同一个空间碎片的寿命计算,结果可能差别较大。

计算标准的不统一,造成不能客观评估空间碎片在轨寿命。

ISO发布了ISO 27852技术标准,但是还缺少例如面积质量比计算方法等的说明。

为更好的遵守国际规则和国内法规要求,亟需结合现有国际规则和标准制定情况,编制适用于我国的低轨道空间碎片长期寿命预报的标准,建立统一规范的技术标准。

为我国有序开展发射许可评审种关于25年寿命要求审查,规范航天活动设计奠定技术基础。

范围和主要技术内容

本标准适用于民用航天发射许可评审工作,航天器任务规划设计工作,航天器任务后处置工作和空间碎片环境中长期预报工作。 本标准的主要内容大纲如下: 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 寿命计算总体流程 5 基于外形尺寸、在轨姿态和质量信息计算面积质量比 6 面积质量比的影响因素分析 7 基于轨道根数计算面积质量比的理论模型 8 基于轨道根数计算面积质量比的求解方法 9 低地球轨道空间碎片轨道中长期预报模型 10 数值积分模型 11 空间环境参数选择