“國際空間站”工程標準分布與特點

孫曉君 尹玉梅 張杰 （北京空間科技信息研究所）

1 引言

我國載人空間站工程是一項多方合作、技術跨越發展的龐大工程，目前處于高速發展期，不但面臨多單位、人員的配合、技術協調，還面臨技術復雜、管理和技術交融，以及未來空間站運營管理、國際合作等一系列問題，且空間站具有一次發射反復應用在軌維修的特點，相關技術需要提前達成共識，并規范化開展。這對“引領性標準”實現先導和監督作用提出了高要求，標準化對象要準確，標準內容要正確。

然而載人空間站是全新的研制，很多需要引領性的技術在標準的規劃和標準化對象的選擇上都沒有經驗可循，此時，希望能準確正確地開展標準編制和應用工作，需要借鑒其他工程的標準管理經驗。我們將目光投向“國際空間站”工程標準，“國際空間站”工程標準（SSP標準）作為以美國為主體，其他國家參與的工程類標準，其標準由各參與方聯合簽署，有效確保了參與國之間空間站工程的合作協調，并促進了多邊工程項目的有效研制和管理。

本文將以公開可查的“國際空間站”工程標準為基礎，包括空間站本體（含艙段）、環境、地面、人員、相關試驗、軟硬件、管理、接口等方面，從內容、類型、編號等維度，闡述“國際空間站”工程標準的分布，并總結特點，為我國載人空間站工程標準建設提供參考。

2 標準分布

首先，對空間站整體，存在一系列的規范性文件，包括：協議/合同、管理、一般性流程/模板、出現問題如何解決的流程方式等。從總體結構上可以分為空間站本體、環境、發射場、地面、地面人員、醫學幾部分，各部分之間存在一系列包括產品保證、工程技術以及產品自身特性在內的相應的支撐文檔，同時相互之間存在著客觀的接口上的聯系，如空間站和地面人員之間等，這些都利用標準來定義和規范統一。

其次，對艙段之間，由于“國際空間站”由美國、歐洲、日本等各自負責不同的艙段建設，其存在的具體接口以及與外來對接飛行器存在的接口，也由相應的標準進行統一，以保證所有參與國研制的艙段可以完好的對接。

第三，對艙段內部，可以分為硬件、軟件、人員、相關試驗、飛行及艙外活動等部分，各部分之間的聯系是通過各類接口定義標準實現的。而具體的試驗方法、軟硬件設計等內部要求則引用其他組織制定的標準。

不論各級產品層次，公開的“國際空間站”工程標準多集中在對外的公用部分，如接口、接地、電源、顯示、操作、人員培訓、要滿足的試驗、以及鑒定審查方法等用于協調統一各參與方的、共性的標準上。這些標準的公開，有利于“國際空間站”一些重要環節的統一設計、研制和開發，提高各參與方不同產品之間的協調性、統一性和互換性，并會提高整個“國際空間站”的進展效率。

3 標準類型

“國際空間站”工程標準主要針對直接解決“國際空間站”所需問題、為統一研制接口而制定標準，其中很多標準都直接表明了適用、針對的艙段或有效載荷，目的性十分明確，包括：

1）面向管理的標準。約占15%，其中主要圍繞“國際空間站”的項目開展而展開標準，如項目開展的流程、問題匯總、明細要求等。

2）面向產品保證的標準。約占20%，有明確使用艙段/對象的約占該類標準的60%。主要集中在基礎類、質量管理類和安全性標準，在標準中則是明確指出其適用范圍，如“SSP 50062，《美國國家航空航天局及加拿大航天局安全性和任務保證要求》安全性和任務保證要求”；而元器件、材料等標準則只有較小的比例，且都直接針對空間站設計使用，如空間站認可的元器件清單，硬件接口等。工藝類標準僅針對接口的特殊工藝要求制定了標準，而針對某一艙段或載荷的工藝多采用對其他航天標準引用的方式。

3）面向工程技術的標準。約占60%以上，且其中近60%是專用標準。主要傾向于對專用的型號產品提出要求，如接口、有效載荷調試校核、往返運輸貨架設計、艙段設計等。對于實現過程方法的標準多采用對其他航天標準引用的方式。同時，基礎性的工程技術則主要傾向用于統一整個空間站技術的總體性標準。

“國際空間站”工程標準直接面對項目特征，滿足項目需求。具體標準多以下列幾種形式出現：

1）綜合要求。一般從總體上提出，內容涉及產品保證（如SSP 41170《技術狀態管理要求》）、工程技術（如SSP 30240《空間站接地要求》）等；

2）執行方案。主要是指項目推進的具體操作執行計劃，可以是空間站項目的總體執行方案，也可以是某項管理落實執行計劃等；

3）技術規范。主要針對研制過程中的具體工程設計，通常會具體到某個艙段或某項技術（如SSP 50014《國際空間站編碼規范》或SSP 41162《美國在軌艙段規范等》）；

4）控制文檔。這是“國際空間站”工程標準中非常有特點且重要的一類標準，主要針對接口部分，包括接口定義文檔和接口控制文檔兩個組成部分；

5）手冊。主要是指其他的提供信息的指南、索引等標準。如SSP 50257《項目控制文檔索引》等。作為整個“國際空間站”工程標準的輔助部分。

4 標準編號

“國際空間站”工程標準采用數字分類法分為幾個系列，30000系列、40000系列、50000系列和SSQ20000系列。其中，SSQ20000系列僅面向配套的元器件與線纜選型的要求、規范和試驗類標準，而前三類是“國際空間站”工程標準的重點：

1）30000系列。面向系統級技術要求，通用性強，不針對某一具體型號。主要包括設計要求，材料與處理要求，電磁要求，接地要求，電子搭接要求，安全性分析要求，元器件管理與執行要求，外部污染物控制要求，接口研制過程要求，斷裂控制要求，結構設計與驗證要求，安全性評審過程等各個方面的要求，可以為空間站設計提供指導。

2）40000系列。面向各艙段的系統級規范和各艙間及與用戶的接口控制文件。不僅包括空間站系統規范，歐空局密封艙規范，日本實驗艙規范，意大利小密封后勤艙規范等系統及規范，還包括機柜到小密封后勤艙接口控制文件，空間站管理與控制的軟件接口控制文件，GNC與空間站的接口控制文件等，另外還有環境試驗要求與質量保證要求。

3）50000系列。比30000系列和40000系列的標準數目更多，規定也更詳細，面向“國際空間站”建造，52000～58000子系列重點為有效載荷要求、集成等相關標準。包括用于有效載荷研制用戶參考系列標準在內的各方面標準，如空間站音頻、視頻標準，地面保障設備設計要求，航天員標準，空間站安全性要求，配置管理手冊，硬件/軟件驗收流程，任務集成模板，飛行準備就緒執行計劃等。

5 標準特點

具有國際標準性質

“國際空間站”工程標準有強烈的工程目標導向性，與“國際空間站”工程需求緊密相關，多是為了解決工程研制提出的要求，如工程的工作模式和性能要求，在具體標準中會有對應的體現，如SSP 57020《密封艙有效載荷調試手冊 第三部分：關于信息、監督、評審或管理控制》；SSP 41017《貨架與迷你密封式后勤保障模塊的接口控制文檔》等，在歐洲航天局、日本宇宙航空研究開發機構、意大利航天局、美國國家航空航天局等參與方中廣泛使用，是事實上的國際標準。

優先協調接口關系

“國際空間站”工程標準的目的是協調多方關系，雙邊/多邊之間的標準較為豐富和具體，且針對具體任務有著詳細的說明和要求，如SSP 50062《美國國家航空航天局及加拿大航天局的雙邊安全性和任務保證要求》，SSP 50094《關于俄羅斯艙段的美國國家航空航天局及俄羅斯航天局的雙邊聯合規范》，SSP 50145《美國國家航空航天局及日本宇宙航空研究開發機構的雙邊安全性和產品保證要求》等。

安全性保證任務實施

“國際空間站”工程標準在任務實施保證方面，面對載人航天特點，以環境、人員、產品等為出發點，以安全性要求和評審帶動可靠性、測試性、維修性的發展，并且利用這幾種性質之間分析、設計方法具有的共通性，從安全性出發，制定和執行了相關的具有“歸零”性質和作用的、具有廣泛約束性的標準。并且在乘員相關的標準中重點以醫學、活動環境等保障安全的標準為主。

運營標準重在應用

“國際空間站”工程標準注重面向建成后投入運營的標準建設，有效載荷相關標準和航天器的規范/接口類標準占了很大比重。有效載荷方面，包含了協議、測試、調試、操作等多方面進行了詳細規定。接口方面，不但有艙段標準等與具體執行對接相關的一系列接口定義標準和接口控制標準，還有對接接口的整體設計，如SSP 50235《國際空間站對來訪飛行器的接口定義文檔》。這反映了“國際空間站”在面對國際協作方面的態度，以工程頂層標準的制定和執行為牽引，規范參與方之間的接口和基礎行為。

注重基礎性標準

“國際空間站”工程標準注重共用的基礎性“規范”、“手冊”的制定，如坐標系標準、元器件選用標準等，較少涉及實施的具體方法和細節。同時，“國際空間站”工程標準不但集中在工程研制的基礎性標準，更針對性提出了一系列共性基準用標準。如SSP 30425《空間站設計環境》中提出了共同遵循的太空環境條件，包括太陽活動變化等帶來的環境變化，日夜變化、季節性變化、電離層、銀河射電噪聲、流星、空間碎片、磁場等環境，便于所有參與方的統一理解。

6 結束語

“國際空間站”工程標準明確的整體協調和統一基準標準思路在其長期的發展中起到了統一基準、協調管理、引領發展的作用。對于我國載人空間站而言，應仿照“國際空間站”工程標準的重點結構和分布情況，不拘泥于固化研制過程的某項具體特有設計、技術、工藝的規范類標準，加強工程總體面向運營的標準的協調、規劃和編制，如對外合作、統一協作的綜合要求性的標準，以及向全工程發布的模板、信息、索引指南等手冊類標準，形成要求、規范、手冊相匹配的標準體系，解決較明確的接口固化需求、安全性保證需求、空間應用規范化需求、產品維修更換需求等，真正實現工程應用、標準發展相結合的雙贏。