海上航天發射基礎設施標準體系研究

關鍵詞：海上航天發射，基礎設施，標準體系，邏輯框架圖

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.03.015

0 引言

2023年底黨中央已經明確把商業航天列為戰略性新興產業之一。航天發射是商業航天產業承上啟下的關鍵環節。海上航天發射是基于自主航行船舶以及海工平臺，在適當海域發射點位開展的運載火箭發射方式。相比陸基發射，其具有靈活性強、任務適用性好、發射經濟性優的特點，是解決陸基發射工位不足的有效舉措。2024年1月，國家市場監管總局等五部委聯合發布《關于質量基礎設施助力產業鏈供應鏈質量聯動提升的指導意見》，要求圍繞《質量強國建設綱要》，聚焦戰略性新興產業及未來產業，以協同領先的標準群增強產業鏈供應鏈穩定性。《國家標準化發展綱要》提出“構建技術、專利、標準聯動創新體系”。綜上，為開展海上航天發射標準化研究提供了政策依據。山東省東方航天港是我國目前唯一的海上航天發射技術服務港。截至2024年10月，東方航天港先后保障完成了國內13次發射任務，累計將75顆衛星送入太空，已初步形成海上航天發射保障機制流程，初步具備常態化海上發射能力。上海、廣東陽江、海南文昌以及連云港等地，也正在紛紛推進海上發射及回收的研究論證。但是，國內外尚未建立海上航天發射基礎設施標準體系，亟須構建覆蓋全鏈條、全流程的海上航天發射基礎設施標準體系，推動海上航天發射基礎設施全鏈條質量協同升級。因此，加快推進海上航天發射基礎設施標準體系建設，具有現實性與緊迫性。

1 海上航天發射基礎設施標準體系現狀

1.1 海上航天發射基礎設施國際標準體系現狀

1.1.1 ISO標準體系現狀

在國際標準化組織（ISO）中，負責制定航天領域標準的是航空航天技術委員會（ISO/TC 20）下屬的空間數據與信息傳輸系統分技術委員會SC 13以及空間系統及其應用分技術委員會SC 14[1]。截至2024年10月，SC 13已發布標準86項，正在制定的標準4項，其中6項標準與基礎設施相關。SC 14已發布標準195項，正在制定的標準42項，其中20余項現行標準，6項在研標準與航天發射基礎設施相關。

1.1.2 NASA標準體系現狀

美國國家航空航天局（NASA）成立于1958年，主要承擔政府來源的項目，還負責一些商業項目。NASA的標準體系全面覆蓋了NASA的所有航天領域活動，涵蓋了航天技術、空間勘探、宇宙探索、地球探索以及太空科學等方面的研究。截至2024年10月，NASA技術標準發布86項，中心標準發布232項，其中有20余項標準與航天發射基礎設施有關。

1.1.3 ECSS標準體系現狀

歐洲空間標準化合作組織（ECSS）由歐洲航天局（ESA）主導。該組織的核心任務是構建一個滿足ECSS成員國需求的、固定的、統一的標準體系，旨在通過統一的標準方法消除合作中的障礙，從而增強歐洲空間項目的市場競爭力。為了避免歐空局（ESA）航天項目的費用上升并減少不必要的重復勞動，采用了統一的技術規范、指導方針，并結合了經過驗證的硬件、軟件和設計標準。截至2024年10月，ECSS發布標準142項，其中有10余項標準與航天發射基礎設施有關。

1.1.4 ASTM 標準體系現狀

美國材料與試驗協會（ASTM）成立于1898年，目前ASTM有12，0 0 0多項標準在全球廣泛應用。ASTM技術委員會中的F47商業太空飛行發布有關商業衛星的標準。據2022年7月ASTM官網報道，F47發布了航天安全新標準（ASTM F3550）。該標準將有助于提高商業航天飛行的安全性，為航天運營商提供安全事件的分類指南。截至2024年10月，F47委員會已制定標準10項，正在制定標準12項，其中有5項現行標準以及2項在研標準與航天發射基礎設施相關。

由于各國際標準化組織與航天發射基礎設施相關國際標準較多，本文不再一一列舉，僅列出部分典型標準，示例如表1所示。

1.2 海上航天發射基礎設施國內標準體系現狀

中國航天標準是國家標準體系的重要組成部分，包括有國家軍用標準（GJB）、國家標準（GB）、航天行業標準（QJ）、宇航團體標準以及企業標準[2]。現國內標準化組織有SAC/ TC 425全國宇航技術及其應用標準化技術委員會、深圳市航空航天產業協會（S Z A I A）、中關村領創商業航天產業發展聯盟（ZC A I A）、中國航空航天工具協會（CATA）等標準化組織。

截至2024年10月，在SAC/TC 425全國宇航技術及其應用標準化技術委員會已發布的標準中，國家標準221項，相關國家標準計劃37項。其中GB/T32302—2015《運載火箭與航天器接口要求》、GB/T32455—2015《運載火箭術語》等30余項標準與航天發射基礎設施有關。

近年來，航天領域相關的標準體系研究情況見表2 ，海上航天發射基礎設施標準體系是航天標準體系的細化研究。經檢索發現，國家層面尚未建立統一的海上航天發射基礎設施標準體系，我國海上航天發射基礎設施標準化工作剛剛起步。

2 海上航天發射基礎設施存在的問題

2.1 海上航天發射基礎設施標準體系亟待建立

與陸基航天發射相比，海上航天發射基礎設施的技術區、指揮區，以及組織指揮控制系統、測試發射系統、首區測控通信系統、航區測控系統、氣象保障系統、勤務系統等基本可延續采用。兩者的主要區別在于發射區、海洋環境保障等方面，也就是發射“適海性”方面。國內外的海上航天發射平臺一般包括船舶、固定式海工平臺、移動式海工平臺，發射支持系統等多種發射基礎設施。因此，迫切需要建立健全標準體系，對海上航天發射基礎設施進行系統性引領。

2.2 海上航天發射基礎設施關鍵標準缺失

與陸上發射相比，海上航天發射在信息系統間的互操作性、發射平臺的穩定性等方面的標準化需求最為迫切[7]。一是需要避免海上航天發射“信息孤島”問題，亟待制定《運載火箭海上發射基礎設施 核心元數據規范》。同時亟須建立起星箭架船環五位一體化數據互操作模型，提高海上靈活發射、“零窗口發射”的決策效率；提高海上發射相關信息系統之間數據的一致性、準確性和完整性。二是需要減少海上風、浪、涌等復雜載荷對發射的影響，提高海上發射平臺穩定性，亟待制定《運載火箭海上發射基礎設施 發射平臺選型規范》。需要通過規范發射平臺的主要形參、抗風性、耐波性技術指標，指導優化發射平臺的技術參數[8]，為形成船隊化發射奠定基礎。

2.3 海上航天標準化開放水平亟待進一步提升

從國際航天看，Sea launch公司、SpaceX公司以及德國不萊梅港都在海上航天活動方面進行了布局[9]。特別是經過SpaceX公司近300多次海上的成功回收，已充分驗證了運載火箭可以經由海上回收，并多次重復使用。從我國航天發展來看，迫切需要“走出去”，共建“一帶一路”，共興“全球南方市場”。具體到標準化工作方面，就是需要國際國內聯動，加大標準化的開放水平[10]。以海上航天發射基礎設施標準化建設為突破口，加強標準化雙邊、多邊交流，推動標準互換互認。促進中國航天標準的輸出，擴大標準對外開放。同時，積極引進先進適用的國際標準，提高我國標準與國際標準的一致性程度。

3 海上航天發射基礎設施標準體系構建

3.1 構建目標

海上航天發射基礎設施標準體系，其構建目的是確保我國海上航天發射基礎設施的穩定性、可靠性、集約性和高效性。通過加強海上航天發射基礎設施標準體系的建設，提高我國海上航天發射快速發射、航班化發射的技術保障能力，助推我國海上航天發射特色產業集群的擴容集聚。

3.2 構建原則

海上航天發射基礎設施標準體系構建應遵循GB/T 13016—2018《標準體系構建原則和要求》的基本原則。此外，還應遵循以下原則。

（1）需求引領、系統布局。圍繞海上航天發射的快速發射、航班化發射需求，以及通用化、系列化、組合化三化發展目標，合理地規劃海上航天發射基礎設施的標準體系布局，并科學確定海上航天發射基礎設施標準體系的邊界、范圍和層次。

（2）創新驅動、急需先行。以海上航天發射領域科技創新為內生動力，推進海上航天發射科技研發與標準研制協同發展，并圍繞海上航天發射基礎設施建設運營的質量短板與不足，加快推進一批海上航天發射基礎設施關鍵技術標準研制。

（3）協同推進、協調一致。加強海上航天發射領域國家標準、國家軍用標準、行業標準、團體標準和企業標準之間的協調配合和統籌銜接，同時也要堅持與國際接軌，提升我國海上航天發射基礎設施標準與國際標準的一致性程度。

3.3 海上航天發射基礎設施的結構分區

結合國際、國內現行標準，以及東方航天港海上航天發射的工程實踐，提出海上航天發射基礎設施的結構分區。

GB/T 32455—2024《航天術語 運輸系統》中提到了“發射場”。ISO 17689：2023 Space systems -Interface control documents between ground systems，ground support" equipment and launch vehicle withpayload《航天系統 地面系統、地面支持設備和運載火箭之間的接口》控制文件中提到了“綜合發射設施”“發射場”“發射系統”。圖1為I SO 17689： 2023中的發射場結構示例圖。

經過對上述標準以及海上航天發射工程實踐的歸納、功能映射，提出海上航天發射基礎設施的結構分區。分區包括有如下部分：一是技術母港區，是海上發射的技術服務保障部分[11]；二是海上發射區，是運載火箭發射的基礎場地[12]；三是指揮測控區，是海上發射的姿態等測控保障部分[13]；四是環境保障區，包括通信保障系統，保障發射平臺與陸地控制中心等之間的信息交互，以及自然環境保障系統，包括對海上的氣象海況條件如風速、海浪、云層等情況進行監測等，以及安全防護、電磁環境保障系統等。海上航天發射基礎設施結構分區如圖2所示。

3.4 標準體系框架

以支撐海上航天發射的“快速發射”“航班化發射”為指引，以引領海上航天發射基礎設施的通用化、系列化、組合化為建設思路，構建海上航天發射基礎設施標準體系[12]。海上航天發射基礎設施標準體系結構包括A基礎通用、B發射母港設施、C發射及回收平臺設施、D指揮控制設施、E環境保障設施、F質量評價6個部分[13]。主要反映標準體系各部分的組成關系。海上航天發射基礎設施標準體系邏輯框架如圖3所示。

（1）A基礎通用標準位于標準體系結構的最左側，支撐標準體系結構中的其他部分。

（2）B發射母港設施標準以現有相關國家軍用標準為主，強化瀕海的環境適應性修訂，為海上發射提供母港服務技術標準支撐。

（3）C發射及回收平臺設施標準，為發射及回收平臺的設計、建造、驗收、使用、運維等設施全生命周期等提供標準支撐。

（4）D指揮控制設施標準，以現有國家軍用標準為主，為指揮控制設施提供標準支撐。

（5）E環境保障設施標準為安全放飛、精準降落提供標準支撐。

（6）F質量評價標準位于標準體系的最右側，支撐標準體系結構中的其他部分，為標準體系建設提供質量合規評價標準保障。

4 海上航天發射基礎設施標準化工作建議

4.1 構建統一的海上航天發射基礎設施標準體系

建立海上航天發射標準化工作組，組織海上發射相關各方單位開展海上航天發射基礎設施標準體系建設[14]。海上航天發射基礎設施標準體系如圖4所示。截至2024年10月，建立起涵蓋現行有效、在研及擬制定的三部分標準組成的標準明細表。標準明細表中有國家標準101項，國家軍用標準41項，行業標準41項，團體標準7項，共計190項。

4.2 推動重點標準研制部署，推動強鏈補鏈穩鏈

在持續開展前沿技術攻關的同時，同步開展先進技術標準的研制，圍繞低成本商業運載火箭研制、液體火箭海上發射突破研究、海上發射基礎設施數據互操作性、發射平臺抗風浪穩定性等重點問題，加快開展標準研究制定工作，形成產業化與標準化并行推進的機制。

4.3 積極參與國際標準制修訂，提高標準影響力

及時搜集與海上航天發射基礎設施相關標準并將適合的國際標準進行采標。主動發布海上航天發射基礎設施標準外文版，鼓勵我國海上航天發射先進技術和裝備國際應用。

4.4 實施海上航天發射基礎設施標準化人才引育計劃

支持高等院校、科研院所加快海上航天發射基礎設施領域專業與標準化融合建設，培養創新型、應用型、技能型人才。鼓勵地方與央企集團、科研院所共建海上航天發射基礎設施標準化委員會，加快構建人才隊伍。

5展望

產業政策方面，《山東省航空航天產業發展規劃》提出要提升東方航天港發射保障能力，聚焦海上發射，建設國際領先的商業航天海上發射母港、國家級商業航天產業基地。《廣東省推動商業航天高質量發展行動方案（2024—2028年）》提出統籌謀劃完善航天基礎設施，在陽江建立商業航天發射場，積極爭取國家支持在陽江建設集衛星火箭總裝、發射指揮控制于一體的衛星發射母港和海上發射基地。《山東省加快場景創新引領“十強產業”高質量發展行動計劃（2025—2027年）》中提出布局一批產業提速成長場景。在空天信息領域，優先探索商業航天發射服務場景。技術方面，山東東方航天港正在積極組織運載火箭公司開展液氧煤油、液氧甲烷火箭的研制試驗，助力數字航天高質量發展[15]。大航躍遷等創新組織也正在進行海上塔架式回收的研發試驗。可以預見，在產業政策激勵與技術快速迭代的雙重加持下，我國“一南一北、固液兼容”的“機動發射+近岸發射”能力正在加速形成。構建起與發射能力相匹配的海上航天發射基礎設施標準體系十分關鍵。因此，我們應建立起PDCA循環管理評估機制，在不斷計劃、實施、改進標準的過程中推動建立健全海上航天發射基礎設施標準體系，助推我國海上航天發射基礎設施的高質量發展。

作者簡介

陳衛，本科，研究方向為標準化。

姜奎書，研究員，研究方向為標準化。

安潔，通信作者，碩士研究生，正高級工程師，研究方向為標準化。

熊紹東，碩士研究生，正高級工程師，研究方向為標準化。

杜健，碩士研究生，工程師，研究方向為標準化。

鄧祥武，本科，高級工程師，研究方向為標準化。

陳丹月，碩士研究生，研究方向為標準審評。

胡春利，本科，研究方向為標準化。

王鵬，本科，高級工程師，研究方向為標準數字化。

（責任編輯：袁文靜）