GB/T 43224-2023 運(yùn)載火箭軌道級(jí)處置詳細(xì)要求（正式版）

GB/T43224—2023運(yùn)載火箭軌道級(jí)處置詳細(xì)要求國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)1GB/T43224—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件由全國(guó)宇航技術(shù)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC425)提ⅡGB/T43224—2023運(yùn)載火箭軌道級(jí)及其在軌解體、與其他太空物體碰撞產(chǎn)生的碎片是目前空間碎表面人員、財(cái)產(chǎn)和空中飛行器構(gòu)成一定威脅。因此，需對(duì)其涉及再入大氣層的設(shè)計(jì)與實(shí)施明確相關(guān)1GB/T43224—2023運(yùn)載火箭軌道級(jí)處置詳細(xì)要求GB/T32295—2015運(yùn)載火箭剩余推進(jìn)劑排放設(shè)計(jì)要求GB/T34513空間碎片減緩要求GB/T38194—2019運(yùn)載火箭操作性碎片減緩設(shè)計(jì)要求3.23.34原則b)與GB/T34513中關(guān)于從受保護(hù)區(qū)撤離的內(nèi)容不沖突；2GB/T43224—20235處置規(guī)劃5.1航天器與運(yùn)載火箭雙方協(xié)調(diào)a)應(yīng)針對(duì)軌道級(jí)軌道壽命和再入傷亡風(fēng)險(xiǎn)約束條件，運(yùn)載火箭方與航天器方協(xié)調(diào)商定發(fā)射軌道b)運(yùn)載火箭方應(yīng)擬定并向航天器方提供軌道級(jí)處置可選方案；c)對(duì)于無(wú)法滿足處置要求的發(fā)射軌道，運(yùn)載火箭與航天器雙方應(yīng)優(yōu)先探索替代方案以改善處置軌道初始條件。5.2處置方案選擇軌道級(jí)完成既定任務(wù)后，若停留或周期性穿越GB/T34513規(guī)定的LEO或地球靜止軌道(GEO)受a)應(yīng)優(yōu)先采取安全回收或以受控主動(dòng)離軌方式直接再入到地球表面安全區(qū)域，確保再入引起的傷亡概率不大于10-?;注1:導(dǎo)致人員傷亡的碎片動(dòng)能下限值一般取15J。b)對(duì)于近地點(diǎn)軌道高度不超過(guò)2000km、不具備安全回收或受控再入能力且隨機(jī)再入傷亡概率不大于10-4的軌道級(jí)，其軌道壽命不應(yīng)超過(guò)25年限制，應(yīng)優(yōu)先通過(guò)離軌縮短其軌道壽命并完成鈍化；注2:ISO24113:2019已刪除將軌道級(jí)抬升至2000km以上高度的方案。注3:通常，處置后的軌道級(jí)初始衰減軌道選擇橢圓軌道比近圓軌道需要更少能量。c)對(duì)于近地點(diǎn)軌道高度不超過(guò)2000km、軌道壽命不超過(guò)25年且隨機(jī)再入傷亡概率不大于注5:滿足軌道壽命要求的軌道級(jí)對(duì)應(yīng)的平均軌道高度一般低于600km。保其處置軌道至少100年內(nèi)不再進(jìn)入LEO和GEO受保護(hù)區(qū)域并完成鈍化。注6:將軌道級(jí)變軌至地球逃逸軌道是一種備選方案。注7:100年起止時(shí)刻從軌道級(jí)變軌機(jī)動(dòng)完成開(kāi)始，直至其軌道第一次進(jìn)入受保護(hù)區(qū)域。5.3處置大綱制定處置大綱的階段和內(nèi)容要求如下：3GB/T43224—2023b)處置大綱應(yīng)針對(duì)離軌、再入處置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)證和效果評(píng)估工作制定的詳細(xì)要求和計(jì)離軌處置計(jì)劃應(yīng)包括以下方面。a)成功離軌概率及其置信水平。b)器箭分離時(shí)軌道級(jí)的標(biāo)稱軌道參數(shù)。c)軌道級(jí)所選處置方法描述(安全回收、受控再入、無(wú)控再入、進(jìn)入處置軌道)以及支撐性背景信息。e)成功完成軌道級(jí)處置所需的各系統(tǒng)特性和能力。狀態(tài)。h)優(yōu)先按以下選項(xiàng)制定應(yīng)急方案：1)選擇一條軌道壽命盡量短的衰減軌道；2)選擇一條與受保護(hù)區(qū)域未來(lái)發(fā)生干涉概率盡量小的處置軌道。針對(duì)停留或穿越LEO受保護(hù)區(qū)域的情況，再入處置計(jì)劃應(yīng)包括以下方面。a)再入傷亡風(fēng)險(xiǎn)及其置信水平。b)事先設(shè)定受控再入的實(shí)施條件，比如推進(jìn)劑余量下限值，離軌動(dòng)力是否正常等。受控再入和鈍化操作。亡風(fēng)險(xiǎn)。d)若選擇受控再入，制定處置和再入行動(dòng)時(shí)序，需提前通知的個(gè)體和(或)實(shí)體清單及其通知時(shí)間。結(jié)合推進(jìn)劑剩余量、電源、可控性、冗余損失等因素計(jì)算得到的軌道級(jí)成功處置概率不應(yīng)低于GB/T34513中的相應(yīng)要求值。6離軌詳細(xì)要求6.1模式選擇4GB/T43224—2023a)對(duì)于既定任務(wù)結(jié)束后主發(fā)動(dòng)機(jī)具備再次點(diǎn)火條件的軌道級(jí)，應(yīng)采用其主發(fā)動(dòng)機(jī)再次工作的方式實(shí)施主動(dòng)離軌；b)對(duì)于既定任務(wù)結(jié)束后主發(fā)動(dòng)機(jī)不具備再次點(diǎn)火條件，但輔助推力器仍能工其姿控正推推力器工作的方式實(shí)施主動(dòng)離軌；c)對(duì)于既定任務(wù)結(jié)束后主發(fā)動(dòng)機(jī)和輔助推力器均不能工作的軌道級(jí)，應(yīng)優(yōu)先采用剩余液體推進(jìn)軌道級(jí)被動(dòng)離軌所用動(dòng)力一般按照離軌措施的難易程度作以下分類：6.2實(shí)施要求軌道級(jí)離軌處置時(shí)機(jī)應(yīng)按以下要求選擇。6.2.3飛行程序離軌處置飛行程序要求一般包括以下內(nèi)容。a)軌道級(jí)應(yīng)在與航天器完全分離后開(kāi)始執(zhí)行離軌飛行程序。b)優(yōu)化離軌姿態(tài)角和動(dòng)力工作起止時(shí)間，應(yīng)在確保不會(huì)污染、干擾或碰撞已入軌航天器的前提6.3其他要求應(yīng)對(duì)軌道級(jí)主動(dòng)離軌所采用動(dòng)力源的推進(jìn)劑進(jìn)行管理，確保主動(dòng)力或輔助動(dòng)力的再次或多次可靠對(duì)于不能受控主動(dòng)離軌直接再入的軌道級(jí)，應(yīng)根據(jù)以下要求完成相關(guān)鈍化措施。a)充分利用鈍化過(guò)程產(chǎn)生的速度增量，并選擇合適的箭體姿態(tài)增強(qiáng)離軌處置效果。b)根據(jù)GB/T32295—2015中5.1的要求確定推進(jìn)劑組元排放次序、推進(jìn)劑排放閥門開(kāi)啟時(shí)刻。5GB/T43224—2023c)根據(jù)GB/T38194—2019中5.2.2、6.2的要求完成剩余高壓氣體排放。1)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)程序評(píng)估電池安全余量，確保既定任務(wù)安全和任務(wù)后的處置順利實(shí)施；2)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電設(shè)計(jì)兩方面考慮電池內(nèi)部壓力的釋放途徑；3)軌道級(jí)優(yōu)先采取任務(wù)后不斷電策略，將電池耗盡。e)根據(jù)GB/T38194—2019中5.4和6.4的要求完成自毀裝置處置。對(duì)于采用主動(dòng)離軌的軌道級(jí)，應(yīng)根據(jù)GB/T32295—2015中5.3的要求對(duì)軌道級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)、姿控正推劑管理以及離軌整個(gè)過(guò)程中姿態(tài)的穩(wěn)定性；b)對(duì)于不具有三軸穩(wěn)定功能的軌道級(jí)，應(yīng)優(yōu)先通過(guò)自旋方式保證離軌時(shí)推力方向的穩(wěn)定性。軌道級(jí)應(yīng)設(shè)置合適的箭上設(shè)備以配合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)其離軌過(guò)程進(jìn)行跟蹤和效果評(píng)估。軌道級(jí)再入詳細(xì)要求如下：a)非重復(fù)使用軌道級(jí)的受控再入落點(diǎn)距離陸地應(yīng)不小于370km;注1:近地點(diǎn)高度低于50km一般能有效控制落點(diǎn)散布范圍。b)盡量避免軌道級(jí)實(shí)施無(wú)控再入；注2:軌道級(jí)碎片再入大氣后不易完全消亡。c)非重復(fù)使用軌道級(jí)應(yīng)采用合適的材料和布局設(shè)計(jì)，盡可能使其殘骸在再入過(guò)程中燒蝕消亡。注3:將無(wú)法消亡的部件進(jìn)行打包設(shè)計(jì)，能夠減少殘存碎片數(shù)量。8效果評(píng)估6GB/T43224—2023[1]ISO17546Spacesystems—Lithiumionbatteryforspacevehicles—Designandverificationrequire-ments[2]ISO20893:2021Spacesystems—Detailedspacedebrismitigationrequirementsforlaunchyehicleorbitalstages[3]ISO24113:2019Spacesystems—Spacedebrismitigationrequirements[4]ISO27852Space