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

GB/T43224—2023運載火箭軌道級處置詳細(xì)要求國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會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)定本文件由全國宇航技術(shù)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC425)提ⅡGB/T43224—2023運載火箭軌道級及其在軌解體、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、財產(chǎn)和空中飛行器構(gòu)成一定威脅。因此，需對其涉及再入大氣層的設(shè)計與實施明確相關(guān)1GB/T43224—2023運載火箭軌道級處置詳細(xì)要求GB/T32295—2015運載火箭剩余推進(jìn)劑排放設(shè)計要求GB/T34513空間碎片減緩要求GB/T38194—2019運載火箭操作性碎片減緩設(shè)計要求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航天器與運載火箭雙方協(xié)調(diào)a)應(yīng)針對軌道級軌道壽命和再入傷亡風(fēng)險約束條件，運載火箭方與航天器方協(xié)調(diào)商定發(fā)射軌道b)運載火箭方應(yīng)擬定并向航天器方提供軌道級處置可選方案；c)對于無法滿足處置要求的發(fā)射軌道，運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能下限值一般取15J。b)對于近地點軌道高度不超過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，其軌道壽命不應(yīng)超過25年限制，應(yīng)優(yōu)先通過離軌縮短其軌道壽命并完成鈍化；注2:ISO24113:2019已刪除將軌道級抬升至2000km以上高度的方案。注3:通常，處置后的軌道級初始衰減軌道選擇橢圓軌道比近圓軌道需要更少能量。c)對于近地點軌道高度不超過2000km、軌道壽命不超過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對應(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:將軌道級變軌至地球逃逸軌道是一種備選方案。注7:100年起止時刻從軌道級變軌機(jī)動完成開始，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)針對離軌、再入處置系統(tǒng)的設(shè)計、試驗驗證和效果評估工作制定的詳細(xì)要求和計離軌處置計劃應(yīng)包括以下方面。a)成功離軌概率及其置信水平。b)器箭分離時軌道級的標(biāo)稱軌道參數(shù)。c)軌道級所選處置方法描述(安全回收、受控再入、無控再入、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)域未來發(fā)生干涉概率盡量小的處置軌道。針對停留或穿越LEO受保護(hù)區(qū)域的情況，再入處置計劃應(yīng)包括以下方面。a)再入傷亡風(fēng)險及其置信水平。b)事先設(shè)定受控再入的實施條件，比如推進(jìn)劑余量下限值，離軌動力是否正常等。受控再入和鈍化操作。亡風(fēng)險。d)若選擇受控再入，制定處置和再入行動時序，需提前通知的個體和(或)實體清單及其通知時間。結(jié)合推進(jìn)劑剩余量、電源、可控性、冗余損失等因素計算得到的軌道級成功處置概率不應(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)對于既定任務(wù)結(jié)束后主發(fā)動機(jī)具備再次點火條件的軌道級，應(yīng)采用其主發(fā)動機(jī)再次工作的方式實施主動離軌；b)對于既定任務(wù)結(jié)束后主發(fā)動機(jī)不具備再次點火條件，但輔助推力器仍能工其姿控正推推力器工作的方式實施主動離軌；c)對于既定任務(wù)結(jié)束后主發(fā)動機(jī)和輔助推力器均不能工作的軌道級，應(yīng)優(yōu)先采用剩余液體推進(jìn)軌道級被動離軌所用動力一般按照離軌措施的難易程度作以下分類：6.2實施要求軌道級離軌處置時機(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)軌道級應(yīng)在與航天器完全分離后開始執(zhí)行離軌飛行程序。b)優(yōu)化離軌姿態(tài)角和動力工作起止時間，應(yīng)在確保不會污染、干擾或碰撞已入軌航天器的前提6.3其他要求應(yīng)對軌道級主動離軌所采用動力源的推進(jìn)劑進(jìn)行管理，確保主動力或輔助動力的再次或多次可靠對于不能受控主動離軌直接再入的軌道級，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)劑排放閥門開啟時刻。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)計程序評估電池安全余量，確保既定任務(wù)安全和任務(wù)后的處置順利實施；2)從結(jié)構(gòu)設(shè)計和電設(shè)計兩方面考慮電池內(nèi)部壓力的釋放途徑；3)軌道級優(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。對于采用主動離軌的軌道級，應(yīng)根據(jù)GB/T32295—2015中5.3的要求對軌道級發(fā)動機(jī)、姿控正推劑管理以及離軌整個過程中姿態(tài)的穩(wěn)定性；b)對于不具有三軸穩(wěn)定功能的軌道級，應(yīng)優(yōu)先通過自旋方式保證離軌時推力方向的穩(wěn)定性。軌道級應(yīng)設(shè)置合適的箭上設(shè)備以配合監(jiān)測系統(tǒng)對其離軌過程進(jìn)行跟蹤和效果評估。軌道級再入詳細(xì)要求如下：a)非重復(fù)使用軌道級的受控再入落點距離陸地應(yīng)不小于370km;注1:近地點高度低于50km一般能有效控制落點散布范圍。b)盡量避免軌道級實施無控再入；注2:軌道級碎片再入大氣后不易完全消亡。c)非重復(fù)使用軌道級應(yīng)采用合適的材料和布局設(shè)計，盡可能使其殘骸在再入過程中燒蝕消亡。注3:將無法消亡的部件進(jìn)行打包設(shè)計，能夠減少殘存碎片數(shù)量。8效果評估6GB/T43224—2023[1]ISO17546Spacesystems—Lithiumionbatteryforspacevehicles—Designandverificationrequire-ments[2]ISO20893:2021Spacesystems—Detailedspacedebrismitigationrequirementsforlaunchyehicleorbitalstages[3]ISO24113:2019Spacesystems—Spacedebrismitigationrequirements[4]ISO27852Space