《航天材料光學性能原位測試方法》編制說明

CSTM團體標準《航天材料光學性能原位測試方法》編制說明

（立項階段□征詢意見階段□審定階段□報批階段□）

1、目的意義

航天材料在軌期間將受到空間真空、溫度、紫外、空間輻射等環(huán)境的影響，

造成航天材料光譜反射率、光譜透射率、吸收率等性能的退化，嚴重影響航天器

組件的在軌功能，進而影響航天器的在軌安全和可靠性。因此，需要對航天材料

光學性能的在軌變化進行測試。

然而，航天材料的光學性能受真空的影響較大，根據(jù)國內(nèi)外的研究表明，大

氣環(huán)境尤其是氧氣的存在可以對航天材料光學性能帶來回復效應(yīng)。因此，針對航

天材料光學性能的在軌變化試驗和測試，需要對其開展原位測試。

航天材料的光學性能原位測試方法較多，常用的為光譜法測試和積分球法測

試，可以獲得在真空環(huán)境下航天材料光譜反射率、透射率等光學性能，以用于航

天材料光學性能的在軌預示、航天材料選用等，以保障航天器的在軌安全和高可

靠性。

國內(nèi)外相關(guān)單位發(fā)布的關(guān)于光學性能測試的標準主要集中在大氣環(huán)境中，主

要有國際標準化組織ISO發(fā)布的ISO13142:2021《Opticsandphotonics—

Lasersandlaser-relatedequipment—Cavityring-downmethodfor

high-reflectanceandhigh-transmittancemeasurements》、ISO15368:2021

《Opticsandphotonics—Measurementofreflectanceofplanesurfaces

andtransmittanceofplaneparallelelements》、中國國家標準化管理委員

會發(fā)布的GB/T36403-2018《紅外光學玻璃紅外透過率測試方法傅里葉變換法》、

中華人民共和國國家軍用標準GJB2023.1A-2012《材料和涂層反射率和發(fā)射率測

試方法第1部分:反射率》等。但針對航天材料光學性能原位測試的標準未見發(fā)

布。

在測試研究方面，我國的西安交通大學、中國科學院上海光學精密機械研究

所、北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所等單位基于應(yīng)用需求，多年從事航天材料光學性能

原位測試技術(shù)研究，搭建了基于光譜法測試和積分球法測試的原位測試裝置，對

各類光學增透器件、反射器件等開展了試驗研究和測試。但尚未建立相關(guān)標準規(guī)

范。

隨著我國航天器發(fā)射的數(shù)量逐漸增多，尤其是商業(yè)航天的快速發(fā)展，各類光

學相關(guān)材料和器件在軌應(yīng)用越來越多，亟需針對航天材料的光學性能原位測試建

立相關(guān)標準規(guī)范，以指導我國航天材料的光學性能原位測試分析。

2、預期的社會效益、經(jīng)濟效益

《航天材料光學性能原位測試方法》標準的建立，一方面將為航天光學類材

料的研發(fā)提供測試方法，為提升我國航天光學材料的研制水平提供支撐；另一方

面，將為航天材料的保證鑒定試驗提供測試方法，保障航天材料光學性能測試的

可靠性和準確性。進而為航天器的設(shè)計和光學元件及相關(guān)組件的在軌服役性能提

供支撐。

3、工作簡況

本標準來自于中國材料與試驗標準化委員會航天材料標準化領(lǐng)域委員會

（CSTM/FC57）標準編制計劃，項目計劃編號為XXXXXX。西安交通大學牽頭起草。

編制時間為2023年8月至2023年12月。標準的編寫格式符合GB/T1.1-2020《標準

化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的要求。

本項目的計劃要求為：2023年9月30日前完成征求意見稿；2023年11月30日

前完成送審稿；2023年12月31日前完成報批稿。

項目立項后，由西安交通大學成立了作為主要承辦單位，中國空間技術(shù)研究

院、中國科學院上海光學精密機械研究所、北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所、北京衛(wèi)星

制造廠有限公司、哈爾濱工業(yè)大學、南昌理工學院、中科院國家空間科學中心等

成立了編制組。項目組成員包括技術(shù)人員和標準化專業(yè)人員。

a）立項階段：2023年5月，西安交通大學牽頭，中國科學院上海光學精密機

械研究所、中國空間技術(shù)研究院宇航物資保障事業(yè)部、北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所

等對標準的立項必要性等進行研究和調(diào)研，基于國內(nèi)的航天材料研制和評價需

要，達成了開展標準申請立項的共識，并向CSTM/FC57遞交了標準立項申請。2023

年8月23日，中國材料與試驗標準化委員會航天材料標準化領(lǐng)域委員會

（CSTM/FC57）在北京召開了《航天材料光學性能原位測試方法》團體標準的立

項評估會，會議通過了標準的立項評估。

b）征求意見階段：征求意見公告，征求意見形式并簡要描述，如發(fā)出XX家，

收回XX條，采納XX條，不采納XX條。詳見征求意見處理表；

c）審定階段：審定會記錄；

d）報批階段：審定后的修改完善；

本文件由編制組人員完成了標準編制以及編制說明的編寫，分工見表1。

表1編制組人員分工

序

姓名單位任務(wù)分工備注

號

總體技術(shù)及

1.邱震鈺西安交通大學

協(xié)調(diào)

2.高鴻中國空間技術(shù)研究院標準編制

3.崔云中國科學院上海光學精密機械研究所標準編制

4.丁義剛北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所標準編制

5.陳玉西安交通大學標準編制

6.湯曉君西安交通大學標準編制

7.郭雅麗西安交通大學標準編制

8.成亮中國空間技術(shù)研究院標準編制

9.趙歡南昌理工學院標準編制

10.趙瑜哈爾濱工業(yè)大學標準編制

11.王馨悅中科院國家空間科學中心標準編制

12.代巍中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心標準編制

13.王月北京天工科儀空間技術(shù)有限公司標準編制

14.王世金數(shù)字太空（北京）股份公司標準編制

4、標準編制的原則

（1）制訂標準的依據(jù)

參照GB/T1.1《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》

的規(guī)定編寫。

（2）制修訂標準的原則

a)一致性

本標準編寫的過程中，充分征集了國內(nèi)從事航天材料光學性能原位測試單位

參與，并就標準技術(shù)內(nèi)容達成一致。

b)系統(tǒng)性

標準編寫過程中，充分考慮了航天材料空間環(huán)境效應(yīng)評估過程中，光學性能

原位測試過程全流程涉及到的要素。

c)規(guī)范性

本標準的額編寫按照GB/T1.1及CSTM的相關(guān)編寫要求進行編寫。

d)普適性

本標準適用于航天材料光學性能原位測試，尤其是光學反射率、光學透射率

的原位測試，具有很好的普適性。

e)適用性

本標準適用于空間環(huán)境效應(yīng)評估，尤其是真空環(huán)境下的航天材料光學性能原

位測試，充分避免大氣對光學性能回復效應(yīng)的影響，具有很好的適用性。

f)先進性

本標準是國內(nèi)從事航天材料光學性能原位測試的廣泛認可的研究成果，代表

了我國的最新研究進展，具有先進性。

5、確定標準主要技術(shù)內(nèi)容的依據(jù)

（1）試驗方法類標準

說明樣品前處理及測試過程中試驗條件的確定依據(jù)。根據(jù)標準制定需要，選

擇下列至少兩項操作，其中d項是必選項。

a）采用此試驗方法標準在不同型號設(shè)備上的測試結(jié)果；

b）采用此試驗方法標準在不同測試單位進行測試的結(jié)果；

c）采用此試驗方法標準對不同來源樣品進行測試的結(jié)果；

d）采用此試驗方法標準在具有資質(zhì)認定許可技術(shù)能力的實驗室主導下的多

家比對結(jié)果。

[如技術(shù)指標、參數(shù)、公式、性能要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等的論據(jù)，包

括試驗、統(tǒng)計數(shù)據(jù)，解決的主要問題。]

不確定度評定：

基于多家比對過程對測試方法進行不確定度評定過程描述，包括A類不確定

度和B類不確定度來源。

6、主要試驗或驗證結(jié)果

列出比對試驗主要試驗或驗證結(jié)果，驗證標準中指標參數(shù)的合理性。

7、與國際、國外同類標準水平的對比情況

描述國內(nèi)外關(guān)鍵指標對比分析或與測試的國外樣品、樣機的相關(guān)數(shù)據(jù)對比情

況。

方法標準與相關(guān)國際＼國外＼國家＼行業(yè)＼地方＼團體標準

主要參數(shù)對比表

ISOGB/TGJB本標準

標準號ISO13142:2021

15368:202136403-20182023.1A-2012

Opticsand

Opticsand

photonics—

photonics—Lasers

Measurement

andlaser-related

of紅外光學玻材料和涂層反

equipment—Cavity

reflectance璃紅外透過射率和發(fā)射率

標準名ring-downmethod

ofplane率測試方法測試方法第

稱for

surfacesand傅里葉變換1部分:反射

high-reflectance

transmittance法率

and

ofplane

high-transmittance

parallel

measurements

elements

規(guī)定了航

天材料光

學性能原

位測試的

規(guī)定了材料和

給出了利用目的、范

涂層雙向反射

用于對光學透射率大使用光譜儀測傅里葉變換

率的測試要圍和精

于99.9%的激光光學量平板表面的法測試紅外

范圍求、測試系統(tǒng)、

元件的透射率的精確反射率或透射光學玻璃紅度、原理、

測試程序以及

測試。率外透過率的

數(shù)據(jù)處理方設(shè)備、條

方法。

法。

件、試樣、

程序和數(shù)

據(jù)處理要

求等。

在相同測量條給出了使

件下，比較被

用分光光

測物體在給定

方向上的輻射度計和積

測量樣品表面

測量樣品表面光功率適量和漫反射

光功率的反射分球法的

原理的反射率或透射率的傅立葉變換參考體在相同

率或透射率的

相對變化。方向的輻射通測試原理

相對變化。

量，從而計算

得到被測物體

的雙向反射率

因子。

制樣要與樣品實際使對樣品尺寸對樣品尺寸和對標準樣

與樣品實際使用一致

求用一致和加工提出加工提出了要

了要求求品和試驗

樣品均進

行了規(guī)定

對溫度和

對溫度和濕

試驗條對溫度和濕度

無無度提出了要濕度進行

件提出了要求

求可規(guī)定

色散分光光度對儀器波長對儀器設(shè)備的無

儀器設(shè)

無計、傅立葉變換等提出了要各個組成部分

備

分光光度計求進行了規(guī)定

給出了測

試驗方給出了測試給出了測試步

光腔衰減振蕩無

法步驟驟試步驟

給出了試

試驗結(jié)給出了試驗報給出了試驗給出了試驗報

給出了試驗報告要求驗數(shù)據(jù)處

果告要求報告要求告要求

理方法

誤差來源包括無

波長（或波數(shù)）